Наука и технологии России

Вход Регистрация

Нанодороги без дураков

Пригодная для российских условий технология строительства дорог с использованием частиц резины, подвергающихся обработке методом высокотемпературного сдвигового измельчения, была разработана много лет назад в Институте химической физики им. Н. Н. Семёнова РАН и уже испытана на деле. Вместе с организаторами эксперимента участок дороги проверял корреспондент STRF.ru Игнат Соловей.

Трасса М-10 Москва – Санкт-Петербург вызывает у тысяч водителей приступ нервной дрожи. Дело не в лихоимствующих автоинспекторах и не в жутких пробках около столиц, а в состоянии дорожного полотна. Казалось бы, самая загруженная и, с точки зрения некоторых российских граждан, самая главная, дорога страны должна быть образцовой восьмиполосной магистралью. Но пока это остаётся мечтой.


Колея в Твери на объездной. Примерно то же самое - на мосту через Волгу и в нескольких других местах. Некоторые водители легковых машин стараются её объехать, потому что есть риск «сесть» на днище


Ремонт дороги в районе 250-го километра

«Видали и похуже», - скажут читатели и будут, к сожалению, правы. Но эта статья посвящена асфальту, с которым подобное может произойти в худшем случае лет через двадцать. Всё дело в переработанной автомобильной резине, которая добавлена в состав дорожного покрытия. Почему именно автомобильная резина? А попробуйте найти другой материал, который без потери свойств выдерживает тяжелейшие нагрузки в огромном диапазоне температур на протяжении значительного времени.

Снова слышу скептика: «Тоже мне, удивил. Американцы добавляют измельчённые покрышки в асфальт уже не один десяток лет». Совершенно верно. Более того, первые попытки избавиться от отслуживших автопокрышек путём, образно выражаясь, превращения их в дорогу, предпринимались ещё сто лет назад - а тогда далеко не всякий автомобиль мог похвастаться резиновыми колёсами - и в США, и в Европе, и в России. Первыми добились определённого успеха американцы в 1929 году, добавив измельчённые в крупу покрышки в битум, являющийся вяжущим компонентом. Технология с тех пор совершенствуется, но принцип не меняется - в горячий битум добавляются достаточно крупные эластичные частицы резины, полученную массу перемешивают, добиваясь относительной однородности. Основных проблем у такого подхода две: во-первых, эти частицы даже под воздействием высокой температуры остаются достаточно крупными, от долей миллиметра до нескольких сантиметров, что под нагрузками от тяжёлых грузовиков и автобусов приводит к разуплотнению покрытия. Во-вторых, требуется достаточно существенное изменение технологии производства асфальтовой смеси, что большинство асфальтобетонных заводов себе позволить не могут. Впрочем, в США проблем меньше не только из-за отсутствия общеизвестных российских традиций, но и потому, что в Северной Америке совершенно другой состав почв и другой климат – значительная часть дорог там находится в самой подходящей для асфальта климатической зоне.

Технология, более пригодная для российских условий, была разработана много лет назад в Институте химической физики им. Н. Н. Семёнова РАН. Суть её в том, что частицы резины проходят обработку по оригинальному методу высокотемпературного сдвигового измельчения. В устройстве под названием «роторный диспергатор» частицы резины одновременно с измельчением до размеров в несколько десятков нанометров подвергаются моментальному нагреву и последующему охлаждению. Компания «Новый каучук», а точнее, её подразделение «Уником», развила эту технологию до промышленных масштабов и запустила в 2004 году опытное производство модификатора «Унирем», который и придаёт дорожному покрытию самые замечательные свойства. Об особенностях «Унирема» вы можете прочитать в материале корреспондента STRF.ru Ивана Охапкина. Я же расскажу о практических результатах пятилетней эксплуатации участка дороги Москва-Санкт-Петербург, которые группе журналистов на прошлой неделе продемонстрировали генеральный директор компании «Уником» Михаил Лернер, представители пресс-службы ГК «Роснано» и подтвердили специалисты Московского автомобильно-дорожного института.

Выбор именно этого участка был продиктован в основном сроком его эксплуатации – пять лет. Кроме того, в такую погоду представителям СМИ с тяжёлыми камерами куда лучше работается на воздухе посвежее московского, даже если сама процедура занимает меньше часа.

Первый этап проверки – забор небольшого куска покрытия. Далее замеряются коэффициент сцепления и глубина колеи.


Вырубка пробы асфальта. Болгарка вгрызается в покрытие на глубину примерно в 7 сантиметров


Михаил Лернер демонстрирует пробу асфальта. Внизу - старый слой обычного асфальта, где нагретый диск болгарки очистил щебень от битума. Выше - пятисантиметровый слой покрытия с «Униремом», где, несмотря на нагрузку, битум остался на щебне, что свидетельствует о глубоком проникновении и стойкости присадки


Старшекурсники и аспиранты МАДИ замеряют коэффициент сцепления. Лапки измерителя под ударом груза разъезжаются на смоченном асфальте, имитируя ход колеса юзом на влажной дороге. Показатель 0,51 полностью соответствует ГОСТу (шкала варьируется от 0,3 до 0,7). Замечу, что коэффициент сцепления ВПП аэродромов замеряется иначе и для другой траектории скольжения, но и там такое значение само по себе является подходящим для всех типов воздушных судов


Замер колейности при помощи рейки с прецизионным уровнем. Справа крупным планом - те самые 11 миллиметров


Владимир Борисов, старший преподаватель кафедры теоретической механики МАДИ, рассказывает о тележке для замера профиля дороги. Устройство разработано в МАДИ и оснащено двумя типами высокоточных датчиков ускорения и лазерным измерителем уровня, причём конструкция такова, что после двух лет эксплуатации без всякого ухода линзы лазера остаются чистыми. Колебания тележки не зависят от колебаний машины-буксира, которая может быть любой - из всего бортового оборудования только ноутбук со специальным программным обеспечением

Небольшая ямка, которая остаётся на месте забора пробы, засыпается и не причиняет водителям беспокойства. После Тверской окружной дороги результат замера колейности впечатляет: за пять лет после проезда миллионов тяжёлых фур колея не колея – рейка и линейка показали 11 миллиметров, а глаза и того не увидели. Для справки: по ГОСТу допустимой колеёй считается углубление в 20 миллиметров. Вот же она – дорога! Но…


Замер профиля дороги

Освоить нельзя сэкономить

Вечером, накануне замеров, компания журналистов собралась у костра на берегу Валдайского озера для неформальной беседы, в ходе которой представителям «Уникома» и корпорации «Роснано», принимающей участие в финансировании проекта в части развития производства, НИОКР и разработки учебных программ, было задано множество вопросов. Самым главным был, с моей точки зрения, один: если резиновые модификаторы и «Унирем», в частности, так хороши, то почему же они не используются повсеместно? Ответ кроется не только в описанном ещё Радищевым в этих же краях чиновном разгильдяйстве. Ещё одна важная причина – 94-ФЗ, по которому одним из главных критериев отбора поставщика для государственных и муниципальных заказов является стоимость закупки или производства работ, а стоимость эксплуатации закупленного имеет намного меньшее значение. Цена дорожного покрытия с «Униремом» на 5 процентов выше обычного, в эксплуатации оно ощутимо дешевле и служит куда дольше асфальта без присадок - разработчики обещают до 35 лет в некоторых случаях. У конкурентов ситуация похожая, с той лишь разницей, что технология «Уникома» не требует никаких изменений в технологии производства асфальта – на одном из этапов нужно засыпать модификатор в битум, причём без специального оборудования, достаточно бросить в бункер полиэтиленовые мешки – плёнка расплавится, а присадка распределится как положено при перемешивании битума. Это весьма важное отличие: «Унирем» можно применять даже на самых маленьких асфальтобетонных заводах контейнерного типа.


Не обманитесь непринуждёнными позами - двухчасовая дискуссия была исключительно интересной и продуктивной для всех её участников

Собственно, частные заказчики, к которым относятся и некоторые аэропорты, преимущества присадок оценили. Но заказчикам государственным нужно ещё соблюдать требования 94-ФЗ. А если исполнять их буквально, то получается «числом поболее, ценою подешевле»: асфальт кладётся быстро, нередко с нарушением стандартов и хорошо, если большими участками. Полгода водители наслаждаются отличной дорогой, но стоит наступить зиме или лету, как история повторяется: в холода - трещины и вспучивания, в жаркое время - колея. Такая ситуация, как ни парадоксально, всех устраивает – чиновники «освояют» (возврат неиспользованных средств в госбюджет - дело наихлопотнейшее), ДРСУ и автосервисы загружены работой, а широким народным массам есть на что пожаловаться.

И глобальные изменения, увы, не так близки: на разбитых федеральных трассах дело ограничивается только пробными участками. Это при отсутствии проблем с сырьём, на «отлично» пройденных мыслимых и немыслимых экспертизах, действующем опытном производстве и спокойствии ФАС (конкуренты у «Уникома» есть). Несмотря даже на то, что с недавних пор официально рекомендовано включать использование этой присадки в ТЗ на дорожные работы.


Расширение трассы - увы, без «Унирема»

Главная загвоздка, как всегда, в политической воле: пока не примут положение, по которому хотя бы для капитальных объектов будет учитываться совокупная стоимость владения и срок службы, – дороги долговечнее не станут. Впрочем, бывает, что позитивные изменения происходят по частной инициативе. В случае с дорогами всё-таки тоже можно надеяться не только на указания сверху, но и на здравый смысл «на местах».

РЕЙТИНГ

4.42
голосов: 43

Обсуждение