Щебеночно-мастичный асфальтобетон

Как уже сообщалось ранее, под эгидой департамента “Белавтодор” 11 июля состоялся семинар “Технология устройства верхних слоев дорожных покрытий из ЩМА”. В семинаре приняли участие директор департамента “Белавтодор” Александр Минин, его первый заместитель Геннадий Чепцов, начальник научно-технического отдела Николай Климачев, его заместитель Владимир Закревский, начальник управления содержания дорожной сети Василий Яковлев, начальник дорожного отдела Михаил Михейчик, директора и руководящие работники автодоров, трестов, научных и проектных организаций отрасли, предприятий, производящих дорожно-строительные материалы и механизмы, представители ТВ “Дорстрой”, Госстройнадзора, ученые БНТУ. Мероприятие стартовало в зале коллегий “Белавтодора”. Со вступительным словом к участникам семинара обратился директор департамента Александр Минин.

По словам Александра Васильевича, его, как инженера и человека, отвечающего за развитие дорожной отрасли, постоянно интересуют новые технологии. В их ряду — и щебеночно-мастичный асфальтобетон. Александр Минин отметил, что в последние годы нагрузки на дорожную сеть постоянно растут. И перед отраслью стоит важная задача: как сохранить дороги и одновременно пропустить по ним транспорт. Очередным шагом в этом направлении стало то, что если ранее дороги проектировались под расчетную нагрузку 9 тонн на одиночную ось, то сегодня этот показатель — 11,5 тонн. Но зачастую фактические нагрузки превышают расчетные. Тем не менее, рост интенсивности движения и нагрузок — это объективная реальность. В связи с этим Александр Васильевич привел следующие данные. Если в 1992 году сеть дорог общего пользования составляла 49 тыс. км, то в нынешнем — уже 79.990 км. В 1992 году в Беларуси было более 900 тысяч автомобилей, а сегодня — свыше 2,6 миллиона! И при такой высокой положительной динамике роста сети дорог и количества автомобилей финансирование дорожного хозяйства сократилось более чем в 2 раза! Так, в 1992 году средства дорожных фондов составляли сумму порядка $625 млн, а в 2003 году — лишь 279 млн. Отсюда и почти 40 тыс. км дорог, которые эксплуатируются сегодня с превышением межремонтных сроков.
В таких условиях, подчеркнул Александр Минин, надо определиться с технологиями, которые могут решить эту проблему. У нее есть и другие аспекты. Так, наша нефтеперерабатывающая промышленность не дает качественного битума, а щебень имеет кислую среду. Кроме того, необходимо преодолеть психологический барьер людей, которые постоянно твердят: а вот в Германии дороги гораздо лучше. Кстати, на одного жителя страны ежегодно приходится $36 налогов, которые идут на дороги. Но ведь пользуются дорогами все, а практически 70% дорожного бюджета идет на покрытие затрат от проезда ТКТС, составляющего неизмеримо малую долю в общем потоке транспорта.
Тема щебеночно-мастичного асфальтобетона дает нам некоторый шанс решить эти проблемы. И опыт прошлого года, когда на определенных участках кольцевой был уложен ЩМА, оказался положительным. В этом смысле семинар призван в практическом плане посмотреть как саму технологию по производству и укладке ЩМА, так и те возможности, которыми ЩМА обладает, подытожил свое выступление Александр Минин.

Затем слово взял директор химико-технологического центра дорожно-строительных материалов РУП “БелдорНИИ” Виктор Шумчик. Он подробно остановился на физико-механических свойствах щебеночно-мастичного асфальтобетона. По его словам, в традиционном асфальтобетоне трудно достичь оптимальных свойств. Дашь много битума — появится колея, мало — будут трещины. В этом плане ЩМА обладает лучшим набором свойств по трещиностойкости, сдвигоустойчивости, водостойкости и коррозионной устойчивости. Все это обеспечивается большим содержанием в смеси щебня и битума, плюс добавка целлюлозного волокна, в результате чего образуется плотный щебеночный каркас. БелдорНИИ изучал и адаптировал технологию ЩМА к нашим условиям на протяжении нескольких лет, стараясь максимально учесть мировой опыт. В итоге были разработаны технические условия и рекомендации по применению ЩМА, а затем последовало и практическое освоение технологии при реконструкции МКАД. Более 60 тысяч тонн такого асфальтобетона 5-ый и 8-ой тресты уложили на МКАД. По словам Виктора Шумчика, подрядчики успешно справились со своей задачей, и ЩМА имел требуемое качество.
В настоящее время БелдорНИИ продолжает работу в этом направлении. Вскоре материал по ЩМА должен войти в СТБ по асфальтобетону. Как подчеркнул Виктор Шумчик, ЩМА — материал, жесткий по своей структуре, поэтому при его укладке есть определенные нюансы. А так все операции, по сравнению с традиционными смесями, примерно одинаковы. ЩМА еще хорош и тем, что технологическое оборудование, имеющееся у предприятий отрасли, вполне позволяет его применять.
Затем слово взял Евгений Смирнов, заместитель генерального директора ПТФ “Растом” из России — предприятия, имеющего достаточно богатый опыт по применению щебеночно-мастичного асфальтобетона. По его словам, ЩМА пришел в Россию в 2000 году, и буквально за 3 года в стране было уложено свыше 2 млр м2 такой смеси начиная от Смоленска и заканчивая сибирскими регионами. При этом ЩМА укладывался как на городских улицах, так и на трассах федерального значения, в том числе и на Московской кольцевой автодороге. По мнению Евгения Смирнова, ЩМА характеризуется хорошей стабильностью при высоких температурах и прекрасной пластичностью при низких. Российский коллега также отметил, что при приготовлении смеси очень важно учесть фракционный состав щебня и произвести оптимальный подбор по содержанию битума, минерального порошка и стабилизатора (целлюлозы) в смеси. Что касается процесса приготовления и укладки, то ЩМА можно сделать практически на любом АБЗ, укладывать его надо при постоянном движении техники по 6 проходов катков в каждую сторону. А транспорт по уложенному ЩМА можно пускать уже после того, как смесь остыла до 55-65 градусов.
ЩМА был изобретен в первую очередь для решения проблемы колейности, образуемой от движения тяжелого транспорта. В ЩМА образуется очень прочный каркас из щебня, и тяжелые нагрузки распределяются по всему каркасу — отсюда и отличные показатели ЩМА по сдвигоустойчивости. В этом плане очень показателен пример аэропорта Шереметьево, где в местах стоянок самолетов образовывались так называемые линзы — колеса авиалайнеров просто продавливали асфальт. Два года назад там были устроены опытные участки из ЩМА, до сих пор показывающие хороший результат — линзы здесь уже не образуются.

Кстати, недавно российские дорожники столкнулись с не совсем обычной проблемой — образованием колеи (до 5 см!) на крайних левых полосах движения на Московской кольцевой дороге. В результате исследований оказалось, что причина заключается в том, что по этой полосе движутся машины на предельно высоких скоростях, а зимой — с шипованной резиной. Асфальт просто не успевает отдохнуть, отсюда — повышенный износ верхних слоев. Поэтому в настоящее время эти полосы покрываются новыми слоями, а кое-где — и с применением щебеночно-мастичного асфальтобетона.
Интересна и экономика вопроса, в чем уже смогли убедиться российские дорожники. По словам Евгения Смирнова, ЩМА обычно дороже традиционной смеси на 30-35%. Но ведь обычную смесь укладывают слоем 6 см, а для ЩМА достаточно 4 см. К тому же, ЩМА в 2-2,5 раза долговечнее обычной смеси. Поэтому его применение в результате оказывается даже более экономически целесообразным. Тем не менее, наиболее рационально применение ЩМА показывает себя на перекрестках, магистралях с интенсивным движением, на уклонах дороги, мостах, местах остановок транспорта, аэродромах и разгрузочных площадках. Далее с кратким выступлением к участникам семинара обратился генеральный директор РУП “Белгипродор” Алексей Федоров. Алексей Георгиевич отметил, что, если бы не настойчивость первого заместителя директора департамента Геннадия Чепцова, щебеночно-мастичного асфальтобетона на Минской кольцевой автодороге не было бы. А в настоящее время Белгипродор проводит мониторинг сравнения эксплуатационных характеристик асфальтобетона типа А и ЩМА. И уже сегодня его результаты явно в пользу ЩМА, в частности, в вопросе долговечности.
Валерий Кушинский является непосредственным разработчиком технологии ЩМА в Беларуси. Он рассказывает об особенностях технологии производства и укладки этого асфальтобетона. По его словам, на этапе разработки рекомендаций ученые пользовались в основном только нормативной документацией и патентной информацией, которую почерпнули из опыта России, Литвы и других зарубежных источников. По ходу движения Валерий Кушинский подробно рассказывает об экспериментальных работах, о том, как укладывались первые участки ЩМА на М1/Е30, о нюансах приготовления смеси и ее укладки, которые выяснились в ходе опытно-экспериментальных работ и реконструкции Минской кольцевой, а также о СТБ по асфальтобетону, в котором они попытались максимально все это учесть.

Главный инженер РУП СМТ-8 Сергей Алмикин подробно рассказывает о тех участках кольцевой, где работал 8-й трест, об особенностях буквально каждого километра. При этом участники семинара могут наблюдать непосредственное отличие участков с традиционным асфальтобетоном и ЩМА, причем явно в пользу последнего.
В ходе объезда дороги специалисты БелдорНИИ продемонстрировали в действии уникальный прибор — индикатор качества асфальтобетона PQI-301. Он предназначен, в первую очередь, для измерения плотности вновь укладываемых асфальтобетонных покрытий и обследования существующих. Со всех сторон посыпались вопросы: как он работает, для чего он нужен, если можно брать традиционные керны. Прибор достаточно дорогостоящий (30 млн руб.), однако он незаменим в плане оперативного контроля. Его возможности демонстрируются прямо в процессе укладки, когда после прохождения катка прибор дает точные показания, и становится ясным, нужно ли дальше укатывать слой. Еще одно преимущество устройства перед традиционным керноотбойником — то обстоятельство, что кернить можно лишь в нескольких местах, а PQI-301 позволяет оперативно выяснить характеристики слоя ЩМА прямо в процессе укладки, и сделать это он может хоть в сотне мест без ущерба для покрытия. Как результат — возможность оперативно и качественно корректировать процесс укладки. Немаловажный плюс нового прибора еще и в том, что он достаточно мобилен, легко переносится с места на место и, в отличие от своих аналогов, не содержит радиоактивных элементов. Принцип его действия базируется на безопасной технологии использования постоянного электрического тока низкого напряжения.
Сегодня возле АБЗ “Шабаны” идет процесс приготовления щебеночно-мастичной смеси. На заводе две асфальтосмесительные установки: одна производительностью 130-160 тонн и вторая — реконструированный “Тельтомат” производительностью 90-100 тонн. Кроме того, на заводе есть компрессорная станция для разгрузки и подачи доломита, повышенный путь для приемки щебня, два пути для приемки доломита и битума, грохот для разгрохотки щебня. По прибытии на завод делегация непосредственно ознакомилась с процессом приготовления ЩМА, с дозирующими устройствами. Специалисты треста и БелдорНИИ ответили на все возникающие в ходе ознакомления вопросы.

По словам генерального директора РУП “Магистральавтодор” Анатолия Лытина, реконструкция МКАД не закончена: департамент “Белавтодор” и Минский горисполком подписали соглашение, в котором предусмотрено дальнейшее выполнение отдельных видов работ с определенными целями по улучшению условий движения и повышения безопасности. Так, в ближайшие два года предполагается выполнить освещение МКАД на всем протяжении дороги: 50% этих работ будет выполнять департамент, остальную часть — город. Второе — пешеходные связи. К сожалению, люди, привыкшие ходить в лес в одном месте через кольцевую дорогу, продолжают это делать и после реконструкции дороги. В связи с этим предполагается выполнить несколько дополнительных пешеходных связей в разных уровнях в местах, где чаще всего происходит несанкционированный переход. Наше мнение не всегда совпадает с мнением ГАИ. К примеру, в районе БПИ с одной стороны находится стоянка транспорта, а с другой — жилые дома. Таким образом, люди постоянно ходят на стоянку через кольцевую дорогу. Но строительство перехода здесь экономически нецелесообразно: проще построить новую стоянку уже на стороне жилых домов и таким образом решить эту проблему. А так мы предполагаем в ближайшее время построить два пешеходных перехода (в районе Малиновки и на 5-м км МКАД) с окончанием в этом году одного, а в следующем — второго. Еще один момент — переходно-скоростные полосы. На участках, где в свое время было 4 полосы движения, мы делали капитальный ремонт и таких полос не устраивали. В этом году предполагается построить 6 пар переходно-скоростных полос на МКАД. Обсуждается проблема организации движения и в части размера шрифтов знаков. В основном, мы применяли шрифт 200, а на двух развязках повесили знаки с 300-м шрифтом.

В данный момент во время дорожных работ на отдельных участках дороги устраивается холодное литое покрытие по технологии “Сларри Сил” по цементобетону. В свое время на цементобетоне производилась поверхностная обработка. На этом участке ремонт впервые ведется комплексно, вместе с ремонтом асфальтобетонных обочин. На сегодняшний день мы реализовали достаточно дискуссионные решения и технологии, которые еще предстоит реализовать при ремонте выходов из города Минска, таких, как Минск — Гродно. Там, где есть укрепленные обочины, где в свое время применялись цементогрунты, зологрунты в верхних слоях основания, где цементобетонные покрытия ведут себя несколько неординарно: разрушаются, наблюдается коррозия, где присутствуют хорошо сохранившиеся и разрушенные швы и есть проблемы их ремонта, где наблюдается ямочность цементобетонного покрытия. На сегодняшний день все эти моменты нами отработаны, и на этом участке будет возможность посмотреть, как все это реализовывалось: типы материалов, технологии, малая механизация, цены материалов и работ.

Дорога Р-28 имеет протяженность 152,9 км, проходит по Минскому, Молодечненскому, Вилейскому и Мядельскому районах. Кстати, Р-28 отнесена к категории республиканских туристических трасс. Участок км 23-40,6 обслуживает ДЭУ-61 Минского автодора. На этом участке дороги интенсивность составляет от 6 до 9 тысяч автомобилей в сутки. (От Минска до Заславля у Магистральавтодора этот показатель — 6,5-13,5 тысяч автомобилей в сутки). Наш участок протяжением 19,85 км с прошлого года в ремонте. Дорожная одежда — цементобетон толщиной от 0,2 до 0,24 на основании из цементогрунта. Обочины шириной 3 м вправо-влево из асфальтобетона толщиной от 5 до 10 см тоже на цементогрунте. 10 лет назад на цементобетоне была устроена одинарная поверхностная обработка, и за это время она, само собой, пришла в неудовлетворительное состояние. По проекту предусмотрено фрезерование поверхностной обработки и разрушенных обочин (практически половины из них), устройство 5-сантиметрового слоя, ремонт трещин в цементобетонном покрытии с разделыванием трещин фрезой и заполнением мастикой. Кроме того, была предусмотрена замена частично разрушенных плит. В прошлом году был полностью выполнен ремонт швов сжатия-расширения, частично — по устройству “Сларри Сил”. В этом году с апреля месяца уже проведена большая работа: практически все обочины заасфальтированы. По “Сларри Сил” прошлого года есть участки, особенно на перекрестках, где покрытие с цементобетона вылетело. Сейчас ДРСУ Автомагистрали будет исправлять эти участки так, чтобы покрытие больше не вылетало.

Так, толщина наносимого слоя составляет 14-17 мм, расход на 1 м 2 — 20,1 кг, а стоимость квадратного метра — 2900 рублей. Машина по укладке смеси начинает движение, участники семинара следуют за ней. За один раз машина укладывает порядка 900 м 2, 3 машины работают конвейером и за смену могут уложить 15-20 тыс. м 2. Однако специалисты Автомагистрали постоянно сталкиваются с нестабильностью битума, в результате чего формирование покрытия может иногда продолжаться до 6-8 часов вместо 1 часа, как предусматривает технология “Сларри Сил”.
“Сларри Сил” — хорошая, удобная технология, но она требует к себе уважения с позиции вяжущего. Эту проблему можно увидеть еще при приготовлении самой смеси, так как стабильность битума очень важна. Что касается особенностей работы на цементобетоне, то проблемы, несомненно, есть. Там, где низкое качество битума, увеличивается срок формирования от 1 часа до 3, 6 и 8 часов, а если и дождь пройдет, то, конечно, качество покрытия снижается. Поэтому, если бы мы имели постоянный групповой состав битума, можно было бы, варьируя разными модификаторами, найти вариант стабильной эмульсии. Но как только меняется групповой состав, процессом становится очень сложно управлять.
По ходу участникам семинара демонстрировалась работа вышки по формированию крон деревьев, уборка кустарника и молодой поросли.
Со слов первого заместителя директора департамента Геннадия Чепцова становится ясно, что нагрузки на дороги постоянно растут. Поэтому во многих странах ЩМА используется как асфальтобетон, способный принимать большие нагрузки. Так, по данным Франции за 96 год, в мире использовалось порядка 10 млн тонн такой смеси.

Интересным материалом представляется и сама целлюлоза. Прежде всего удивительны сферы ее применения. Это, само собой, бумага: в Раубичах, к примеру, ее используют на трамплинах вместо снега, она входит в основу пороха и даже применяется в пищевых добавках, снижающих аппетит.
Что касается гранулированной целлюлозы для ЩМА, то здесь необходимо использовать гранулы, в составе которых не более 12% битума. Дело в том, что тонна целлюлозы стоит 900-1000 евро, и, если в ней содержится 20% битума, то получается, что в ее составе битум обойдется буквально на вес золота. Поэтому надо покупать более экономные гранулы (до 12% битума) и тщательно следить за качеством поставляемой продукции, так как некоторые поставщики целлюлозы приукрашивают характеристики своего продукта.
Что касается щебня, то материал “Гранита” далеко не всегда хорош по лещадности, что негативно влияет на сдвигоустойчивость покрытий. А ведь многие западные страны пошли по пути обеспечения, в первую очередь, именно сдвигоустойчивости, даже в ущерб трещиностойкости. Но даже и при высокой лещадности ЩМА оказывается лучше, чем асфальтобетон типа А. Но поскольку на Микашевичи у отрасли надежды нет, департамент будет создавать собственное производство по выпуску щебня требуемого качества, подчеркнул Геннадий Владимирович.

Подготовили Алексей ПЕКУН, Юрий ЛУКАШЕВИЧ