Почему в Сибири плохие дороги
22 апреля 2010, 14:47, ИА Амител
Нынешняя зима поставила очередной "плачевный рекорд". Более чем за 100 лет наблюдений средняя температура холодного периода года для г. Барнаула составляет минус 7,7 ОС. Зимой 2009-10 года (если верить сведениям "ГИС-метео" из Интернета) средняя температура составила минус 23,8 ОС.
Это второй показатель за весь период наблюдений с 1913 года. Холоднее была зима только 1968-69 годов. Глубина промерзания грунтов даже под слоем снега нынче превысила 2 метра по сравнению с обычными 30-50 см. Поэтому ни цементный, ни асфальтовый бетоны в таких условиях долго служить не смогут. Кроме этого, колебаниям подвержены и нижележащие слои автомобильных дорог (земляное полотно, щебеночно-песчаные несущие слои, противоморозные, водопрерывающие и другие слои). Поэтому по мере оттаивания нижних слоев дорожных сооружений нужно ожидать еще больших разрушений. (Ведь уплотненная осенью дорожка на садовом участке весной превращается в рыхлую почву как раз за счет разрыхляющего действия замерзающей воды в порах и капиллярах почвы).
Наибольшей долговечностью обладают автомобильные дороги на цементном бетоне. Однако сплошную "полосу" из бетона уложить на протяженной дороге не представляется возможным из-за неизбежной усадки бетона при твердении, а затем изменений размеров под действием температуры (нагревание-охлаждение) и колебаний влажности. Поэтому дорогу чаще всего изготавливают из отдельных плит или специально устраивают деформационные швы, компенсирующие изменение размеров без разрушений. Эти швы в условиях резко континентального климата Сибири являются самым слабым местом. Края бетона разрушаются от динамических нагрузок, а ремонт швов и трещин бетона крайне затруднителен (бетон набирает минимальную прочность во влажных условиях не менее 7 суток при температуре не ниже плюс 20 ОС, марочная прочность достигает к месяцу твердения).
Менее дорогим (а следовательно, менее долговечным), но более простым и удобным в работе считается асфальтобетон на битумном вяжущем. Однако у вязких дорожных битумов при современных условиях эксплуатации, практически отсутствуют упругие свойства. А от этого зависит способность асфальтобетона, как композиционного материала, сопротивляться разрушению под действием периодических воздействий колес автомобилей.
За рубежом битумы необходимого химического качества, как целевые продукты, получают методом низкотемпературной вакуумной отгонки практически из исходной нефти. В России, в силу сложившихся обстоятельств, широко развилась технология получения битумов методом высокотемпературного барботажного окисления (окислительного дегидрирования). При этом смешанные остатки (другими словами – отходы) различных процессов переработки нефти переводятся в более твердый продукт (битум) за счет того, что из части углеводородных молекул кислород воздуха при высокой температуре вырывает водород с образованием свободных радикалов и паров воды. Если такой процесс вести в мягких условиях в присутствии каталитических добавок в течение длительного времени, то возникающие при этом новые коллоидные частицы практически такие же, как и в остаточных битумах. Однако на нефтеперерабатывающих заводах температуру и скорость подачи воздуха поднимают до максимально возможного предела, чтобы сократить время ведения процесса получения битума до 5-8 часов при относительном достижении нормируемых требований к физико-механическим параметрам битума. В этих условиях концентрация свободных радикалов сильно возрастает, образуется большое количество нестабильных коллоидных центров, содержащих в своей основе избыток электронов с высокой свободной энергией. Происходит ускоренная рекомбинация свободных углеводородных радикалов и при этом скорость роста кристаллических графитоподобных образований становится очень высокой. У таких "окисленных" битумов резко уменьшается стабильность и устойчивость к старению. Уменьшается стойкость вяжущих к воде и растворам солей, снижаются адгезионные свойства (сила сцепления битума с минеральным заполнителем – щебнем, песком).
Несмотря на принимаемые в дорожной отрасли меры, битумы для дорожного строительства продолжают выпускаться по остаточному принципу при общей топливной направленности технологии нефтепереработки. Но даже битумы, удовлетворяющие всем нормативным требованиям, не обеспечивают свойств асфальтобетонов для дорожных покрытий, необходимых при изменившихся условиях эксплуатации. Фактически наблюдается исчерпание возможностей окисленных нефтяных битумов, как вяжущих для асфальтобетонов. Отечественные нефтяные битумы по самой своей природе не могут обеспечить необходимую надежность асфальтобетонных покрытий дорог в условиях увеличивающихся транспортных нагрузок и резкоконтинентальных климатических условиях Западной Сибири и поэтому принципиально требуют модификации для улучшения не только физико-механических, но и химических свойств.
Обычно дорожные битумы имеют интервал пластичности не выше 60-65 °С, что явно недостаточно для устройства верхних слоев покрытий в климатических условиях большинства регионов России. В частности, по данным метеонаблюдений, в Сибири за один весенне-осенний сезон наблюдается от 90 до 120 переходов температуры окружающей среды через критическую точку 0 ОС. Вода, попавшая в поры бетона (цементного или битумного), замерзая, увеличивается в объеме и постепенно разрушает тело бетона. Чем ниже температура, тем в более мелких порах вода превращается в лед (исследованиями ученых давно доказано, что даже при температуре минус 20 ОС в наиболее мелких порах вода не замерзает).
Дорожные службы города и края винить в сложившейся ситуации нельзя. Они предпринимают все усилия по обеспечению безопасного проезда по дорогам. Нефтехимики, стараясь извлечь наибольшую прибыль при переработке нефти, продают дорожникам битум, который в естественном состоянии практически не пригоден для дорожного строительства. Дорожники вынуждены вновь вводить в него те летучие соединения (смолы, масла и др. полезные вещества), которые переработчики нефти извлекли. Однако необходимо приобрести и битум, и добавки, ввести их в состав битума при нагревании, равномерно перемешать. Все это удорожает процесс приготовления вяжущего и ложится на плечи налогоплательщиков и государства. Современные технологии позволяют делать и качественный ямочный ремонт, и реконструкцию существующих асфальтобетонных покрытий, и строительство новых километров автодорог. Но, как гласит современная пословица "сколько денег, столько и песен". К сожалению, при самой протяженной сети автомобильных дорог в Сибирском Федеральном округе, Алтайский край остается менее обеспеченным в финансовом плане.
Наиболее остро стоит проблема с ремонтом и содержанием автодорог муниципальных образований. Финансирование дорожных служб городов и поселковых образований зачастую осуществляется по остаточному принципу. Но дороги в черте населенных пунктов имеют свои особенности: как правило, отсутствует поперечный уклон, асфальтобетонное покрытие "зажато" с обеих сторон бордюрными камнями и представляет собой корытообразное ложе, на котором скапливается большое количество влаги в длительный период таяния снега и летних дождей. Не везде имеется ливневая канализация, водоотвод с поверхности дорожного полотна затруднен.
Грунты под дорогами сложены, как правило, пучиноопасными просадочными породами. Попавшая под асфальтобетонное покрытие влага в земляном полотне не успевает испариться, и земполотно "уходит" в зиму в водонасыщенном состоянии. В результате воздействия сильных сибирских морозов основание подвержено морозобойному пучению с увеличением подсоса влаги в весеннюю распутицу. Это окончательно "добивает" и без того слабое основание, так как слабонесущий слой в водонасыщенном состоянии превращается в "плывун", не способный воспринимать даже минимальные нагрузки от проходящего автотранспорта. А интенсивность автомобильного движения и грузоподъемность транспорта продолжают непрерывно расти. Поэтому нужно предпринимать экстраординарные решения, чтобы хотя бы замедлить(а лучше остановить) непрерывно развивающиеся процессы разрушения дорожного основания и покрытия автомобильных дорог. В противном случае разрушение автодорог может принять лавиноопасный характер, и поддерживать в работоспособном состоянии будет просто нечего. Ведь зубной кариес легче (а главное, дешевле) своевременно вылечить, чем лишиться зуба и заниматься последующим протезированием.
0
0
0
0
0
0
Комментарии 0