Об уникальной технологи, призванной стать основой для нового стратегического направления строительства дорог. 

Развитие дорожной сети в России – эта проблема вот уже несколько десятилетий стоит на первом месте в числе приоритетных стратегических задач. Несопоставимое качество российских автодорог и зарубежных магистралей не нуждается в комментариях. Темпы строительства новых дорог усугубляют отставание. Что делать в этой ситуации? Когда, наконец, огромная наша страна покроется сетью качественных, не нуждающихся в частом ремонте, дорог?

Сегодня мы предлагаем читателям мнение видного специалиста, много лет посвятившего вопросам инноваций в дорожном строительстве и предлагаем мнение академика РАЕН, доктора химических наук, генерального директора ОАО «Московский ИМЭТ» Марселя Яновичф БИКБАУ. 

- Марсель Янович, что Вы скажете о недавно принятой федеральной целевой программе «Развитие транспортной системы России в 2010-2025»?

- Я понимаю озабоченность Правительства и должен отметить, что планируемые мероприятия и объемы вложений  в развитие дорожной сети  заслуживают, в целом, положительной оценки. Но должен сказать, что даже выполнение данной программы не продвинет в мировой иерархии государственных транспортных систем. Учитывая темпы развития дорожной сети в других странах, мы, очевидно, отстанем еще больше. 

- Какие предложения по улучшению ситуации готовы внести лично Вы – ученый, практик, специалист со стажем?

- Я предлагаю новую концепцию развития транспортного комплекса России на базе изменения технологической основы строительства автомобильных дорог и замены недолговечных дорожных одежд из асфальтобетона на цементобетонные, фактическая долговечность которых составляет 30-35 лет.

 - Расскажите, пожалуйста, об этом более подробно!

- Россия по территории занимает первое место в мире - 10 млн. кв. км. Эта колоссальная территория нуждаются в нормальных  магистральных дорогах. Сегодня у нас дороги имеют общую протяженность – чуть больше миллиона тыс. км (это учитывая все дороги, и сельские в том числе). Среди дорог высококлассных – всего 1,5 тыс.км. Приведу такой шокирующий факт: сегодня в России около 40 тыс. населенных пунктов вообще не имеют никакого сообщения, кроме «зимника».

Если говорить о современных европейских нормах, на которые мы равняемся, (это дорога грузоподъемностью до 40 т), то у нас им соответствуют 0,5% дорог.

Чтобы преодолеть это отставание, нужен рывок, новая стратегия, ставка на инновационную технологию, как можно более органично вписывающуюся в экономические аспекты современной действительности. И такая технология есть. Это технология строительства цементобетонных дорог, как альтернатива распространенной сегодня практике строительства дорог из асфальтобетона. 

- В чем преимущества цементобетонных дорог перед асфальтобетонными?

- Асфальтобетонные дороги плохо выносят большие нагрузки осей транспорта. А его масса возросла. Поэтому Росавтодором принято решение об увеличении при строительстве дорог проектных нагрузок на ось до 11,5 тонн.

Переход на технологию цементобетонных покрытий не только решит проблему радикального повышения грузоподъемности и долговечности автотрасс, но и позволит значительно уменьшить объемы использования материалов; не только песка и щебня, но и дефицитного битума. Тем более, что по оценкам специалистов битума, одновременно дорожающего вместе с нефтью, хватит в лучшем случае на 20-25 лет, а цементного сырья – и на тысячу лет.

Не все понимают, в чем отличие цементобетонной дороги от асфальтобетонной. И, действительно, если цементобетон сверху для смягчения полотна покрывать тонким слоем литого асфальта, то дорога выглядит асфальтоцементной, хотя, в основе ее – бетон.

В чем разница? В одном случае связующим является битум, в другом – цемент. Если посмотреть все показатели таких покрытий, то в 10-15 раз уступает асфальтобетон  цементобетону: по прочности,  водостойкости морозостойкости, истираемости, сцеплению шинами, и многим другим. И тем не менее в стане всего1,5%. цементобетонных дорог, остальные – асфальтобетонные и гравийные. 

- То есть, главное преимущество цементобетонных дорог в их экономичности?

- Безусловно, цементобетон намного дешевле асфальтобетона. Почему у нас принято строить, в основном, дороги из асфальтобетона? В 60-70-е годы  в нашей стране очень активно начали заниматься цементобетоном. Но сложилась такая ситуация, что не хватало цемента, так как всё уходило на широко развернутое строительство жилья. Хотя, цементобетон успел тогда получить большое распространение на Севере и в Сибири как основание при строительстве дорог. Эти дороги, кстати, стоят до сих пор. Мы вышли тогда на большие объемы строительства жилья. Цемент был очень ценен,  и расход его ограничивался. Одновременно так сложились так обстоятельства, что в 70-е годы цена на нефть резко упала, соответственно, и все производные ее, включая битум, стали очень дешевыми.  И наши руководители  дали «добро» на строительство асфальтобетонных дорог. И, как показывает сегодняшняя практика, это оказалось губительно. Мы понастроили дорог, которые оказались недолговечны. 

- Но ведь так было и в других странах, в Европе, США?

- Известно, во многих  странах применяют другие битумы - полимеризованные. Но самое главное -  у них другие климатические условия. И, тем не менее, в  США 80% покрытий дорог – цементобетон. Асфальт используют только как верхний смягчающий слой для движения.

Есть христоматийные примеры. В 30 годы Рузвельт вывел страну из кризиса за счет строительства дорог. Люди были безработны и страна нуждалась в сети транспортных артерий. И ее покрыли сетью дорог, в основном, цементобетонных. В 60-70 гг. все повторилось. Недавно президент США Обама, определяя стратегию развития государства, тоже упомянул о том, что необходимо масштабное расширение дорожной сети.

Аналогично поступили в Китае,  во всех развивающихся странах.

Я выступал в том году в Госдуме в комитете по транспорту и приводил следующие цифры. Всего за 2007 год. В России построено 495 км автомобильных дорог и около 40 км железных. За тот же период в Китае создано 47 тыс. (!) км автодорог 2080 км железнодорожных путей. 

- Марсель Янович, в чем суть предлагаемой вами технологии?

- Прежде всего, необходимо сказать,  что существуют два варианта строительства дорог из цементобетона. Первый – это монолитный бетон, вложенный в заготовку и твердеющий в естественных условиях. В целом, в России накоплен огромный объем теоретических, экспериментальных и практических знаний  в области долговечных цементобетонных покрытий. Разработаны федеральные нормы и правила проектирования и строительства цементобетонных покрытий и оснований по различным технологиям бетонирования: в рельсоформах, в скользящих формах, методом укатки виброкатками и другие. Фактические сроки службы цементобетонных покрытий зачастую превышают нормативные (20-25 лет), достигая 30-40 и более лет.

К сожалению, в России нормальные условия для твердения бетона могут быть обеспечены в достаточно короткий летний период,  когда температура окружающей среды составляет не менее 15-17 С.  При более низких температурах темп твердения монолитного бетона существенно  замедляется, не говоря уже о достаточной трудоемкости изготовлении бетона в дорожных условиях. Монолитная технология изготовления бетона непосредственно на трассах не позволяет радикально повысить скорость строительства автомобильных дорог. Поэтому применение технологии монолитного бетонирования дорожных покрытий для масштабного строительства дорог в России ввиду климатических ограничений – нереально.

Необходима новая технологическая основа строительства дорог, которая позволит идти дорожным ведомствам России на опережение, даст возможность строить ежегодно не менее 30 тыс. км высококлассных долговечных дорог со стоимостью удельных затрат не выше сегоняшних.

И у нас она есть– это технология создания дорожного полотна из преднапряженных железнобетонных плит, изготовленных в заводских условиях, и имеющих по всем СНИПам гарантию 20 лет. В этом случае упрощаются требования к полотну. Их можно ставить на самое простое основание. Грейдер равняет, потом кладется 20 см песок, затем расстилается полиэтиленовая пленка,  кладутся плиты и стягиваются стальными защищенными канатами, расположенными внутри полотна. Плиты в пакете ведут себя как единый диск.

У данной технологии был недостаток,  который теперь полностью устранен. Плиты требовали очень серьезного основания, чтобы при эксплуатации одна плита не осаживалась относительно другой. Если она осаживалась, то это сразу вело к нарушению ровности полотна. Это была проблема, особенно при эксплуатации трасс большегрузными автомобилями. Сегодня она полностью преодолена, благодаря тому, что плиты прочно стягиваются внутри стальными канатами.

Именно по этой технологии начато строительство дорог в Канаде, США, Японии. Технология практически одна и та же, есть только некоторые нюансы, но, по сути – это активно развивающееся направление в дорожном строительстве во всем мире.

В США впервые использовали эту технологию в 1921 году. Различные экспериментальные проекты были реализованы между 1940 и 1950 годами. Сегодня в США тысячи «вечных» автодорог и покрытий построены из сборного преднапряженного железобетона.

Бельгия построила свой первый участок дороги из напряженного железобетона в 1950 году и интенсивно использует эту технологию с 1970 года. Причем,  строятся не только магистрали,  но и дороги регионального и местного значения.

Во Франции эту технологию впервые применили в 1947 году,  а повсеместно стали внедрять с 1983 года.

Американцы и канадцы достигли сегодняшнего прогресса в строительстве дорожных покрытий благодаря развитию эффективной технологии стягивания сборных железобетонных плит стальными канатами. Принципиальная особенность американской технологии состоит в том,  что напрягаемые элементы – стальные канаты покрываются защитной смазкой,  которая обеспечивает им защиту от коррозии и отсутствие сцепления с бетоном. За счет этого напрягаемой арматуре обеспечивается свободное перемещение,  как в процессе натяжения,  так и при эксплуатации конструкции. А напрягаемая арматура,  как правило,  располагается  в полиэтиленовых или полипропиленовых трубках. Между торцами преднапряженных железобетонных плит помещается герметик. По данной технологии  компания GTI в Хьюстоне (штат Техас) обеспечивает строительство около 7 млн. кв.м. покрытий в год. Если пересчитать это на четырехполосную автостраду,  то получится около 700 км. И это, замечу, только одна фирма.

В России эта технология охотно используется мостовиками,  применяется на специальных проектах и начинает распространяться в строительстве. Так,  в Москве она была применена при строительстве развязки на пл. Гагарина,  при возведении комплекса IKEA, строительстве «Сити» и ряда других зданий. Активно начинают работать этим методом дорожного строительства и в других регионах России и СНГ.

- Не потребует ли особых вложений создание производств для изготовления плит?

- Для реализации данной технологии в России практически все уже есть. Россия во времена советской власти создала колоссальное богатство - были построены (и пока еще большинство из них функционирует) сотни завов по производству ж/б изделий. Эти заводы, ДСК загружены сегодня далеко не на полную мощь.  На базе простаивающих комбинатов можно организовать производство плит для дорожного строительства, и тем самым вдохнуть в предприятия новую жизнь, обеспечить работой тысячи россиян, и, в конечном итоге, дать толчок для экономического и социального подъема многих субъектов нашей страны. 

- Есть ли какие-либо ограничения для внедрения технологии по климатическим, географическим параметрам?

- Нет сомнений,  что новая технология нужна России, с ее необъятными просторами и бездорожьем, для решения стратегической задачи освоения пока малодоступных земель в Сибири, на дальнем Востоке и в северных регионах. Особенно хорошие результаты она дает при прокладке дорог на слабых грунтах: в условиях вечной мерзлоты, болот, песчаников и т.д., где стоимость строительных работ по привычной технологии – золотая.

Напомню, что наша страна с особым климатом, где 65 %  - это вечная мерзлота. Наша технология это учитывает. В одном из разработанных нами способов строительства дорог на слабых и мерзлых грунтах, включающих монтаж дорожного покрытия на плавучих опорах и заделку швов герметичным материалом, дорожное покрытие изготавливают из преднапряженных железобетонных плит со шпунтовыми торцами, стянутых стальными канатами от 5 дл 30 тс в пакеты. Причем стыки пакетов укладывают на прикрепленные к плавучим опорам стальные площадки с опорами – натяжителями и анкерами, а после заделки швов герметичным материалом площадки омоноличивают бетоном.

Разработанное устройство для слабых и мерзлых грунтов решает задачу радикального снижения массы подсыпок,  существенно ускоряет работы, снижает трудозатраты, а также повышает эксплуатационные характеристики и долговечность дорожного покрытия. 

- Какова дорога с цементобетонным покрытием в эксплуатации?

- Эксплуатационные качества таких дорог чрезвычайно высоки. Высокая несущая способность полотна дороги,  получаемого по новой технологии,  связана с максимально равномерным распределением нагрузки транспорта на соответствующий участок пакета преднапряженных железобетонных плит и плавучих опор, работающих как единая конструкция. Как показали исследования, даже  незначительное (порядка 10 кг/см2) предварительное напряжение бетонных плит толщиной 12-20 см,  обеспечивает высокую эксплуатационную надежность дорожного полотна при интенсивном движении транспорта. В предлагаемом техническом решении натяжение каждого стального каната для стягивания железобетонных плит составляет в среднем 5-30 тс,  что обеспечивает повышенную несущую способность и эксплуатационные характеристики дорожного покрытия на слабых и мерзлых грунтах. 

- Каков минимальный численный состав работающих по предлагаемой Вами технологии строительства дороги?

- Предлагаемая новая технология строительства сборного железобетонного покрытия позволяет выполнить дорожные работы с высокой производительностью труда и в короткие сроки: звено из 10-12 человек,  обеспеченное необходимой техникой,  может уложить на подготовленное земляное полотно 3-4 пакета плит длиной 50-60 метров протяженностью около 200-220 метров за один рабочий день. Соответственно,.в течение одного месяца – 4-5 километров полотна. Такая дорога не будет нуждаться в ремонте десятилетиями. Освоение новой технологии позволит решить важнейшую стратегическую задачу России – в короткие сроки построить в различных регионах страны сеть высококлассных автомобильных дорог со сроком службы не менее 40-50 лет. 

Беседу вела Светлана Шишлова 

127521, Москва

17-й Проезд Марьиной рощи, 9

Тел.(495) 619-48-32

Факс (495) 618-062-23

moscowimet@mail.ru