Асфальтирование
Чтобы дорожное полотно прослужило длительное время, оно сверху покрывается асфальтом, представляющим собой застывший специальный раствор. Данный процесс носит название асфальтирование. Как только покрытие затвердевает, образуется ровное твердое пластичное полотно, на котором длительное время не появляются трещины. Чтобы его качество соответствовало стандартам, все работы выполняются в точности с разработанной технологией. Каким образом проводится дорожное строительство, хорошо описано здесь.
Характеристика смеси
Существуют разные технологии изготовления раствора для укладки асфальта. При этом всегда основными компонентами являются битум, песок, щебень и добавки. Наиболее качественной технологией является изготовление литого асфальтобетона. В него входят те же составляющие, но к их качеству предъявляются повышенные требования.
Уложенный на поверхность раствор с течением времени затвердевает. В результате формируется цельное покрытие. Основное преимущество литого асфальтобетона — герметичность, поскольку затвердевшая поверхность не пропускает влагу. Это является очень важным моментом. Проникающая через микротрещины вода зимой превращается в лед. Многоразовое замораживание и оттаивание плохо сказываются на дорожном полотне.
Толщина укладываемого асфальта должна составлять от 80 мм. Если такое условие не будет выдержано, то от ударной нагрузки проезжающих автомобилей оно быстро придет в негодность. При полном соблюдении технологии время эксплуатации асфальтобетона может достигать 9 лет. За этот период величина износа полотна может достигать 6 мм, что не выходит за пределы допуска. Если асфальтирование ведется в ответственных местах, то иногда следует укладывать два слоя раствора. Постепенно они спекаются между собой, формируя цельное соединение.
Составляющие раствора
Основным связующим звеном всех составляющих асфальтобетонной смеси является битум. Без этого компонента застывший раствор не будет обладать характеристиками, присущими асфальту. Получится обычный бетон, не обладающий пластичностью. Кроме битума асфальтобетонный раствор состоит еще из следующих веществ:
- песка;
- щебня;
- добавок.
Процентное содержание всех компонентов в каждом конкретном случае может меняться. Это зависит от степени нагрузки на асфальтируемую территорию.
Битум
Связка всех компонентов раствора обеспечивается присутствием битума. Это вязкий материал, который еще носит название мазут. Получается он искусственным путем методом перегонки нефти. В процессе проведения крекинга мазут является конечным продуктом. Получаемый битум бывает множества разновидностей. Каждый материал имеет свой класс и маркировку. Все эти параметры отражаются в ГОСТ 22245-90. С учетом уровня асфальтируемой дороги подбирается соответствующего качества и битум. В первую очередь здесь учитываются климатические условия региона, поскольку в сильные морозы нагрузка на покрытие резко возрастает.
Задача битума состоит в обволакивании твердых частиц раствора с последующим их удержанием в связке. От этого во многом зависит стойкость и пластичность будущего асфальта.
Если процедура укладки раствора проводится в морозную погоду, то в битум добавляется растворитель, который носит название эмульгатор. В результате у раствора появляется морозоустойчивость. Особенностью эмульгатора является его способность растворяться в воде с последующим испарением. В конечном итоге он удаляется из застывшего асфальта, но нужные характеристики у покрытия сохраняются.
Песок и щебень
При создании асфальта подбору песка уделяется серьезное внимание. Особенно это касается тех случаев, когда ведется укладка литого асфальта. Чтобы обеспечить песку нужные характеристики, он изготавливается искусственно. Происходит это путем измельчения твердых камней горных пород. Также исходным сырьем может служить отсев.
Допустимо применение песка естественного происхождения, но при условии, что он будет отвечать всем необходимым характеристикам. В первую очередь обращается внимание на его чистоту и полное отсутствие в нем грязи. Также все элементы фракции должны быть одинакового размера. Эти условия зафиксированы в нормативных документах, на которых ведется ориентирование при проверке качества песка.
Щебень относится к более крупной составляющей. Изготавливается он из морозостойких горных пород, прочность которых составляет 120 МПа. При выполнении этих условий уложенный асфальтобетон способен выдерживать около 50 циклов заморозок и оттаиваний.
Также щебень может изготавливаться из доменного шлака прочностью 80-100 МПа. Во время проверки щебня уделяется внимание конфигурации его зерен. Каждое из них должно иметь форму тетраэдра с острыми кромками или куба. Количество плоских составляющих может быть не более 15% от общей массы. При отсутствии щебня его часто заменяют гравием. Однако перед применением с ним проводится дробление. Делается это с целью формирования у зерен острых кромок.
Добавки
Обязательным условием высокого качества асфальтобетона является наличие добавок. Это могут быть различные целлюлозные волокна, повышающие пластичные свойства покрытия.
При изготовлении литого асфальта в качестве добавочной составляющей используется минеральный порошок, задача которого состоит в связке между собой щебня и песка. Кроме того, он взаимодействует с битумом, повышая у конечного продукта гидрофильность. Это достигается путем набухания мельчайших частиц порошка во время контакта с битумом.
Изготавливается минеральный порошок из доломитов или известковых шлаков. Также допускается применять доменные отходы или заменители другого типа, к которым относится топливная зола.
После укладки литого асфальта его поверхность подвергается чернению. Для этого используется щебень, который изготавливается в специальном оборудовании, где он перемешивается с вяжущим веществом. Необходимость чернения полотна состоит том, чтобы усилить контакт асфальтобетона с покрышками автомобилей.
Процесс производства раствора
Изготовление раствора для последующего асфальтирования проводится в следующем порядке:
- Песок смешивается со щебнем, и вместе они перемещаются с помощью транспортера в сушильный барабан для удаления влаги. После окончания сушки смесь в барабане подогревается до требуемой температуры.
- Доведенные до нужного состояния фракции поступают в смесительный барабан. Параллельно такая же процедура проводится с добавками, из которых также удаляется влага. Затем они транспортируются в смесительный барабан, где соединяются с песком и щебнем.
- Готовый раствор помещается в транспортное средство, которое доставляет их к месту укладки.
Если расстояние от точки изготовления асфальтобетона до рабочей территории небольшое, то в качестве транспортного средства могут использоваться самосвалы. Когда проводится укладка литого асфальтобетона, то для этой цели чаще используются кохеры. На таком оборудовании установлена специальная бочка, в которой смесь постоянно перемешивается и подогревается до требуемой температуры. В результате готовый раствор не теряет своих характеристик по мере транспортировки. Это очень важно для формирования качественного конечного покрытия.
Разновидности смесей
Производимые асфальтобетонные смеси разделяются на 5 типов:
- I тип. Изготавливаемый раствор используется для укладки на автомобильных трассах или мостах. Размеры щебня в такой смеси составляют 5-15 мм.
- II тип. Гранулы щебня здесь доходят до 20 мм. Доставка к месту работы ведется автотранспортом, покрытым защитным тентом. Такой раствор после укладки нуждается в виброуплотнении.
- III тип. Это особый вид раствора, который используется для асфальтирования аэродромов. Размер гранул щебня составляет порядка 40 мм.
- IV тип. Здесь фракция щебня не превышает размеры 5 мм, поэтому такое покрытие применяется в неответственных местах. Таким типом смеси покрываются пешеходные дорожки или полы в квартире.
- V тип. Максимальная величина гранул щебня составляет 20 мм. Основное применение такого типа раствора — для покрытия асфальтобетоном пространства между рельсами трамвайных путей.
Каждый тип смесей используется для укладки на конкретных участках территории.
Используемое оборудование
Для качественного нанесения покрытия применяется специализированное оборудование. В первую очередь это касается укладки литого асфальтобетона. Для работы используют следующие агрегаты:
- Кохеры. Такая техника в основном требуется для перевозки литого асфальтобетона, чтобы он не потерял в процессе транспортировки своих параметров. Для этого сверху устанавливается бочка объемом от 500 до 12000 л. В процессе движения она вращается. Это обеспечивает постоянное перемешивание раствора, чтобы он в дороге не схватился. Кроме того, смесь подогревается для поддержания нужной температуры.
- Гудронаторы. Это тоже автомобили с бочками, из которых удобно вести разлив смеси для укладки на дорогу.
- Асфальтоукладчики. У данного оборудования присутствует жаростойкая резина, выдерживающая высокую температуру. Скорость движения алфальтоукладчика во время работы составляет 3 м/мин.
- Рециклеры. На машине установлена вращающаяся бочка, а смесь в ней перемешивается с помощью имеющихся лопаток. Здесь также предусмотрен ее подогрев.
- Автомобили-ремонтеры. Данные транспортные средства относятся к универсальному оборудованию, поскольку с их помощью ведется не только доставка смеси к месту работы, а и укладка.
Иногда для работы привлекаются финишеры. Обычно в них необходимость возникает при укладке асфальтобетона на железнодорожных мостах. Более подробно об особенностях работы спецтехники при формировании дорожного покрытия мы писали здесь.
Этапы асфальтирования
Где бы ни планировалась ведение асфальтирования, такая работа требует составления проекта. В нем утверждается подготовка всех необходимых материалов и планируемые работы. В случае необходимости проводятся геологические исследования местности с целью изучения рельефа и климатических условий. В подготовленных чертежах указывается конструкция будущего дорожного пирога. Асфальтирование относится к сложному процессу, который совершается в несколько этапов.
Подготовка основания
После составления плана непосредственно на месте начинается разработка территории. При необходимости ведется снос строений и вырубка растительности. Иногда процедура включает в себя выемку слоя почвы. Для этой цели часто используется специальное фрезерное оборудование. С его помощью проводится выравнивание участков для устранения существующих перепадов.
Затем подготовленное основание грунтуется. Для этого оно обрабатывается битумной эмульсией. В некоторых случаях укладка асфальтобетона ведется на старое покрытие. Если оно сохранилось в хорошем состоянии, то его можно использовать в качестве базы. Чаще всего так поступают тогда, когда старый слой представляет собой литой асфальтобетон. Такое покрытие обладает долговечностью, поэтому наличие в нем небольших трещин не является критичным. Они просто ремонтируются путем их расширения и последующей заливки раствором.
Чтобы не выйти за пределы размеченной территории, по краям дороги может устанавливаться деревянная опалубка. Ее высота должна соответствовать уровню будущего покрытия. Однако потребность в ней отпадает при использовании колесно-рельсового укладчика.
Процедура укладки
После доставки горячей смеси она высыпается на место укладки вне зависимости от вида транспортного средства. Это может быть самосвал или кохер. В последнем случае снизу открывается люк, и под давлением вращающихся шнеков раствор вытекает из бочки. Основным условием является полная выработка всего горячего асфальтобетона на протяжении одной смены, поскольку смесь не может оставаться в кохере. Если такое допустить, то извлечь ее на следующий день будет невозможно.
После окончания рабочего дня устанавливается деревянный брус. На следующий день он убирается, и застывшее покрытие размягчается для хорошей стыковки с новой порцией разогретого асфальтобетона.
Когда работа ведется с обычным асфальтом, то разравнивание покрытия происходит с помощью дорожных катков. В этом отношении литой асфальт имеет серьезное преимущество, поскольку жидкая масса обладает текучестью, что исключает потребность применения катков. Сразу после застывания формируется необходимая плотность асфальтобетона. При этом в некоторых случаях допускается трамбовка раствора с помощью автоукладчика. Данный процесс происходит с применением вибротрамбовочного бруса, встроенным в оборудовании.
Поверхностная обработка
Чтобы затвердевшему покрытию обеспечить максимальную долговечность, оно дополнительно улучшается. Для обычного асфальта сверху укладывается дополнительный тонкий слой полотна не более 4 см толщиной. Такое покрытие бывает 3 видов:
- В виде жидкой битумоминеральной смеси. В ее состав кроме мазута входят песок и минеральный порошок. Такой раствор хорошо закупоривает все мелкие трещины и поры, защищая поверхность асфальта от проникновения внутрь влаги.
- В состав битумоминеральной смеси добавляйся щебень. Это обеспечивает покрытию лучшее сцепление с покрышками автомобиля.
- Укладывается слой износа. Это мелкозернистая асфальтобетонная смесь, имеющая высокие показатели прочности. Она составляет толщину до 2 см. После прохождения некоторого времени слой демонтируется, и на его место укладывается новый. При этом основное покрытие остается в целостности.
После укладки литого бетона его поверхность подвергается чернению, поскольку такое покрытие обеспечивает плохой контакт с шинами автомобиля. Для этого на поверхность укладывается черный щебень, который специально доставляется самосвалами на объект в горячем состоянии. Затем он втапливается в асфальтобетон, что обеспечивает покрытию повышенную шероховатость.
Последующий ремонт
С течением времени в асфальтированной дороге могут появляться выбоины. Чтобы не совершать демонтаж всего полотна, проводится ямочный ремонт. Такие дефекты следует как можно быстрее устранять потому, что изношенный участок будет постепенно разрастаться. С этой целью яма с помощью отбойного молотка расширяется.
Затем на обработанную поверхность подается под большим напором воздушная струя, чтобы устранить всю имеющуюся грязь. Для этой цели используется компрессор. Все боковые поверхности ямы обрабатываются битумной эмульсией. После этого в подготовленное отверстие заливается горячий раствор.
Во время проведения ямочного ремонта допускается присутствие небольшого количества влаги, поскольку раствор хорошо сцепляется с основанием дороги. Однако нельзя допускать присутствия объемных луж. Связано это с тем, что после их высыхания будут формироваться пузырьки пара, что негативно скажется на внутренней структуре асфальтобетона.
Итого, процесс асфальтирования позволяет любому участку территории приобрести необходимую гладкость, прочность и эластичность. Это создает удобство для перемещения автомобилей. В процессе укладки покрытия необходимо строго придерживаться разработанной технологии. Только в этом случае полотно может послужить длительное время.
Дать вторую жизнь
Процесс внедрения масштабной и максимально возможной переработки строительных отходов в стране пока замедляется недостаточным уровнем господдержки, отсутствием эффективно работающих законодательных механизмов и стандартов.
В России ежегодно образуется более 80 млн тонн строительных отходов. При этом только четверть от этого объема отправляется на переработку и производство вторичных стройматериалов.
По мнению экспертов, тормозит процесс внедрения масштабной и максимально возможной переработки строительных отходов множество факторов. В том числе слабая господдержка таких проектов на местах, нехватка федеральных норм и отраслевых стандартов, которые могли бы регулировать и стимулировать данный формат утилизации таких отходов. Для реформирования сферы обращения со строительными отходами Правительство РФ приняло программу «Применение вторичных ресурсов, вторичного сырья из отходов в сфере строительства и жилищно-коммунального хозяйства на 2022–2030 годы». Но в целом пока в настоящее время обращение со строительными отходами регулируется субъектами Федерации. В силу различных причин большинству регионов страны решить «мусорную» проблему достаточно сложно.
Региональный фактор
Во – первых, считает заместитель генерального директора ГК «Арасар» Антон Тарасов, как и для всей нашей страны, необходимо разделить Москву с Московской областью и все остальные регионы. И если в этих двух регионах ситуация с переработкой и последующим вовлечением строительных отходов уже весьма на высоком уровне и приближается к самым высоким стандартам, то в других регионах все намного печальнее, хотя государство и явственно показывает, что заинтересовано в экологичном тренде.
«Поэтому в целом ситуацию можно оценивать сдержанно и оптимистично. Ситуация в Петербурге и ЛО не сильно отличается от остальных регионов и очень отстает от Москвы, к сожалению. У нас все еще много компаний, которые занимаются демонтажом и безответственно относятся к экологии, бережливому производству и устойчивому развитию», – добавил он.
Схожие выводы делают и другие эксперты. «В настоящее время в России ситуация с утилизацией строительных отходов очень острая. Предприятий, имеющих лицензию на утилизацию строительных отходов, недостаточно, в итоге они не справляются с тем объемом, который необходим для строительной индустрии. В ряде регионов РФ проще вывезти отходы на размещение (на свалку) и заплатить плату за негативное воздействие, чем на утилизацию, так как стоимость за утилизацию очень высока», – отмечает главный эколог ООО «ГЕОИЗОЛ» Татьяна Шевченко.
Размещение и утилизация строительных отходов производятся на лицензированных полигонах, напоминает генеральный директор ГК «ПРАЙД» Антон Шевченко. Практически в каждом городе России есть по несколько полигонов.
Что касается нашего региона, то почти все полигоны расположены на территории Ленинградской области, на территории Санкт-Петербурга полигонов нет. Большинство полигонов практически исчерпали свои мощности и нуждаются в рекультивации.
Также на территории Санкт-Петербурга и ЛО есть лицензированные предприятия по утилизации строительных отходов. Но мощности действующих компаний для переработки образующегося строительного мусора, конечно, недостаточно. Однако компании готовы наращивать свои производственные потенциалы, если им будет обеспечен сбыт полученной продукции. При поддержке государства и региональных властей, – уверен он, – проблема может быть решена эффективно и в короткие сроки».
Между тем у почти образцовой и показательной Москвы и Московской области есть свои сложности с утилизацией строительных отходов. По словам коммерческого директора KSD Group Андрея Сарина, их собственный полигон по переработке отходов расположен в 9 км от МКАД. Он оснащен экологичным оборудованием и полностью соответствует всем стандартам.
«Стратегия на 2024 год – увеличение доли переработанных отходов на нашем полигоне с 95 до 99%. Ввиду нашего расположения заказчик может экономить в два раза свои издержки. Но на данный момент мы сталкиваемся с городскими нормативами на вывоз отходов на расстояние от объекта свыше 50 км. И это является достаточно частым условием для застройщика, что в свою очередь несет за собой повышение стоимости на логистику, транспортные расходы, увеличение сроков и т. д. Мы считаем, что необходимо более индивидуально подходить к вопросам нормативов и учитывать все факторы, такие как соответствие стандартам на перерабатывающих полигонах и возможность работать в рамках экономической целесообразности при соблюдении всех экологических нормативов», – считает Андрей Сарин.
Федеральный аспект
Если говорить о нормативной базе, продолжает тему Татьяна Шевченко, то в настоящее время отдельные законы и подзаконные акты, формулирующие требования по обращению со строительными отходами, отсутствуют. Есть ряд статей в федеральных законах, в которых отражены требования в области охраны окружающей среды при архитектурно-строительном проектировании, строительстве, реконструкции, капитальном ремонте объектов капитального строительства. Также в Федеральном классификационном каталоге отходов (Приказ Росприроднадзора от 22.05.2017 № 242 «Об утверждении Федерального классификационного каталога отходов») глава 8 посвящена отходам строительства и ремонта. Чтобы повысить долю переработки строительных отходов, отмечает эксперт, нужно разработать методы переработки для каждого вида отхода и получения из него продукции.
По словам управляющего партнера ГК «ПРАЙД» Алексея Шевченко, обращение со строительными отходами до сих пор почти не регламентируется законодательством, а его оборот остается теневым. В настоящее время отсутствует определение понятия «отходы строительства и сноса» в федеральном законодательстве: «Необходимо разработать электронный контроль за всеми этапами обращения со строительными отходами (на примере Московского региона), что позволило бы навести порядок в обращении с ними и ликвидировать несанкционированные свалки. Одновременно эти меры позволили бы увеличить степень переработки отходов строительства и сноса с получением вторичной продукции и прекратить размещение таких отходов на полигонах. В связи с тем что субъекты Российской Федерации не имеют права вносить собственные инициативы по обращению с отходами, то распространение положительного опыта Московского региона в области обращения со строительными отходами по всей стране как начального этапа перехода к экономике замкнутого цикла на данный момент не представляется возможным. Для решения этой проблемы Минприроды разработало законопроект, который наделяет регионы компетенцией по сбору, вывозу и утилизации отходов строительства, ремонта и благоустройства».
Для того чтобы повысить долю переработки строительных отходов, добавляет Алексей Шевченко, необходимо применять рециклинг строительных отходов, который экономически выгоден и позволяет перерабатывать мусор и вторично запускать его в производственный цикл. Вторичные стройматериалы, полученные в результате рециклинга, можно ввести в гражданский оборот, использовать в собственных проектах, что позволяет уменьшить их себестоимость, снизить экологическую нагрузку на окружающую среду, значительно уменьшая количество не перерабатываемых отходов.
Тема законодательного регулирования утилизации строительных отходов, отмечает Антон Тарасов, поднималась на 4-м Российском Демонтажном Форуме (РДФ), прошедшем в ноябре в Москве. Специалистам он советует посмотреть материалы данного мероприятия. Вопросам утилизации строительных отходов было уделено большое внимание, тем более что на форуме присутствовали представители Министерства строительства и Министерства экологии.
«В целом повышать долю переработки строительных отходов не только можно, но и нужно. ГК «Арасар» уделяет этому вопросу большое внимание, и на своих объектах мы стараемся минимизировать процент строительного мусора, который утилизируется. В некоторых случаях процент переработанных строительных отходов достигает у нас 97%. В принципе при наличии желания и ответственности все, что необходимо компании, – это вложиться в специализированное оборудование, например дробильно-сортировочные комплексы для переработки железобетона или шредеры для переработки древесины. Мы уже это сделали и продолжаем вкладываться в технику и оборудование, поэтому любой заказчик, обращающийся к нам, может быть уверен в ответственном отношении к экологии и окружающей природе», – резюмирует Антон Тарасов.
Исследования доказали: потенциальный срок службы материала LOGICBASE V-SL составляет не менее 150 лет
Эксперты ТЕХНОНИКОЛЬ совместно со специалистами АО «ЦНИИПромзданий» провели исследования по определению химической стойкости ПВХ-мембран LOGICBASE V-SL и V-ST. Они подтвердили высокую устойчивость полимерных мембран к химически агрессивным средам.
Без устройства систем подземной гидроизоляции бетонным и железобетонным конструкциям угрожают различные виды химической и биологической коррозии. На них воздействуют химические вещества, содержащиеся в подземных водах и почве – например, хлориды, встречающиеся практически во всех типах грунтовых вод. Поэтому ПВХ-мембраны, применяемые в качестве гидроизоляционного слоя для защиты бетонных и железобетонных конструкций, должны обладать высокой химической устойчивостью.
Одними из главных показателей физико-механических характеристик полимерных мембран на основе ПВХ являются их прочность на одноосное растяжение в продольном/поперечном направлении и прочность на многоосное растяжение. Однако из-за воздействия химических веществ в подземных водах и почве деформативно-прочностные свойства материалов со временем могут измениться.
Эксперты ТЕХНОНИКОЛЬ совместно со специалистами АО «ЦНИИПромзданий» провели исследование по определению химической стойкости ПВХ-мембран LOGICBASE V-SL и V-ST для прогнозирования изменения их потенциального срока службы на реальных объектах.
Для испытания гидроизоляционного материала на деформативно-прочностные свойства по ГОСТ 31899-2 (прочность при растяжении и относительное удлинение) и ГОСТ 2678 (изменение массы, гибкости и водонепроницаемости) были подготовлены контрольные образцы-лопатки. Испытательные образцы из полимерных мембран погружали в растворы агрессивных химических веществ сроком на 30÷120 суток.
Выдерживание образцов в химических средах было выполнено в соответствии с методикой ГОСТ Р 56910 с небольшим изменением. Если по его «классическим» требованиям гидроизоляционные материалы полностью погружаются в химическую среду, то в процессе проводимых исследований испытательной жидкостью воздействовали только на одну сторону покрытия. Именно такое воздействие происходит в естественных условиях эксплуатации гидроизоляционных материалов при защите ими подземных конструкций зданий и сооружений.
В рамках испытаний использовались следующие химические среды: гидрокарбонат натрия NaHCO3 (3%-ый раствор), гидроксид натрия NaOH (1%-ый раствор), насыщенные растворы гидроксида кальция Ca(OH)2 и хлорида натрия NaCl, сернистая кислота H2SO3 (6%-ый раствор), серная кислота H2SO4 (0,5%-ый раствор). Отдельно стоит отметить новизну подхода: в ходе исследования учитывались практически все наиболее распространенные химические вещества, встречающиеся в подземных водах. Кроме того, были включены и соединения, воздействующие на ПВХ-мембрану при ее контакте с бетоном – например, щелочной компонент Са(ОН)2.
После воздействия испытательными жидкостями производился контроль изменения физико-механических характеристик материала (прочности на растяжение, относительного удлинения, потери массы и т.д.).
Исследования наглядно демонстрируют высокую химическую стойкость полимерных мембран LOGICBASE одновременно с сохранением их высокой прочности на разрыв.
Потенциальный срок службы рулонного гидроизоляционного материала LOGICBASE V-SL определен (оценен) расчётами и составляет не менее 150 лет, а материала LOGICBASE V-ST – не менее 100 лет, что значительно выше, чем у традиционных гидроизоляционных материалов. Подобные показатели позволяют применять эти материалы для гидроизоляции подземных частей зданий и сооружений, в том числе зданий и сооружений повышенного уровня ответственности – высотных объектов, объектов атомной энергетики или при строительстве тоннелей.