Анализ технологий строительства автомобильных дорог с использованием полимерных материалов

В данной статье проанализированы технологии строительства автомобильных дорог с применением в качестве покрытий различных полимерных материалов, позволяющих повысить прочностные характеристики дорожного полотна и уменьшить затраты на них.

В условиях недофинансирования денежных средств из государственного бюджета на строительство и реконструкцию автомобильных дорог все чаще встает вопрос о создании дорожных покрытий, обладающих более высокими эксплуатационными показателями и повышенным качеством материала.

В данной статье сравним два метода строительства дорог из переработанного вторсырья и отходов. Частичная замена битума переработанным пластиком или резиновыми отходами позволяет решить проблему загрязнения окружающей среды и улучшить эксплуатационные характеристики дорожного покрытия.

Задачей данного исследования является определение полимерного дорожного покрытия, обладающего лучшими показателями.

В дорожных покрытиях все чаще применяются добавки из вторично переработанных материалов и отходов производства, что существенно увеличивает их прочностные и износостойкие характеристики. Переработанные отходы в виде пластика и резины имеют множество сфер применения, и одна из них – строительство автомобильных дорог.

В данной статье автором анализируются следующие технологии строительства дорог:

1. Асфальтовое покрытие с резиновой крошкой;
2. Дороги с добавлением полимера из переработанного пластика в асфальтовую смесь.

В отдельных штатах Соединенных Штатов Америки, в частности в штате Аризона, при строительстве дорог применяют асфальтовое покрытие с добавлением в него резиновой крошки, изготовленной из переработанных автомобильных покрышек.

Рисунок 1. Асфальтовое покрытие с добавлением резиновой крошки

Основным отличием данной технологии от стандартного приготовления асфальтобетонной смеси является то, что в качестве битума используют переработанные автомобильные шины. Другими словами, технология дополнения частиц измельченной резины различной дисперсности и разнообразной формы в асфальтобетонную смесь позволяет решить задачу использования вторичного сырья – как продукта переработки различных резиновых изделий.

Исследования, проводимые различными авторами, выявили зависимости свойств асфальтобетона от объема и фракций, добавляемых в него частиц резины. При добавлении 65 тонн резиновой крошки из расчета на 1 км дорожного полотна увеличивается срок эксплуатации дороги в полтора-два раза. Этим подтверждает рациональность ее использования в дорожном строительстве [5].

Асфальтобетонные покрытия с содержанием резиновой крошки имеют ряд преимуществ [1,4]:

• увеличенный срок эксплуатации, а следовательно, и период между ремонтами возрастает в несколько раз;
• минимизация финансовых затрат на ремонт и обслуживания в связи с использованием вторичного материала;
• уменьшенное скольжение колес;
• покрытие становится пластичнее, в меньшей степени появляются трещины и колееобразование;
• снижение уровня издаваемого звука при движении транспортных средств;
• существенная экономия денежных средств благодаря замене дорогих материалов.

Однако, несмотря на многочисленные преимущества применения данной технологии, существует один немаловажный недостаток. Недостатком является большая трудоемкость процесса создания полотна и отсутствие соответствующих существующих стандартов.

Дороги с добавлением полимера из переработанного пластика в асфальтовую смесь внешне ничем не отличаются от обычных дорог с асфальтобетонным покрытием.

Рисунок 2. Асфальтовое покрытие с добавлением полимера из переработанного пластика в асфальтовой смеси

К основным преимуществам дорожного полотна с добавлением пластика можно отнести увеличенную прочность и как следствие увеличенный период между проведением ремонтных работ, высокую водостойкость, снижение эксплуатационных затрат, большой температурный диапазон эксплуатации

(-40  до +80 ) и снижение затрат на утилизацию мусора на полигонах. Стоимость асфальта при использовании такой технологии существенно ниже, чем при использовании покрытий с модифицированным битумом [2,3].

В связи с вышеизложенным можно сделать вывод, что рассмотренные в данной статье технологии строительства имеют схожие показатели как приготовления и использования в строительстве, так и качества при эксплуатации дорожного полотна. При строительстве дорог в пределах города и населенных пунктов рациональнее использовать технологию добавления резиновой крошки, так как резина, являющаяся неотъемлемым компонентов асфальтовой смеси, является более звукопоглощающей, чем добавки из пластика. Однако, технология приготовления асфальтового покрытия с добавлением в него резиновой крошки является более трудозатратным и трудоемким процессом. При сравнивании температурных воздействий на рассматриваемые модифицированные дорожные покрытия, можно прийти к выводу, что применение и эксплуатация дорожного полотна с добавлением резиновой крошки более термоустойчива к повышенным температурам. Таким образом рассматривая данные технологии как перспективные инновационные направления, оба метода имеют право на существование и применение в дорожном строительстве.