Полимерная панацея, или чем помогает российский нефтехимпром отечественному автодору
Россия сталкивается с серьёзными трудностями в области дорожного строительства из-за сложных природных условий. Многолетнемерзлые грунты (ММГ), которые покрывают значительную часть территории России, особенно в районах Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока, характеризуются низкой стабильностью. При их оттаивании возникают значительные осадки, что приводит к разрушению дорожного полотна. Кроме того, распространены грунты, подверженные морозному пучению: при замерзании влажный грунт расширяется, вызывая деформацию дорог.
Эти природные особенности требуют применения специальных технологий и материалов. Одним из решений стало использование экструзионного пенополистирола (ЭППС) в качестве теплозащитного экрана, препятствующего промерзанию грунтов или проявлению термокарста. Этот материал успешно обеспечивает термическую стабильность основания дорожных конструкций, снижая воздействие неблагоприятных климатических факторов.
О том, как снизить негативное влияние природного фактора на отечественную дорожную инфраструктуру, рассказывает эксперт Российской ассоциации полимерных энергоэффективных технологий (РАПЭТ), начальник технического отдела по инфраструктурным проектам «ПЕНОПЛЭКС» Павел Абраменков.
ЭППС — защита грунта от температурных колебаний
В суровых климатических условиях России дорожные покрытия подвергаются значительному температурному воздействию, влекущему за собой эффекты морозного пучения или осадки грунтов. Согласно ГОСТ Р 59120-2021 «Дороги автомобильные общего пользования. Дорожная одежда. Общие требования», расчётное значение деформаций морозного пучения для дорог с капитальным типом дорожной одежды установлено на уровне 40 мм.
При строительстве на многолетнемерзлых грунтах СП 34.13330.2021 «Автомобильные дороги» устанавливает строгие требования по допустимой суммарной осадке оснований и дорожной одежды. Эти нормативы обеспечивают безопасность эксплуатации дорог в сложных климатических условиях.
Применение теплозащитных экранов из экструзионного пенополистирола (ЭППС, XPS) позволяет удовлетворить установленные нормативные требования. Технология включает укладку теплоизоляционных плит толщиной от 4 до 10 см на подготовленное песчаное основание. ЭППС обеспечивает низкую теплопроводность, предотвращает промерзание грунта и снижает риск деформации дорожной одежды.
Справка
Экструзионный пенополистирол впервые был применён в СССР в 1970-х годах для теплоизоляции объектов энергетики и строительства. Впоследствии этот материал получил широкое распространение в дорожном строительстве. Первые пилотные проекты в России включали использование ЭППС на участках дорог в районах Крайнего Севера, где материал продемонстрировал свою эффективность в защите от промерзания и минимизации осадки грунтов.
Первым производителем экструзионного пенополистирола в России стала компания «ПЕНОПЛЭКС», которая начала выпуск этого материала в 1998 году. Сегодня она остаётся лидером отрасли, предлагая высококачественные решения для строительства и инфраструктурных проектов, включая дорожное строительство в сложных климатических условиях.
Технико-экономическая эффективность
Пример автодороги «Вилюй» в Якутии наглядно показывает экономическую выгоду применения ЭППС. Этот участок дороги, проходящий через районы с ММГ, требует значительных затрат на традиционные насыпи из качественного балластного грунта, который приходится доставлять с удалённых месторождений.
Рис.1. Типовые поперечные профили автомобильной дороги «Вилюй».
Сокращение расходов при использовании ЭППС достигнуто за счёт:
-
уменьшения объёма дорогих привозных материалов;
-
снижения высоты насыпи;
-
упрощения логистических операций;
меньшего объёма строительно-монтажных работ (СМР) при устройстве насыпи с теплоизоляцией.
Рис.2. 3D визуализация технологии применения теплозащитных экранов из плит XPS в земляном полотне автомобильной дороги на ММГ.
Экономия ресурсов и времени при сохранении высокой устойчивости дороги делает эту технологию незаменимой для инфраструктурных проектов в сложных климатических зонах.
Автодорожная отрасль: планы большие, перспективы светлые
Применение современных полимерных материалов в дорожном строительстве даёт веские основания полагать, что один из самых больных вопросов нашей страны — дорожный вопрос — будет решён максимально эффективно если не в ближайшей, то в среднесрочной перспективе.
Инициативы руководства РФ в этом направлении успешно реализуются уже сегодня. Так, в рамках реализации национального проекта «Безопасные качественные дороги» в период с 2019 по 2023 год в РФ было отремонтировано, реконструировано и построено более 88 тыс. км автомобильных дорог. Общая площадь укладки дорожного покрытия составила порядка 717 млн кв. м. А доля региональных дорог в нормативном состоянии за пять лет выросла с 42,4 % до 53,36 %. Для городских дорог этот важный показатель социально-экономической состоятельности территорий практически удвоился — с 42 % до 82,22 %.
В соответствии с федеральным пятилетним (2024–2028 гг.) планом мероприятий по дорожному строительству, а также Концепцией развития автомобильного туризма до 2035 года, утверждённой Правительством РФ в начале мая, уже до конца текущего года в РФ планируется ввести в эксплуатацию порядка 700 искусственных сооружений — мостов, путепроводов, эстакад, отремонтировать 49,6 тыс. погонных метров дорожной инфраструктуры (расширяя трассы с двух до четырёх полос), построить 46 автодорожных обходов крупных городов России.
По оценкам правительства, это позволит улучшить состояние более 100 тыс. км автодорог по всей стране и постепенно увеличить ежегодное количество туристических поездок на автомобилях и автобусах внутри РФ с 27 до 47 миллионов.