Дорожные технологии – как это работает (в идеале)

Дорожные технологии – как это работает (в идеале)

Несмотря на кажущуюся простоту исходных материалов, современное дорожное строительство является сложным производственным процессом, в котором задействовано большое количество современной техники и интересных технологических решений.

Профессиональные строители используют термин «дорожные одежды», который весьма точно отражает суть всего строительства – участок, отведенный под дорогу, одевают в несколько слоев «одежды». Качество материалов и работ определяет качество всего дорожного покрытия и его долговечность.

Для строительства дорог применяется различная специальная техника: бульдозеры, экскаваторы, грейдеры, самосвалы, асфальтоукладчики, катки, машины для нанесения различной разметки и так далее. Современная техника работает под управлением автоматизированных систем, с привязкой к GPS координатам, и требует высокой квалификации операторов.

Борьба с водой

Одна из наиболее важных задач, решаемых в ходе строительства дорог – отведение избыточной влаги. Вода легко может превратить микроскопическую трещину в огромную яму, особенно в весенне-осенний период, когда многократные циклы оттаивания-замерзания разрушают любые прочные покрытия. Водяная линза под дорогой со временем приведет к её вспучиванию, поэтому еще на этапе подготовки берутся пробы грунта в ходе геологических изысканий.

Наилучшим вариантом для будущей дороги являются песчаные почвы, такой грунт отлично отводит воду. Но что делать, если дорога проходит по глинистым почвам, как в Подмосковье? В таком случае выполняется комплекс подготовительных работ. Сначала стабилизируют грунт с использованием машины под названием «ресайклер». Взятая на месте почва перемешивается с различными добавками, такими как известь, цемент, битумы и т.д. Для уплотнения почвы используются катки с гладкими или кулачковыми вальцами. Уложив полученную смесь на место будущей дороги, получается отличное основание.

Далее укладывается слой песка толщиной 50-60 см, причем по стандарту необходимо использовать песок из крупных или средних частиц – в таком песке меньше включений глины и он гораздо лучше отводит влагу.

Основание из камня

В качестве основания чаще всего выступает щебень различных фракции. Здесь имеется немало технологических тонкостей, в частности применяется щебень различного размера и различной прочности. Наиболее прочным считается щебень из гранитных пород марки 1000 и 1200, такой добывают, например, в Карелии. Этот щебень используют при строительстве тяжело нагруженных дорог, по которым предполагается интенсивное движение, в том числе крупных грузовиков. Менее прочный щебень из известковых пород марки 600 и 800 применяется на второстепенных трассах.

На место строительства щебень поступает в виде фракций, строго рассортированных по размеру. Так, внутри одной группы размеры отдельного камня не должны выходить за пределы установленного диапазона. Например, крупная фракция считается 40-70 мм, такой щебень высыпают сразу на подготовленное основание. Далее идет средняя фракция 20-40 мм и самая мелкая 5-20 мм. Прочность основания достигается за счет того, что мелкие камни расклинивают более крупные, заполняя пустоты.

Значение имеет форма щебня, на заводе ей придают форму куба. Напротив, вытянутый камень не используется, так как его невозможно расклинить. Под колесами тяжелого автотранспорта такой вытянутый и тонкий щебень будет ломаться и дорога быстро придет в негодное состояние.

Для дорог первой технической категории могут применяться дополнительные способы повышения прочности. К таким относится «тощий» цементобетон, состоящий из смеси связующих материалов. Такое название он получил за более низкое содержание цемента по сравнению со строительным бетоном, и меньшую прочность, однако для дорожного покрытия такой прочности вполне достаточно.

Зачастую проблемой дорожного строительства в России как раз и является небрежное отношение к подготовительным операциям. Например, если смешать различные фракции щебня или не соблюдать порядок укладки различных фракций, через некоторое время покрытие разрушится под воздействием внешних нагрузок. Также играют роль действующие стандарты. В Европе при строительстве дорог используют не три фракции, а пять-шесть.

К тому же иностранные компании применяют асфальтобетонные смеси с содержанием каменного основания до 70%, что, безусловно, повышает прочность всей дороги. Отечественные стандарты предполагают использование до 45-50% щебня.

Слои износа

В последние годы в мире все активнее стала применяться технология под названием «чипсил» (chip seal). Для снижения стоимости содержания дороги применяются слои износа, которые призваны защитить основное дорожное покрытие. Эти слои асфальта толщиной до полутора сантиметров принимают на себя нагрузку от передвигающегося автотранспорта. Через некоторое время, когда под воздействием погоды, автомобильных колес и шипов данный слой истончится, его просто заменяют на новый. В итоге несущие слои дороги не требуется восстанавливать, что сказывается самым благоприятным образом на стоимости эксплуатации всей дороги.

Автоматизация и компьютеризация

Казалось бы, что в такой консервативной отрасли, как дорожное строительство внедрение автоматизированных технологий будет ожидаться еще много лет. Однако современная дорожная техника как раз подтверждает обратное.

Начнем с того, что сам по себе проект дороги является весьма сложным объектом. Уже на этапе земляных работ многие операции могут быть автоматизированы. В современную технику достаточно загрузить CAD модель дороги, а умная электроника привяжет эту модель к GPS координатам и не позволит экскаватору копать мельче или глубже заданных значений. Умный грейдер профилирует насыпь из щебня с учетом параметров, заданных бортовой электроникой, а пульт управления современного асфальтоукладчика больше похож на панель приборов авиалайнера.

Как все это позволяет экономить средства? Ответ заключается в точности обработки. Например, при проведении капитального ремонта слой старого асфальта срезается фрезеровочным барабаном, затем на его место кладется уже сформированный новый слой асфальта. В этой операции критичным является толщина срезаемого покрытия, от которой зависит расход материалов. Если техникой управляет оператор, то вместо положенных трех сантиметров может быть срезано шесть. В итоге приходится укладывать дополнительный трехсантиметровый слой нового асфальта. А с учетом масштабов дорожного строительства получаются огромные объемы материала и, соответственно, денежных средств.

Современное дорожное оборудование оснащено ультразвуковым датчиками, GPS навигаторами, умной электроникой, которая обеспечивает точные параметры дорожного покрытия и не позволяет израсходовать лишние материалы.

Качественная дорога требует вложения средств в строительную технику

Естественно, что описанные в данной статье технологии являются последним достижением в области дорожного строительства. И далеко не во всех российских регионах применяется подобная техника. В основном такие современные машины используются в столичном регионе, не в последнюю очередь по причине высокой стоимости.

Например, современный экскаватор с «умной» системой управления стоит порядка 150 тысяч долларов. Более простой вариант с ручным управлением в несколько раз дешевле: 30-50 тысяч. Как видно, стоимость «железа» играет здесь второстепенную роль, на первое место выдвигаются продвинутые системы электронного управления.

В заключение

По мнению профессиональных строителей в России нет никаких ограничений природного характера для возведения качественных дорог, которые будут служить нам десятки лет. В мире есть множество стран с аналогичными климатическими условиями, например, страны северной Европы, где температура и важность оказывают серьезное воздействие на дорожное покрытие.

Современная техника и материалы позволяют укладывать качественное дорожное покрытие даже в самых сложных природных и климатических условиях. Все что нужно – соблюдение стандартов, желание и должная организация работ.