6. Проведенные опытно-производственные работы показали значительное преимущество асфальтобетонов на композиционном вяжущем БИТРЭК при устройстве верхних слоев покрытий в сравнении с традиционными горячими асфальтобетонными смесями. Асфальтобетоны такого состава отличаются хорошей способностью к уплотнению и легкостью укладки по сравнению с тем, в котором использовано полимернобитумное вяжущее с модификатором на основе СБС.

Таблица 2.

Сопоставление характеристик асфальтобетона для верхнего слоя покрытия.

Примечания: 1. Данные ЦНИИ МО №26 «Опытное». 2. Асфальтобетон тип Б, мелкозернистый, плотный. Средняя плотность 2,40-2,41 г/см³.Состав: гранитного щебня (Каменногорск, 5-15мм) - 46%, песка (Сычевский) - 44%, минерального порошка (Калужский) - 10%; модификатор – резиновая крошка из отходов мягких резин НК (1% ) и шинная резиновая крошка ТИРП 0,5 (Чеховский регенератный завод) с величиной частиц до 0,5 мм (6% по массе в составе вяжущего). 3. Жирным шрифтом выделены показатели не соответствующие нормативным требованиям.

Следует подчеркнуть, что вяжущее БИТРЭК готовилось путем модификации исходного битума Московского НПЗ, который по адгезии и растяжимости при 0°С не соответствовал нормативным требованиям, что и отразилось на характеристиках контрольного асфальтобетона (см. табл.2).

Благодаря улучшению характеристик вяжущего срок службы асфальтобетонных покрытий, приготовленных с применением вяжущего БИТРЭК, по крайней мере, вдвое выше, чем срок службы покрытий с использованием традиционных битумов при тех же условиях эксплуатации. Происходит это за счет высокой усталостной прочности (> 2 раз), более высокой трещиностойкости, водостойкости и сдвигоустойчивости получаемого асфальтобетона. Такие покрытия позволяют снизить уровень шума и вибрации, уменьшить возможность образования ледяной корки, повысить сцепление, сократить тормозной путь и, кроме того, могут иметь в 1,5-2 раза меньшую толщину по сравнению с типовой.

Проверка опытных участков, построенных несколько лет назад, зафиксировала их значительно лучшее состояние по сравнению с соседними участками, выполненными как с использованием битумов, модифицированных термоэластопластами (СБС), так и дорожных битумов производства различных НПЗ. Асфальтобетонные покрытия находятся в хорошем состоянии, повреждения покрытия, трещины, выкрашивания, колейность, выпотевания вяжущего отсутствуют. Расположенные рядом контрольные участки имеют повреждения в виде сетки мелких трещин, выбоин, шелушения поверхности, пятен выкрашивания, колейности, общая площадь которых составляет более 10-20% от общей площади покрытия (рис.1).

Рис.1. Вид покрытия дороги Р-112 через 5 лет эксплуатации.

Покрытие из асфальтобетона на вяжущем БИТРЭК                   Контрольный   участокасток из асфальтобетона на

            обычном битуме,

            модифицированном СБС

Федеральной дорожной службой России «Росавтодор» был выпущен отраслевой дорожный методический документ «Рекомендации по применению битумно-резиновых композиционных вяжущих материалов для строительства и ремонта покрытий автомобильных дорог», который утвержден распоряжением Минтранса России № ОС-421-р от 12.05.2003 г. Рекомендации составлены на основе научно-исследовательских, опытно-производственных работ по внедрению новых вяжущих и асфальтобетонов на их основе, а также по материалам обследования построенных участков.

7. На основе битуморезинового компози­ционного вяжущего материала БИТРЭК были разработаны новые составы асфальтобетонов и технологии их применения. Помимо обычных стандартных уплотняемых смесей, подобраны и испытаны литые, вибролитые, щебнемастичные и многощебенистые смеси на вяжущем БИТРЭК.

Очень хорошие результаты дает применение материалов БИТРЭК в качестве вяжущего для литых асфальтов при строительстве и ремонте автомобильных дорог и мостов. Разработанные виброуплотняемые асфальтобетонные смеси для машинной технологии укладки по своим характеристикам превышают самые жесткие нормативные требования, хотя для изготовления вяжущего используются обычные, невысокого качества и зачастую некондиционные, дорожные битумы типа БН(Д) 60/90 и 90/130.

Таблица 3.

Характеристики литого асфальтобетона машинной укладки на вяжущем БИТРЭК.

Деформационные свойства вяжущего БИТРЭК превосходят деформационные свойства обычного битума, особенно при низких температурах. Это позволяет уменьшить нижний предел глубины вдавливания штампа до 0,3–0,5 мм, по сравнению с рекомендуемыми для магистралей 1,5 см, с целью повышения сдвигоустойчивости асфальтобетона.

Укладка такой смеси производится стандартными асфальтоукладчиками с последующим выравниванием поверхности легким катком с гладкими вальцами. В отдельных случаях (при сырой погоде и влажном покрытии) используется каток с пневматическими вальцами

(рис.2).                                                                                   Рис.2.

Благодаря высокой адгезии и специфичным химическим свойствам вяжущих БИТРЭК отмечается эффект улучшения свойств уложенных покрытий со временем. В отличие от обычных литых асфальтобетонов значительно снижены сдвиговые деформации (колееобразование) в покрытиях при их эксплуатации. Такие покрытия имеют высокий коэффициент сцепления с колесом автомобиля (0,5-0,6), что позволяет отказаться от дополнительных поверхностных обработок. Наблюдается очень хорошее сцепление со старым покрытием и выравнивающим слоем, причем без какой-либо дополнительной обработки и подгрунтовки. Эти отличия позволяют упростить технологию ремонта дорог и избавиться от выравнивания и фрезерования дефектов старых покрытий. Благодаря этому, а также повышенной деформативности литого покрытия при низких температурах, отсутствует дальнейшее растрескивание прилегающих участков старых покрытий в процессе эксплуатации.

Литой асфальтобетон на вяжущем БИТРЭК является материалом с потенциально очень большим межремонтным сроком. Этот материал сочетает близкую к нулю пористость (высокая сопротивляемость техногенным и климатическим воздействиям) с высокой прочностью при 50°С (высокая сопротивляемость пластическим и сдвиговым деформациям, устойчивость к колееобразованию). Имеет высокий коэффициент сцепления с колесом автомобиля, что позволяет отказаться от дополнительных поверхностных обработок. Этот материал по испытаниям на усталость превосходит уплотняемые щебеночные асфальтобетоны на полимернобитумном вяжущем и значительно превосходит уплотняемые щебеночные асфальтобетоны на обычном дорожном битуме. Эксплуатация опытных участков в течение осенне-зимнего периода 2002 г. показала, что низкотемпературные трещины не появились, т.е. в соответствии с теоретическими предпосылками, можно ожидать, что покрытия прослужат до потребности в ремонте от 16 лет и более. Такой срок более чем в 3 раза превышает фактический срок возникновения потребности в ремонтах на дорогах и улицах в настоящее время. Такое повышение сроков службы покрытий позволяет существенно снизить затраты на ремонтные работы, получить значительную экономию средств и материальных ресурсов (того же битума и щебня) за счет сокращения объемов необходимых ремонтных работ.

8. С начала 2000 г. на нескольких дорожных предприятиях Московской области начался опытный, а затем и промышленный выпуск нескольких видов мастичных материалов под новым названием БИТРЭК-Д, И (деформационные и изоляционные).

Технические требования на материалы были разработаны с учетом концепции, основанной на комплексном критичном подходе к характеристикам и свойствам материалов, работающих в реальных конструкциях и условиях. Использовались результаты проведенных в 1999-2000 гг. испытаний битумнорезиновых мастичных материалов, изготовленных по разработанной нами технологии, и сравнении их с достаточно большим количеством имеющихся на отечественном и зарубежном рынке материалов. Технические условия ТУ 5775-001-40010475-02 на изоляционные материалы БИТРЭК разработаны и утверждены ЦНИИ Промзданий.

Анализ полученных данных показывает, что мастики БИТРЭК-Д, И, имея вполне достаточные характеристики по физико-механическим свойствам, почти такие же, как полимернобитумные материалы, обладают уникальными адгезионными свойствами и высокой водостойкостью. По этим своим характеристикам они приближаются к материалам на основе природных битумов и асфальтов, имея достаточную для практики долю резиноподобных свойств.

Мастики различного назначения были применены в Москве для гидроизоляции мостовых железобетонных опор и температурных швов в Гагаринском тоннеле, в мостовых сооружениях автомобильных дорог Архангельской (М8 «Холмогоры»), Московской (М8, А103, Р112), Тверской (М10), Ярославской областей и в других регионах для изоляции мостовых деформационных швов и других объектов. Во всех случаях получены положительные результаты и отзывы.

В трамвайном депо им. Русакова г. Москва с помощью мастики БИТРЭК приклеено толстослойное резиновое покрытие полов моечного отделения. Одновременно обеспечена гидро- и электроизоляция опасного помещения. По техническим требованиям и достигнутому результату эта операция уникальна, хотя и выполнена обычными строительными рабочими. Этот факт говорит о простоте и нетребовательности технологии применения материалов БИТРЭК.

Опыт практического применения мастик показал, что при стоимости в несколько раз ниже, чем зарубежные, они практически обеспечивают их полную замену без ухудшения эксплуатационных качеств объектов, во многих случаях дают заметно выраженный положительный эффект. Это особенно касается адгезионных свойств и долговечности.

Таким образом, вяжущие и мастичные материалы БИТРЭК, а также продукты на их основе, позволяют охватить практически весь цикл работ на объектах дорожного строительства. Их применение позволяет упростить и удешевить приемы и технологии ремонта дорожных покрытий и других строительных конструкций. Приводит к экономии средств и материальных ресурсов в дорожно-строительной отрасли, способствует увеличению комфортности и безопасности движения.

Все известные строительные технологии, в которых применяются битумные материалы, могут быть существенно улучшены, дополнены и усовершенствованы при введении в технологический цикл материалов БИТРЭК. По заключению ведущих специалистов в области дорожного строительства, материалы БИТРЭК – это практически единственная на сегодняшний день возможность эффективно решить проблему долговечности и качества покрытий российских дорог одновременно с решением проблемы масштабной утилизации изношенных шин.

БИТРЭК – прямой путь для решения двух проблем.

Из всего изложенного следует, что широкомасштабное внедрение материалов БИТРЭК позволяет решить одновременно две важных проблемы:

- проблему повышения качества и продления сроков службы дорожных асфальтобетонных покрытий, сокращения затрат на их ремонт, сбережение ресурсов, расходуемых на ремонтные работы;

- экологическую проблему масштабной утилизации изношенных автомобильных шин и отходов РТИ.

Согласно Постановлению Правительства Москвы от 07.12.99 г. № 1138 “О совершенствовании и развитии городской системы сбора и переработки промышленных отходов” и Распоряжения Первого заместителя Премьера Правительства Москвы от 17.02.99 г. № 104 РЗП “О создании производственного комплекса по переработке отходов городского транспорта” в настоящее время в Москве принята и осуществляется программа по переработке изношенных автопокрышек и применения продуктов рециклинга. Производительность первой очереди технологической линии – 24 тыс.тонн изношенных шин в год. В процессе переработки изношенных шин на установленной технологической линии планируется образование резиновой крошки размером до 0,8 мм в количестве до 5-8 тыс. тонн в год.

“ИНФОТЕХ”, как победитель конкурса Московского Комитета по Науке и Технологиям, уполномочен в рамках указанной программы решать основную задачу, связанную с использованием резиновой крошки для нужд городского хозяйства. Он организует и обеспечивает широкомасштабное потребление резиновой крошки в соответствии с разработанными технологиями и уже в настоящее время выпускает целую гамму композиционных материалов БИТРЭК.

Аналогичная экологическая программа должна быть принята в Подмосковье. Будет разработан комплект нормативных документов для применения продуктов рециклинга резины в виде материалов БИТРЭК в дорожно-строительной и жилищно-коммунальной отраслях Московской области.

По этим программам только переработка утильных шин в крошку составит 40-50 тыс. тонн в год, что составляет не более половины всех выходящих из строя шин. При достаточно широком использовании для дорожного строительства материалов БИТРЭК появляется возможность потребления для нужд дорожного строительства и ремонта 10 - 20 тыс. тонн шинной резиновой крошки в год только по Москве и Московской области. Этого количества хватит для изготовления асфальтобетона улучшенного качества для 20 млн.кв.м. верхнего слоя покрытия автодорог, что составляет приблизительно 30% от объема строительства и ремонта дорожных покрытий за год.                                         Рис.3.

На опыте Москвы и Московской области разработан проект по организации для любых регионов России безотходного рентабельного производства по утилизации отходов резины (автошин) и нефтепереработки, основанный на представленной технологии и некоторых промышленных технологиях переработки отходов резины и полимеров в мелкодисперсную крошку, также защищенных несколькими российскими и зарубежными патентами (см. рис.3). Такое комплексное решение проблемы утилизации изношенных шин и других отходов резины дает возможность создания дополнительных рабочих мест и может привлечь различные государственные и политические силы, которые способны обеспечить разнообразные льготы при работе в этом направлении.

Комплексный учет суммарной экономики всей производственной и технологической цепочки обращения резины от разведки и добычи исходного природного сырья до целевого продукта и его последующей амортизации и включения в природный цикл биосферы – цель и повод для государственного обоснования и регулирования.

Соединение автотранспортной сферы и химической промышленности с потребностями дорожно-строительной отрасли на базе так называемых отходов резины, один из возможных и ярких примеров организации новой, практически замкнутой технико-экономической схемы, отвечающей императиву устойчивого развития общества. Система сбора и промышленной переработки отходов резинотехнических изделий и амортизированных шин должна являться частью вышеназванной комплексной системы и оцениваться именно в ее рамках. В принципе добыча ценного полимерного сырья, каковым являются отходы резины и других целевых полимеров, дожна быть аналогична такой отрасли промышленности как, например, горно- и нефтедобывающая со всей их инфраструктурой. Принятие законодательных решений по улучшению качества и долговечности дорог за счет научно-обоснованного использования резины, хотя бы для государственных нужд, позволит отказаться от дотационности переработки и утилизации большого количества экологически вредных отходов. Очевидно, что связь разрозненых отраслей использования резины, важных не только для конкретных материально-производственных цепочек, но и для всего общества, - задача общественной и государственной координации и управления.

По нашему мнению, отходов резины в плане безвозвратных материальных и экономических потерь не существует. И это магистральный путь развития, когда отходы становятся ценным вторичным сырьем на основе самых современных отечественных технологий.

Авторы: Смирнов Н.В., Смирнов Б.М., Булгаков А.П.