КИЛОМЕТР АВТОМАГИСТРАЛИ – ЗА ПЯТЬ ДНЕЙ

М.Я.Бикбау, генеральный директор ОАО «Московский институт материаловедения
и эффективных технологий» (ИМЭТ), академик Российской академии естественных наук, Нью-Йоркской академии наук, доктор химических наук.

Затрагивая тему дорог России, сразу вспоминаешь аномальные явления в экономике страны. Миллиарды средств налогоплательщиков перетекают в «чёрную дыру» ремонта весьма недолговечных асфальтобетонных покрытий. Недавний коллапс на Ленинградском шоссе, парализовавший движение в международный аэропорт Шереметьево, донельзя отражает безобразную ситуацию нашего дорожного строительства. В докризисном 2007г. в КНР построено 47 тыс. км современных дорог, а в России – всего 495 км. Отставание – почти в тысячу раз!

Что же происходит? В недавно опубликованной фундаментальной работе учёных А.Н.Шумейко, И.М.Юрковского, М.В.Немчинова «Автомобильные дороги России. Состояние и перспективы» – вновь доказывается пагубность нынешней технической политики автодорожного строительства. Авторами убедительно обоснована концепция развития транспортного комплекса на базе изменения технологической основы строительства с заменой недолговечных дорожных одежд из асфальтобетона на цементобетонные с долговечностью от 30-35 лет.
Это – мировой опыт, который по непонятным причинам в России не используется. Переход на технологию цементобетонных жёстких покрытий дорог не только решает проблему радикального повышения грузоподъёмности и долговечности автотрасс, но и может позволить значительно уменьшить объёмы не только песка и щебня, но и дефицитного битума, применяемого в России для строительства автодорог. По оценкам специалистов, битума в стране, дорожающего вместе с нефтью, хватит на 20-25 лет, а цементного сырья хватит на тысячи лет.
Дорожная одежда с гравийным покрытием имеет наименьшую строительную стоимость. Однако затраты на её ремонт и содержание примерно в 2 раза превышают затраты для асфальтобетонных покрытий и в 4 раза – цементобетонных. Простая логика многочисленных расчётов, таблиц, исследований убедительно показывает путь, по которому предстоит двигаться – это цементобетон.
В странах Западной Европы и в США количество дорожных одежд с цементобетонными покрытиями составляет до 30-40%. Средний срок службы таких покрытий составляет не менее 20 лет при минимальных затратах на ремонт и содержание. Сравнение расходов на материалы при сооружении цементобетонного покрытия и покрытия с использованием асфальтобетонов, с учётом многочисленных капитальных ремонтов асфальтобетонного покрытия, за период службы цементобетона (в расчёте принято 30 лет) показало, что для варианта цементобетона они в 2-3 раза меньше, чем для варианта асфальтобетона: в 2 раза при межремонтном сроке для асфальтобетонного покрытия 5 лет и в 3 раза – при межремонтном сроке 3 года. Суммарные затраты на строительство, ремонт и содержание дорожных одежд с цементобетонными  покрытиями также оказываются ниже, чем при других типах покрытий. В расчёте, выполненном по приведённым затратам, был принят срок службы асфальтобетонного покрытия 13 лет, гравийного – 9 лет, цементобетонного – 20 лет.
Однако монолитная технология цементобетона, которая представлена в дорожном строительстве России, не решает проблем. Эта технология предусматривает большой объём земляных работ: выемка грунта, послойная трамбовка, далее – подстилка слоя из щебня, настил плёнки, монолитный слой из щебня и устройство монолитного бетонного покрытия в два слоя: подстилающий и покрывающий. В холодное время для твердения покрытие необходимо теплоизолировать или подогревать, применять вредные и дорогие противоморозные добавки и т.п. Далее нарезаются температурные швы, заливаемые мастикой и т.д. Всё это вызывает значительное увеличение трудоёмкости и стоимости работ. Добавим сюда множество переделов и приходим к выводу, что для условий России монолитная технология реальна только в летнее время.
В ОАО «Московский институт материаловедения и эффективных технологий» (ИМЭТ) разработана технология «ИМЭТСТРОЙ», предусматривающая всепогодный, круглогодичный ускоренный монтаж преднапряжённых железобетонных плит заводского изготовления на упрощённое дорожное полотно со стягиванием плит в длинномерные пакеты стальными канатами. Данная технология основана на мировом опыте дорожного строительства.
По предлагаемой технологии дорожные железобетонные преднапряжённые плиты изготавливаются на заводах ЖБИ и доставляются к месту монтажа полотна дороги. Железобетонные плиты снабжены сквозными каналами в средней части диаметром 15-25мм, ориентированными вдоль полотна (и поперёк при строительстве широкополосных дорог), а также шпунтованными боковыми гранями, или ровными гранями с посадочными гнёздами для амортизаторов.
Наличие сквозных каналов и шпунтованных граней позволяет стягивать такие плиты вдоль полотна в пакеты из 10-15 плит, стыкуемые шпунтованными гранями или с помощью амортизаторов, одетых на стальные канаты, укладываемые на слой песка на упрощённом основании в виде насыпи, сформированной из грунта, покрытым полиэтиленовой пленкой. Стальные канаты, защищённые от различных климатических воздействий, натягивают усилием от 5 до 30 т (в зависимости от количества плит и длины пакета) на каждый канат, а концы стальных канатов закрепляются клиновыми анкерами в специальных крепёжных пустотах в плитах, которые после этого омоноличиваются быстротвердеющим бетоном.
Готовое железобетонное основание автомобильной дороги может быть покрыто слоем асфальта или литого мелкозернистого асфальтобетона толщиной 40-60 мм.
Такие дороги начали строить в США, Канаде. Производительность труда по укладке дорожного полотна по новой технологии превышает аналогичную для комплекса машин монолитного бетонирования дорог, существующих в России и других странах, в 8-10 раз. Небольшое звено рабочих, снабжённых соответствующей техникой, способно в месяц смонтировать несколько км высоко-классных дорог. Новую технологию применяют для быстрого ремонта и скоростного строительства дорог, при строительстве мостов, тоннелей и эстакад.
Для реализации новой технологии в России практически всё есть, достаточно принять чисто управленческие решения. Россия во времена советской власти создала колоссальное богатство: построены и пока функционируют сотни заводов по производству плит и панелей из сборного железобетона, существуют карьеры песка и щебня практически во всех регионах.
Эти заводы производят и дорожные преднапряжённые железобетонные плиты, но за-гружены на треть мощности, так как сборный железобетон для жилищного строительства, главной технологии в СССР, сегодня устарел по всем показателям. В настоящее время предприятия по производству железобетона производят тысячи напряжённых дорожных плит по ГОСТ 21924.0-84 для покрытий городских дорог, способных выдерживать нагрузку от 10 до 30 т на кв.м, и специальных преднапряжённых железобетонных плит для аэродромных покрытий – ПАГов по ГОСТ 25912.0-91, способных выдерживать нагрузки от 50 т до 75 т на м2.
Так что же не достаёт? Основное отличие производимых сегодня плит – отсутствие сквозных каналов для протяжки стальных канатов при новой технологии строительства автомобильных дорог и взлётных полос аэродромов для напряжения плит вдоль полотна. На существующих заводах можно в короткие сроки организовать производство километров плит по подобию канадских и американских. Именно это позволит в разы увеличить темпы строительства дорог. Необходимая арматура, стальные канаты, анкеры, домкраты и маслостанции уже производятся в России и применяются, в частности, при строительстве мостов и различных строительных конструкций и площадок (объекты в Сочи, развязка 3-го кольца на площади Гагарина в г.Москве, ряд мостов и т.п.)
Весьма важным является и то обстоятельство, что технология изготовления различных плит и крупногабаритных пустотелых элементов сегодня значительно усовершенствована во всём мире; при этом получают распространение безопалубочные способы формовки железобетонных плит (СПАНКРИТ, ТЕНСИЛЕНД и т.д.) Современное качество железобетонных изделий способно гарантировать их долговечность даже в жёстких климатических условиях России на многие десятилетия.
Преднапряжённые плиты для строительства автодорог по новой технологии нужно изготавливать из бетонов с водопоглощением не более 4 % масс., водонепроницаемостью не ниже W10, с маркой по морозо-стойкости не ниже 300 циклов, а по прочности – не ниже В40. Такие бетоны гарантируют долговечность автодорог не меньше чем на 50-100 лет. Для производства данных бетонов в России разработана и освоена уникальная технология механохимически активированного цемента, которая позволяет радикально повысить качество бетона при снижении расхода цемента, улучшить свойства и долговечность бетонных изделий, одновременно переработав малоиспользуемые отходы – горы (а это – миллиарды тонн!) зол, шлаков и природных мелкозернистых песков в преднапряжённые железобетонные плиты для высоко-классных и долговечных дорог.
Предлагаемая новая технология строительства сборного дорожного покрытия позволяет выполнять дорожные работы с высокой производительностью и в короткие сроки: звено рабочих из 10-12 человек, оснащённое необходимой техникой, может уложить на подготовленное земляное полотно 3-4 пакета плит длиной 50-60 метров с общей протяжённостью около 200-220 метров за один рабочий день, а в течение одного месяца уложить 4-5 километров полотна автомобильной дороги. К нашим расчётам необходимо добавить ускорение работ по строительству дорог в 8-10 раз за счёт новой технологии и безусловную экономичность эксплуатации сборных дорог из преднапряжённых железобетонных плит: их не надо будет ремонтировать десятилетиями.
Выполненные расчёты показали возможность значительного снижения стоимости строительства автомобильных дорог по разработанной технологии ИМЭТСТРОЙ.
Основным материалом, необходимым для строительства цементобетонных дорог, является портландцемент, производство которого в 2007 году составило 60,7 млн. т, в 2008 году из-за снижения потребления снизилось до 53,6 млн. т. Потребление и, соответственно, производство цемента в 2009 году в России составило порядка 45 млн. т.
Особенно актуальны возможности новой технологии, позволяющей строить дороги из сборных железобетонных плит и в летнее, и в зимнее время, на любых грунтах, в любых регионах России, тем более, что 65% её территории покрывает вечная мерзлота.
Разработанная технология быстрого строительства дорог – с монтажом, укладкой и стягиванием стальными канатами в пакеты железобетонных преднапряжённых плит – даст особенно хорошие результаты при про-кладке дорог на слабых грунтах: в условиях вечной мерзлоты, болот, песчаников и т.д. Новая технология нужна России с её необъятными просторами и бездорожьем для решения стратегической задачи освоения малодоступных земель в Сибири, на Дальнем Востоке и Северных регионах. Всё это неизбежно вызовет мультипликативный эффект в российской экономике: строительство высококачественных, безопасных и долговечных автомагистралей, необходимых для страны как воздух, загрузка предприятий по производству цемента, железобетонных изделий, стальной арматуры и канатов, домкратов и маслостанций, подъёмных механизмов и транспорта, решение проблем занятости населения, особенно в регионах России. Такие примеры в истории уже были, достаточно упомянуть реализацию строительства дорог  как способ выхода из кризиса в 30-е годы в США.
Новая технология строительства автомобильных дорог и аэродромных покрытий, различных площадок, эстакад и пандусов по системе ИМЭТСТРОЙ из преднапряжённых плит или железобетонных крупногабаритных пустотелых конструкций позволит радикально повысить несущую способность дорожных одежд, снизит их истираемость, повысит все эксплуатационные характеристики и долговечность, радикально уменьшит финансовые затраты на ремонт автомобильных дорог и покрытий. Реализация новой технологии позволит эффективно использовать бюджетные средства и частные инвестиции в строительстве новых, в том числе платных, дорог.
Новая технология одобрена Комитетом по транспорту Государственной Думы на заседании 16 сентября 2008 года, демонстрационные участки новых автодорог по системе ИМЭТСТРОЙ построены на территории института.
Для выполнения работ по сборным цементобетонным покрытиям необходим дорожно-строительный комплекс, состоящий из подъёмных механизмов в виде самоходных кранов с вакуумзахватным устройством или плитоукладочной машины, транспорта для подачи дорожных железобетонных плит на место строительства, бульдозеров для разравнивания песчаной подсыпки и оснастки в виде стальных канатов, домкратов для их натяжения и анкеров. При этом радикально упрощается работа по заделке стыков плит, в швах расширения нет необходимости. Новое полотно может начинать эксплуатироваться сразу после завершения монтажа сборных плит и омоноличивания анкеров.
Развитие частно-государственного партнёрства, вероятно, является наиболее перспективным и в решении транспортных проблем Москвы, Московской области и России, оперативной реализации инноваций в организации производства новых дорожных плит и пустотелых элементов для скоростного строительства дорог, мостов и эстакад.
В Москве и Московской области сосредоточена масса предприятий ЖБИ, институтов, квалифицированных рабочих и инженеров, которым посильна задача решения проблем скоростного строительства и автомагистралей, вместе с эстакадами, мостами и другими инженерными сооружениями, которые также нужно собирать из крупногабаритных пустотелых железобетонных элементов, стягиваемых стальными канатами.
Нужна только воля руководителей и механизм реализации инноваций в дорожную индустрию. Технологическая основа – система ИМЭТСТРОЙ, современный мировой опыт позволяют практически сегодня начать работу по созданию инфраструктуры высококлассных, долговечных и безопасных магистралей в столице, Подмосковье, регионах страны. Новая технология – реальная возможность решения проблемы быстрого строительства в России так остро необходимых магистралей с повышенной безопасностью, долговечностью и низкой стоимостью.

ОАО «Московский ИМЭТ»
127521, г. Москва,
17-й проезд Марьиной рощи, д. 9
тел.: 8 (495) 619 4832