До взлета далеко

Цементобетон хорош на аэродроме

 

ТЕХНОЛОГИИ

 

На фоне снижения жилищного строительства в России – главного потребителя цемента – все чаще поднимается вопрос о переориентации дорожной отрасли на строительство цементобетонных дорог. Однако пока отрасль довольно консервативно настроена на их широкомасштабное строительство: несмотря на такие преимущества, как повышенные эксплуатационные характеристики и долговечность, все же  технологический процесс укладки цементобетонного дорожного полотна по сравнению с асфальтобетоном более сложный. Поэтому довод об экономии бюджетных средств не принимается многими профессионалами отрасли.

По подсчетам ряда экспертов Финансового университета при Правительстве РФ, строительство и эксплуатация автомобильных дорог с цементобетонными покрытиями по сравнению с асфальтобетонными позволяет снизить расходы консолидированного бюджета России по данным мероприятиям почти на 30% в ближайшие 40 лет. Специалисты, которые провели соответствующее исследование, объясняют это более низкой стоимостью жизненного цикла 1 км цементобетонной дороги (на 17,73%), удлиненными межремонтными интервалами (15 лет вместо 12) и повышенными интервалами работ по устройству защитных слоев, слоев износа и поверхностной обработки (4 года вместо 2 лет) при одновременном увеличении срока службы конструкции (30 лет вместо 24 лет). В числе преимуществ цементобетонных автодорог называется также отсутствие необходимости в весовом контроле и введении ограничений по нагрузке на ось транспортных средств в межсезонье. Однако если нарушить технологию укладки, то цементобетонное покрытие идет трещинами. И в отличие от асфальтобетонного покрытия, где можно просто заделать выбоину или трещину, на дороге из цемента придется снимать значительный участок цемента и укладывать его заново. А это не только расходы материалов, трудовых ресурсов, специальной техники, но и перекрытие дороги не на сутки (при укладке асфальтобетона на скоростной дороге асфальт должен «отдохнуть» сутки, прежде чем пускать по нему движение). Проектная прочность цементобетона достигается к 28 суткам. То есть дорогу из этого материала привести в порядок значительно проблематичнее.

Росавтодор пояснил, что  в настоящее время реализуется достаточно широкий перечень мероприятий, которые направлены на нормативное обеспечение применения цементобетона в дорожном хозяйстве Российской Федерации. Так, в части бетонных смесей и бетонов для дорожных оснований и покрытий введены различные стандарты, гармонизированные с межгосударственными стандартами, которые составляют доказательную базу ТР ТС 014/2011 и устанавливают технические требования к бетонным смесям, а также методике их испытаний и правилам подбора составов.

В их числе:

– ГОСТ Р 59300–2021 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси бетонные для устройства слоев оснований и покрытий. Технические условия»;

– ГОСТ Р 59301–2021 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси бетонные для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог. Методы испытаний»;

– ГОСТ Р 59302–2021 «Дороги автомобильные общего пользования. Смеси бетонные для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог. Правила подбора состава».

Кроме того, в отрасли разработан и введен в действие комплекс национальных стандартов, устанавливающих технические требования и методы испытаний цементобетонов для устройства оснований и покрытий автомобильных дорог с учетом особенностей эксплуатации конструктивных слоев дорожных одежд, в первую очередь слоев покрытий, а также определяющих правила производства работ по устройству слоев дорожных одежд из цементобетона:

– ГОСТ Р 70362–2022 «Дороги автомобильные общего пользования. Бетоны для устройства слоев оснований и покрытий. Технические условия»;

– ГОСТ Р 70363–2022 «Дороги автомобильные общего пользования. Бетоны для устройства слоев оснований и покрытий. Методы испытаний».

Правила проектирования (конструирования и расчета) автомобильных дорог с цементобетонным монолитным покрытием и со сборным покрытием из железобетонных плит установлены в ПНСТ 1006–2025 «Дороги автомобильные общего пользования. Жесткие дорожные одежды. Правила проектирования», введенном в действие с 01.08.2025.

Кроме этого, в настоящее время действует ГОСТ Р 59628–2021 «Дороги автомобильные общего пользования. Жесткие дорожные одежды. Типовые конструкции», в котором приведены типовые конструкции дорожных одежд жесткого типа (с цементобетонным покрытием).

В части организации работ и технологии устройства цементобетонных работ действует

ГОСТ Р 70364–2022 «Дороги автомобильные общего пользования. Бетоны для устройства слоев оснований и покрытий. Правила производства работ». Указанный стандарт предусматривает требования к производству работ на всех стадиях: от организации строительства и выбора технологии устройства слоев до устройства деформационных швов, контроля качества и т.д.

Таким образом, в рамках дорожной деятельности созданы соответствующие условия для нормативно–технического обеспечения мероприятий по производству цементобетонных смесей, их укладке, а также контролю качества на всех этапах производства работ.

Учет требований нормативно–технических документов, которые направлены на расширение практики применения цементобетона в конструкциях дорожных одежд, обеспечивается включением в техническое задание на разработку проектно–сметной документации на строительство, реконструкцию и капитальный ремонт автомобильных дорог положений об обязательном технико–экономическом сравнении вариантов конструкций жестких и нежестких дорожных одежд в соответствии с ГОСТ 33100–2023 «Дороги автомобильные общего пользования. Правила проектирования автомобильных дорог».

В соответствии с п. 5.4.1 ГОСТ 33100–2023 выбор оптимальной конструкции дорожной одежды необходимо производить на основе вариантного сравнения. При этом при проектировании дорожной одежды вид покрытия принимается на основе технико–экономического сравнения различных вариантов.

Особое внимание уделяется учету интегральных дисконтированных затрат за межремонтный период, исходя из транспортно–эксплуатационных требований и категории проектируемой дороги с учетом интенсивности и состава движения, климатических и грунтово–гидрологических условий, а также обеспеченности района строительства автомобильной дороги местными строительными материалами.

Цементобетонные покрытия автомобильных дорог в процессе эксплуатации подвергаются воздействию множества факторов, которые могут существенно снижать их эксплуатационно–технические свойства. Одним из наиболее значимых негативных воздействий является использование шипованных шин, особенно при высокой скорости движения. Шипы вызывают интенсивный абразивный износ поверхности, что приводит к образованию колеи, выбоин и снижению ровности покрытия.

В США и ряде стран Европейского союза (Албания, Бельгия, Босния и Герцеговина, Болгария, Венгрия, Германия, Испания, Люксембург, Северная Македония, Нидерланды, Польша, Португалия, Румыния, Сербия, Словакия, Словения, Хорватия, Чехия) на законодательном уровне запрещено использование металлических шипов в зимних шинах из–за высокого уровня шума и образования мелкодисперсной пыли при трении о цементобетонное покрытие.

Серьезное влияние на состояние цементобетонных покрытий оказывают климатические условия. Перепады температур, замораживание и оттаивание, а также воздействие влаги приводят к возникновению термических напряжений, появлению трещин и разрушению структуры бетона. В условиях российского климата эти процессы особенно выражены.

Противогололедные реагенты, нефтепродукты и другие агрессивные вещества могут вызывать коррозию бетона и арматуры, ускоряя разрушение покрытия.

Укладка цементобетонного покрытия на взлетно–посадочных полосах (ВПП) – это высокотехнологичный процесс, который чаще всего осуществляется методом непрерывного бетонирования с использованием бетоноукладчиков со скользящими формами. Эта технология позволяет получить ровное, прочное покрытие высокой плотности. И этот метод используется при строительстве взлетно–посадочных полос аэродромов и дорог.

Но при этом, по мнению ряда экспертов, мультипликативный эффект от строительства и эксплуатации цементобетонных автодорог довольно высокий. Оценка эффекта выполнена по поручению Правительства России, и производители цемента ожидают, что она будет положена в основу программы строительства бетонных дорог в России. Отдельные такие проекты в России уже завершены, сейчас время для перехода к следующему этапу – реализации соответствующей программы, которая на практике продемонстрирует описанные экспертами мультипликативные эффекты, считают они. Между тем согласно утвержденной 10 лет назад Стратегии развития промышленности строительных материалов, к 2030 году половина всех новых автодорог в России должна строиться с цементобетонным покрытием, однако на сегодня их доля не превышает 2%. В 2025 году первый вице–премьер Денис Мантуров поручил рассчитать экономическую эффективность применения цементобетонных дорог. «Результаты НИР являются научно обоснованным подтверждением потенциальных долгосрочных эффектов цементобетонных технологий в дорожном строительстве, включая экономию затрат в течение жизненного цикла, рост грузооборота и положительный мультипликативный эффект, – отметил руководитель исследования, директор Института региональной экономики и межбюджетных отношений Финансового университета Павел Строев. – Строительство цементобетонных дорог федерального и регионального значения в рамках утвержденного плана дорожной деятельности до 2030 года позволит снизить стоимость уже на этапе строительства на 162,72 млрд руб. (19,87%), а на этапе эксплуатации – на 410,48 млрд руб. (36,91%), обеспечив возможности для инвестирования высвободившихся бюджетных средств в новые инфраструктурные проекты и более высокие мультипликативные эффекты первого и второго порядка. При целевом использовании полученной экономии в дорожной отрасли возможно дополнительное строительство порядка 200 км дорог федерального или 650 км регионального значения». Скорее всего, экспертам ничего не известно о том, что в Сочи недалеко от аэропорта есть небольшой участок цементобетонной дороги. Построена она к зимним Олимпийским играм 2014 года. Если ее брать в качестве примера для исследования, то можно сказать, что на ней давно уже трещины. Про потребительские качества лучше спросить у автомобилистов.

Исторически строительство автодорог в стране велось с использованием двух альтернативных материалов: асфальтобетона и цементобетона. На срок службы дорожного полотна влияют температурный режим, количество выпадающих осадков, циклы замерзания–оттаивания, глубина протекания грунтовых вод, температура и влажность слоя почвы, который находится непосредственно под дорожным полотном. Все это в комплексе воздействует на любое покрытие автомагистрали и постепенно его разрушает. Решение о выборе того или другого типа покрытия и дорожной одежды должно основываться прежде всего на экономических расчетах и приниматься с учетом наличия исходных дорожно–строительных материалов, предполагаемого состава и интенсивности движения, климатических условий эксплуатации автомобильной дороги, отмечают специалисты.

Что касается практики, то на протяжении долгого времени преимущество в России отдавалось асфальтобетону: в 1960–е годы технология производства дорожных смесей с применением битума считалась наиболее оптимальной. На тот момент битум отличался низкой стоимостью, что делало асфальтобетон экономически более привлекательным вариантом. Тогда же прекратили выпуск техники для укладки цементобетонных покрытий и системные научные исследования в этом направлении. Однако с тех пор цена битума заметно выросла, как, впрочем, и интенсивность движения по автодорогам и нагрузка на полотно. В результате асфальтобетоны перестают выдерживать требуемые параметры, а цементобетон и другие материалы на этом фоне рассматриваются как экономически конкурентоспособная альтернатива.

За рубежом опыт проектирования и строительства дорог с жестким типом покрытия не прерывался. В Германии цементобетонное покрытие имеют 30% дорог, в Китае – около 50%, в США – 60%, Индии – 100%. Строительство дорог с таким покрытием активно ведется в странах со сложными климатическими условиями, при значительных минусовых температурах в зимний период. Как показывает практика Швеции, Канады, Аляски (США), северных районов Китая, цементобетонные покрытия (при условии тщательного проектирования и применения технологий морозостойкого бетона, самовосстанавливающегося бетона и др.) выдерживают значительные нагрузки, сильные холода и являются более прочными на протяжении длительного жизненного цикла по сравнению с асфальтобетонными. В России, конечно, тоже есть подобная практика – это участки трасс М–4 «Дон», Р–254 «Иртыш», Северный и Восточный обходы Новосибирска, но в целом объемы минимальны – менее 1,2% от всех дорог.

Основные преимущества цементобетонных покрытий хорошо известны: вероятность образования на них колеи ниже, поскольку материал покрытия более твердый. Даже при движении большегрузного транспорта цементобетон менее подвержен деформациям в сравнении с асфальтобетоном. Также цементобетон характеризуется лучшим свето-

отражением, при езде в ночное время на цементобетонных дорогах видимость лучше. При покрытии дороги по технологии, исключающей швы, движение транспортных средств по цементобетону более плавное. Цементобетон обладает хорошей стабильностью, поэтому он используется для изготовления покрытия на аэродромах, где полотно испытывает повышенные нагрузки из–за высокой массы и скорости движения самолетов. Цементобетонное покрытие менее восприимчиво к погодным явлениям. Низкопористая структура не дает влаге проникать внутрь полотна, а высокая твердость не дает материалу деформироваться под действием высокой температуры, в то время как на асфальтобетоне при сильном нагревании могут проявляться битумные пятна, которые негативно сказываются на управляемости транспорта.

Согласно многолетним наблюдениям ФКУ «Сибирь», в введении которого есть участки федеральной сети в цементобетонном исполнении, за 7–8 лет эксплуатации износ таких покрытий составляет 3–5 мм при допустимом уровне 8–10 мм; колееобразование – менее 5 мм; коэффициент сцепления – на уровне 0,45–0,50. При этом имеющийся парк бетоноукладочных комплексов позволяет оценочно обеспечивать устройство таких покрытий до 5 тыс. км федеральных дорог или 10 тыс. км региональных дорог в год, перечисляет плюсы руководитель Комиссии по взаимодействию с общественными палатами субъектов РФ Общественного совета при Федеральном дорожном агентстве Игорь Дубровский.

Есть и минусы, точнее сказать – особенности строительства цементобетонных покрытий. Во–первых, все вышеперечисленные преимущества обеспечиваются только при строгом соблюдении технологии приготовления смеси и укладки дорожного полотна, а для России с ее количественным и качественным дефицитом рабочей силы это зачастую сделать довольно сложно. Во–вторых, традиционно говорят о сложностях последующего ремонта цементобетонного покрытия. Однако если выполнен пункт первый и дорога построена под строгим контролем качества, то она способна прослужить в течение всего планируемого жизненного цикла без частого ремонта. Кроме того, современные технологии восстановления цементобетонных покрытий и новые материалы (мастики, полимерные пропитки, сухие смеси), позволяют быстро и эффективно реставрировать незначительные повреждения, убеждают эксперты.

Есть еще одно обстоятельство, которое ограничивает масштабную практику применения цементобетона в дорожном строительстве. Дело в том, что сейчас при разработке проекта тип конструкции дорожной одежды выбирается исходя из минимальной стоимости строительства, без учета будущих затрат на ремонт и содержание, а также затрат пользователей дорог. К тому же зачастую не производится сравнительный анализ, необходимый для выбора оптимального варианта технологии. А это очень важно, учитывая, что удельный вес стоимости материалов в договорных ценах на строительство автомобильной дороги составляет в среднем около 70%.

Следует также отметить, что используемые в настоящее время методы расчета и конструирования цементобетонных дорожных покрытий устарели. Для разработки новых перспективных конструкций необходимы более современные методы расчета и конструирования дорожных одежд, а также система проектирования, ориентированная на эксплуатационные условия работы дорожной одежды. Пока в нормативных источниках и в специальной литературе по разработке структурных моделей асфальтобетонных и цементобетонных покрытий и тем более композитных конструкций количественная оценка значения связей элементов, соединений, швов, разрезов, изломов на НДС и долговечность конструкции отсутствует, что не позволяет на основе существующих методик расчета оценить реальный срок службы дорожных конструкций, отмечают эксперты отрасли.

 

Людмила ВЛАДИМИРОВА