Развитие и приведение в нормативное состояние дорожной сети Иркутской области на основе широкого использования местных каменных материалов

Предметом исследования, изложенного в данной статье, является поиск способов снижения стоимости проведения работ по строительству, ремонту и содержанию автомобильных дорог в Иркутской области.

Изложены проанализированные способы снижения стоимости работ в дорожной отрасли и предложены технологии, не несущие в себе негативных качественных изменений характеристик дорожных одежд. И при этом, позволяющие экономить достаточное количество финансовых ресурсов.

Проведен анализ качественного состояния дорожной сети Иркутской области на примере Зиминского муниципального образования как выборочного составляющего показателя. Выявлены проблемы, решив которые можно способствовать ускорению темпов развития и восстановлению до нормативных показателей дорожной сети Иркутской области.

Предложенные технологии могут применятся для строительства ремонта и содержания автомобильных дорог. Применение предложенных технологий позволит снизить стоимость проведения работ и, как следствие, ускорить темп строительства и приведения сети дорог в нормативное состояние.

Ключевые слова: автомобильные дороги, органоминеральные смеси, снижение стоимости строительства автомобильных дорог, технологии дорожного строительства.

Введение

Дорожная сеть Иркутской области, равно как и любого субъекта Российской Федерации, является сложной системой, имеющей свои проблемы, требующие решения. Одной из главных проблем, а точнее ограничивающим фактором в дорожной отрасли является вопрос недостаточности финансирования. К анализу приняты показатели о состоянии дорожной сети Зиминского городского муниципального образования в качестве выборочного показателя состояния дорожной сети Иркутской области. В ЗГМО 214 автомобильных дорог, общая протяженность которых составляет 185,376 км. Лишь 26 % автомобильных дорог имеют твердое покрытие. На 1 января 2019 года доля протяженности автомобильных дорог общего пользования местного значения, находящихся в границах ЗГМО, не отвечающих нормативным требованиям к транспортно-эксплуатационным показателям, составляет 108,19 км или 58,58 %. К концу 2024 г. данное значение снижено до 53,5 %. Анализируя причины высоких значений несоответствия сети дорог, можно выделить тот факт, что в течение длительного периода темпы износа автомобильных дорог общего пользования превышали темпы восстановления и развития. Фактически работы по профилактическому ремонту не проводились в среднем более 20 лет, что привело к сохранению значительной доли протяженности автомобильных дорог общего пользования местного значения, не отвечающих нормативным требованиям транспортно-эксплуатационных показателей и наличию дефектов. Аналогичная ситуация сложилась по всем муниципальным образованиям области. Среди причин в отчете муниципальной программы главным образом выделяется факт недостаточности финансирования, выраженный прежде всего в несоблюдении межремонтного срока. Иными словами, причиной является игнорирование потребности в профилактических работах и ремонте на дорожной сети. Снижение стоимости выполнения работ прежде всего по профилактическому содержанию и ремонту, а также строительству, повлечет за собой уменьшение затрат, и, как следствие увеличение объема проводимых дорожных работ.

Методы

Среди различных вариантов снижения стоимости проанализированы технологии по приготовлению холодных органоминеральных смесей.

Применение органоминеральных смесей затрагивает вопрос широкого использования местных материалов, отсевов в качестве использования инертного материала для состава смеси слоев дорожной одежды. Самым дорогостоящим материалоемким и технически сложным элементом является конструкция дорожной одежды, но вместе с тем это наиболее ответственный элемент автомобильной дороги и особенное внимание при поиске технологий, снижающих стоимость проведения работ следует уделять соответствию физико-механических характеристик нормативным требованиям. Так, в 2019 году на сети местных и региональных дорог Иркутской области проведено устройство шести опытно-экспериментальных участков с различными конструкциями дорожных одежд из смесей, приготовленных на основе органических и комплексных вяжущих материалов. Конструкция дорожной одежды по проекту представлена на рис. 1.

Рис. 1. Проектный вариант конструкции дорожной одежды «Автомобильная дорога подъезд к д. Плишкино на участке км 5+419 — км 10+660 в Иркутском районе Иркутской области»

Местом устройства опытно-экспериментальных участков с применением холодных органоминеральных смесей из щебеночно-гравийно-песчаных смесей и отсевов дробления является объект «Автомобильная дорога подъезд к д. Плишкино на участке км 5+419 — км 10+660 в Иркутском районе Иркутской области».

Наибольший интерес вызывает использование холодных органоминеральных смесей, приготовленных из щебеночно-гравийно-песчаных смесей в качестве верхнего слоя основания. Конструкция дорожной одежды с применением холодной органоминеральной смеси в верхнем слое основания, рис. 2.

Рис. 2. Предлагаемый вариант конструкции дорожной одежды. Холодная органоминеральная смесь

Преимущества:

1. Возможность применения Щебеночно-песчано-гравийных смесей
2. Максимальное требование по прочности согласно ГОСТ 30491–2012, М800;
3. Возможность применения песка практически любой гранулометрии;
4. Применение битумной эмульсии (в замен горячего битума) позволяет значительно снизить энергозатраты при производстве;
5. Возможность укладки смеси при пониженных температурах.

Технологические особенности:

1. Предварительная отгрохотка фракции свыше 40 мм из ПГС;
2. Ввод органического вяжущего ЭБК-3 согласно подбору состава.
3. Увлажнение минеральной части смеси до оптимального значения.

На дорогах с низкой интенсивностью движения целесообразно использование горячих битумоминеральных смесей из гравийно-песчаных смесей для устройства покрытий автомобильных дорог, с дополнительным устройством слоя износа толщиной 2–3 см. Конструкция дорожной одежды с применением горячей битумоминеральной смесью рис. 3.

Рис. 3. Предлагаемый вариант конструкции дорожной одежды «Автомобильная дорога подъезд к д. Плишкино на участке км 5+419 — км 10+660 в Иркутском районе Иркутской области»

Преимущества:

1. Возможность применения Щебеночно-песчано-гравийных смесей
2. Максимальное требование по прочности согласно ГОСТ 30491–2012, М800;
3. Возможность применения песка практически любой гранулометрии;
4. Использование дешёвого (в сравнении со щебнем строительного материала)

Технологические особенности:

1. Возможна предварительная отгрохотка фракции свыше 40 мм из ПГС;
2. Разгрохотка ПГС на гравийную и песчаную составляющие (для обеспечения точной дозировки минерального заполнителя);
3. Приготовление в асфальта бетонных смесительных установках.

Для обеспечения высоких технико-экономических показателей, а также удовлетворения требований к технологии необходим инертный материал имеющий фракционный состав заполнителя, близкий к оптимальному по гранулометрической кривой.

Наиболее оптимальным решением строительства, ремонта автомобильных дорог — это применение органоминеральных смесей в соответствии с ГОСТ30491–2012 на основе комплексного или эмульгированного органического вяжущего. Это битумные эмульсии ЭБК-3 или ЭБА-3 в зависимости от содержания SiO2 используемого инертного материала. Требования к исходным материалам для таких смесей значительно ниже, чем для асфальтобетонных смесей, что позволяет вовлекать их в большом количестве в производственный процесс дорожных работ. Выявлены высокие показатели устройства таких конструкций. Данные приведены в таблице 1.

Таблица 1

Показатели модуля упругости вариантов дорожной одежды

Самым главным преимуществом перед асфальтобетонами является то, что данная технология холодная, то есть нет потребности в нагреве инертных материалов и вяжущих. Отпадает потребность в наличии АБЗ, битумных баз. Возможность устройства конструктивных слоев дорожных одежд как непосредственно на дороге, так и на смесительных установках. Таким образом при производстве таких смесей есть два технологических варианта их производства: в смесительных установках типа БРУ или самоходными грунтосмесительными механизмами (ресайклеры, дорожные навесные фрезы).

Заключение

Применение холодной технологии приготовления ОМС позволяет значительно сократить энергозатраты при приготовлении;

.Производство ОМС снижает нагрузку на подрядные организации, которые имеют ограниченный парк дорожно-строительной техники, наличия АБЗ, битумных баз и т. д.;

Данная технология значительно снижает выбросы загрязняющих веществ и обеспечивает улучшенные условия труда;

Применение ОМС позволяет снизить стоимость устройства различных слоев дорожных одежд, что позволит увеличить объем дорожных работ.

Литература:

1. Шабуров С. С. Опытное применение органоминеральных смесей на региональных дорогах Иркутской области. Отчет о научно-исследовательской опытно-конструкторской работе. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Иркутский национальный исследовательский технический университет».

2. Шабуров С. С. Органоминеральные смеси и открытые битумоминеральные смеси для дорожного строительства. Отчет о научно-исследовательской опытно-конструкторской работе. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Иркутский национальный исследовательский технический университет».

3. Кахаров З. В., Исломов А. С. Анализ структуры энергозатрат на строительство дорожных асфальтобетонных покрытий. Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование».

4. ГОСТ 30491–2012. Смеси органоминеральные и грунты, укрепленные органическими вяжущими, для дорожного и аэродромного строительства.

5. ГОСТ Р 70454–2922. Дороги автомобильные общего пользования. Смеси щебеночно-гравийно-песчаные обработанные органическими вяжущими. Общие технические условия.