Какие автодороги лучше, асфальтовые или цементобетонные?

Сотрудники Института прогнозирования и макроэконо-мических исследований (ИПМИ) изучили состояние, перспективы и векторы дальнейшего развития строительства экологических цементобетонных автомобильных дорог.

На фоне глобальных экологических проблем в числе основных тенденций последних лет стало осуществление перехода к «зелёному» строительству (Green Сonstruction, Green Buildings) – концепции планирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений, целью которой является минимизация уровня потребления ресурсов на протяжении всего жизненного цикла объекта. [1][1]

Роль Узбекистан в продвижении и развитии трансконтинентальной торговли стремительно возрастает, страна стала важным центром международных транзитных перевозок, через её территорию проходит порядка 20 международных направлений и маршрутов. Актуальность дальнейшего развития и повышения качества автомобильных дорог связана также с возрастающей ролью отрасли в социально-экономической жизни республики, необходимостью обеспечения растущих потребностей производственной сферы и населения в надежной и удобной транспортной сети.

Развитие и эксплуатации автомобильных дорог. Укрупненные расчеты экономического развития отрасли на средне- и долгосрочную перспективу, а также оценки авторитетных зарубежных экспертов прогнозируют значительное увеличение грузооборота в республике автомобильным транспортом. [2][2]

Президент Республики Узбекистан Ш.М.Мирзиёев на совещании 28 сентября т.г. по вопросам ускорения реформ в транспортной сфере отметил: «Если мы не выведем транспорт и логистику на новый уровень, то не сможем обеспечить стабильное развитие экономики». При этом в числе основных задач отрасли определено расширение сети современных автомобильных дорог для между-народных транзитных грузоперевозок.[3] [3] Дальнейшее опережающее развитие и совершенствование транзитных мощностей автодорог, дорожного хозяйства и придорожной инфраструктуры практически во всех регионах Узбекистана целесообразно осуществлять с учетом передового опыта развитых стран в данной отрасли.

В мире применяется в основном два типа конструкций дорожных покрытий: пластичный (асфальтобетон) и жесткий (цементобетон). Практика устройства и эксплуатации дорожных покрытий показала, что в различных климатических условиях, интенсивности и составе движения, цементобетонные покрытия являются более долговечными (30 и более лет), нежели асфальтовые (от 8 до 12 лет), поэтому оптимальным вариантом развития скоростных магистралей признаны цементобетонные автомобильные дороги.[4] [4]

Эффективность использования таких покрытий высока, что показывает значительная доля протяженности скоростных авто-мобильных дорог с цементобетонным покрытием в развитых странах (рисунок 1).

Источник: https://probetonstroy.com/betonnye-dorogi-v-rossii/

Рис. 1. Доля скоростных автомобильных дорог

с цементобетонным покрытием в развитых странах (%)

В США цементобетонные дороги составляют порядка 60% от общего километража скоростных трасс, в Германии — 38%, Австрии — 46%.[5] [5] Значительно наращивает строительство скоростных дорог из цементобетона Китай. В Японии, кроме скоростных дорог, с учетом большой прочности, неприхотливости и длительности эксплуатации, из цементобетона строят многоэтажные дорожные развязки.

Снижение вредного воздействия на природную среду. В Узбекистане при строительстве дорог все еще преимущественно используется асфальтобетонное покрытие, при этом перевозка 95% всех грузов и 88% пассажиров осуществляется по автомобильным дорогам.[6] [6] Учитывая современные требования, в соответствии с международными стандартами в отрасли принимаются меры по поэтапному переводу дорог на 13-ти тонную осевую нагрузку, что требует значительное повышение прочностных характеристик.

С этих точек зрения автодороги из цементобетона имеют существенные преимущества:

—более длительный срок службы, выдерживая значительные механические воздействия и массу габаритного автотранспорта;

-транспорт расходует меньше топлива (на 10-20%);

-прочное бетонное покрытие может эксплуатироваться 30 и более лет, не нуждаясь в ремонтных работах, асфальт служит 8-12 лет и требуется осуществление периодического ремонта;

-покрытие обладает повышенной устойчивостью к экстремаль-ным погодным условиям, высоким и низким температурам воздуха или перепадам влажности;

-минимизация экологических последствий, автотранспортные средства тратят минимум топлива для передвижения;

-экономия природных ресурсов и экологическая безопас-ность. Асфальт получают промышленной переработкой нефти, тогда как основными компонентами бетона являются известняки, в составе которых вредные химические вещества практически отсутствуют.

Укрепление грунта и дополнительных слоев цементом, укладка бетонного покрытия или ресайклинг асфальта с цементным укреплением основания при реконструкции делают дороги долговечнее и экономически выгоднее. Сроки строительства сокращаются, сама дорога прослужит несколько десятилетий без капитального ремонта, а расходы на техническое обслуживание невысоки и предсказуемы.

Бетонные дороги обладают высокой несущей способностью, которая обеспечивает равномерность нагрузки на основание и нижние слои с существенным коэффициентом износостойкости. Они имеют устойчивую форму, в том числе при воздействии высоких и низких температур. У цементобетонных дорог высокий коэффициент сцепления поверхности. Их светлая поверхность облегчает ориентацию в темноте и снижает нагрев в летнее время. Кроме того, цементобетон позволяет сократить потребление электроэнергии на освещение на 30% за счет светоотражающего эффекта.

Важнейшим преимуществом является общая экономическая эффективность — жизненный цикл цементобетонных автодорог в 2,5-3 раза продолжительнее асфальтобетонных. Хотя первоначальная стоимость строительства цементобетонных покрытий в различных условиях на 20-40% дороже асфальтобетонных, расходы на ремонт и эксплуатацию асфальтового покрытия в перспективе жизненного цикла таковы, что возведение и эксплуатация альтернативных цементо-бетонных покрытий обходится значительно дешевле (рисунок 2).

Источник:https://koleso.temaretik.com/1354219532443453999/rossijskie-dorogi-buduschego—vozvraschenie-betonok/

Рис. 2. Стоимость обслуживания дорог различного типа относительно стоимости укладки, %

Цементобетонные покрытия особенно оправдывают себя в условиях высокой интенсивности движения, и/или большой грузонапряженности автомобильных перевозок. Также достигается значительная экономия валютных средств за счет сокращения импорта битума. Основные составляющие цементобетонных дорог – цемент и твердые нерудные строительные материалы (гравий, щебень, пески и камни) производятся практически во всех регионах, что поможет сократить выбросы парниковых газов, связанные с транспортировкой материалов к строительной площадке.

Поэтому в числе приоритетных направлений развития отрасли в стране целесообразен поэтапный перевод вновь строящихся и реконструируемых дорог на цементобетонное покрытие.

При этом следует учитывать, что укладка цементобетона — более сложный технологический процесс по сравнению с асфальто-бетонными работами.

В стране имеется довольно значительный многолетний опыт строительства и эксплуатации участков магистральных дорог с цементобетонными покрытиями в различных регионах, в том числе при участии крупных компаний из Германии, Южной Кореи, Испании, Азербайджана. В Андижанской области предприятия — производители цемента организовали целевой кластер и покрыли цементобетонной смесью 23 километра дорог в 31 отдаленной махалле, взяв на себя их содержание на период до 10 лет.[7] [7]

Данный опыт решено распространить на всю страну, в 2022 году предусмотрено осуществление кластерным способом строительства и ремонта в общей сложности 2,6 тыс. км внутренних дорог с цементобетонным покрытием в Каракалпакстане, областях и Ташкенте. Для поддержки деятельности указанных дорожных кластеров импорт специализированной техники освобожден от таможенных пошлин и утилизационного сбора на срок до конца 2022 года.[8] [8]

Бетон спасает от парниковых газов. Положительный эффект от способности поглощения бетоном в ходе естественного процесса карбонизации парниковых газов, соответствующий требованиям «зеленого» строительства, подтвержден исследованиями Университета Восточной Англии. Ученые смоделировали региональное и глобальное поглощение атмосферного углекислого газа всеми зданиями, сооружениями и покрытиями из бетона между 1930 и 2013 годами, выявив поглощениеими за этот временной период 4,5 гигатонн углерода или, в пересчёте 16 гигатонн углекислого газа, что компенсирует порядка 43% выбросов углекислого газа при их производстве, способствуя уменьшению углеродного следа.[9] [9]

Ученные кафедры гражданского строительства университета Пердью (США) также обнаружили, что добавление в состав бетонной смеси наноразмерного диоксида титана почти удваивает способность бетона связывать углекислый газ.[10] [10]

Готовность промышленности строительных материалов. Минеральное сырье — гравий, щебень, песок, камни, используемые в качестве основных строительных материалов при строительстве цементобетонных дорог, доступны практически во всех регионах страны. В январе-декабре 2021 года производство цемента местными предприятиями увеличилось на 12%, до 14,2 млн. тонн. На конец 2021 года мощности по производству цемента в Узбекистане составили 21 млн. тонн, в 2022 году планируется завершение 5 инвестпроектов общей мощностью 3,8 млн. тонн, что открывает благоприятные возможности для полного покрытия потребностей в данном виде материала, в том числе для строительства и ремонта цементобетонных дорог.

Выводы. Внедрение принципов «зелёного» строительства привлекает внимание мировой общественности, влияет на развитие положительного имиджа страны, содействует повышению её уровня в различных международных индексах, в том числе кредитных рейтингах.

Исходя из вышеизложенного, принимая во внимание явный положительный экологический эффект, можно рекомендовать продолжение использования цемента и материалов на его основе в долгосрочной перспективе, в том числе в автодорожном строительстве.

Позитивными аргументами в пользу расширения строительства цементобетонных автодорог является также возможность более полного использования имеющихся мощностей бетонных заводов, что будет способствовать улучшению социально-экономического развития регионов, а также применения мобильных и компактных быстромонтируемых бетонных заводов, дислокацию которых можно изменять в течение короткого срока и производить качественный бетон на очередной площадке. Дополнительным фактором улучшения экономических показателей проекта, кроме вышеуказанных преимуществ, будет являться снижение непроизводительных транспортных расходов.

Мирхамид ТУРАЕВ, главный научный сотрудник ИПМИ

Александр Цой, старший научный сотрудник ИПМИ

Список литературы.

[1] Зиновьева В.А. «Зеленые» стандарты в планировании, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений. 05.05.2019 https://revolution.allbest.ru/construction/ 01164139_ 0.html

[2] По данным с сайта Министерства транспорта Республики Узбекистан

[3] https://www.gazeta.uz/ru/2022/09/29/transport/