Автомобильные дороги — основа транспортной инфраструктуры, связывающая города и регионы в единую сеть. Чтобы они сохраняли свою целостность и надежность на протяжении многих лет, особенно в условиях сурового климата и сложных геологических условий, необходимо выбирать правильные технологии строительства и строго соблюдать стандарты. В России применяются различные методики — одной из наиболее эффективных считается использование высокопрочного пенополистирола (ППС).
Почему дороги разрушаются, и как повысить их прочность?
Автомобильные дороги подвержены воздействию множества факторов, которые со временем приводят к их разрушению. Основные причины износа:
- применение некачественных материалов при создании основания и покрытия дороги;
- ошибки, допущенные на этапах проектирования и строительства, которые привели к дефектам конструкции;
- деформации, вызванные механическими воздействиями и изменениями температурного режима.
Разрушение дорог часто связано с повышенной влажностью грунта, особенно в сочетании с низкими температурами. Когда почва в основании дорожного полотна намокает и промерзает, она расширяется и начинает давить на нижние слои. Происходит это неравномерно, приводя к появлению трещин и локальным разрушениям. В некоторых странах для борьбы с пучением грунта используют системы электрического отопления, устанавливаемые под дорожным полотном. Однако в России такой метод не применяется из-за его высокой стоимости.
Чтобы снизить влажность грунта и не дать ему промерзнуть, в основание дороги укладывают дополнительные изоляционные слои. Выбор материала для них напрямую влияет на трудозатраты и общую стоимость проекта. Он должен быть прочным, с хорошими гидро- и теплоизоляционными свойствами. Один из таких — ППС высокой прочности. Он уже много лет успешно применяется в дорожном строительстве.
История использования пенополистирольных плит
Вспененный ППС активно применяется в строительстве с 1960-х годов. Тогда его начали использовать для защиты фундаментов зданий, трубопроводов, дорожных оснований от воздействия низких температур. Со временем его популярность только возросла благодаря многочисленным преимуществам. Исследования образцов, взятых спустя 11 лет после их укладки, показали, что пенополистирольные панели сохранились в неизменном состоянии.
Норвегия
В 1972 году норвежские инженеры предложили использовать вспененный ППС при строительстве набережной вдоль автодороги Осло — Берген. Были выбраны листы материала значительной толщины, которые могли выдерживать большие нагрузки и противостоять сложным климатическим условиям. Работы завершились в рекордные сроки. Технология показала себя эффективной для климатических условий Норвегии, Швеции, Ирландии.
Япония
После сильного оползня скоростной автомагистрали Ямагата (Тохоку-Одан) из-за затопления потребовался срочный ремонт. Учитывая высокий уровень грунтовых вод и слабую структуру грунта, для восстановления дороги был выбран вспененный пенополистирол. Это существенно:
- сократило время на строительство;
- снизило затраты;
- сохранило устойчивость дорожной конструкции.
США
При строительстве линии легкорельсового транспорта The West Valley TRAX американцы использовали вспененный пенополистирол. Это позволило избежать необходимости предварительной усадки почвы и применения дорогостоящих стабилизирующих методов. По словам инженеров проекта, эта технология помогла значительно сократить финансовые расходы и закончить строительство на два года раньше.
Россия
В рамках подготовки к 300-летию Санкт-Петербурга в 2002–2003 годах проводились работы по реконструкции Сенной площади и стрелки Васильевского острова. Для укрепления фундамента был применен высокопрочный вспененный ППС, который исключил необходимость последующих ремонтов.
Трасса E-18, соединяющая Северную Ирландию и северную столицу России через Великобританию, Норвегию, Швецию и Финляндию, также была построена с применением этого материала. Пенополистирол востребован в северных странах и на территориях со сложными геологическими условиями за счет своих уникальных свойств:
- низкого уровня водопоглощения;
- хорошей устойчивости к отрицательным температурам;
- более приемлемой стоимости, чем у подведения электрического отопления;
- легкости и простоты монтажа, которые существенно сокращают сроки строительства и снижают трудозатраты.
В России применение пенополистирола в дорожном строительстве регламентировано ГОСТ 59171-2020. Материал активно используется на многих ключевых транспортных артериях России. Среди них:
- автодорога Чита — Хабаровск;
- трасса М-2 «Крым» между Серпуховым и Тулой;
- маршрут от Сургута до Салехарда, проходящий через зоны вечной мерзлоты.
В 2003 году специалисты «СоюзДорНИИ» провели обследование участков дорог Серпухов — Тула и района города Каширы в Московской области, где использовалась технология. Исследования показали, что под слоем теплоизоляции грунт не промерзал.
Какие задачи решает вспененный пенополистирол
Как в России, так и за рубежом многочисленные испытания и накопленный опыт подтверждают эффективность материала в строительстве дорог. Пенополистирольные плиты высокой прочности решают несколько задач.
Снижение высоты насыпи
Во время оттепели грунт в основании трассы оттаивает, одновременно теряя несущую способность. Это приводит к разрушению дорожного покрытия. В регионах, где зимние температуры низкие, дороги традиционно строятся на высоких насыпях, чтобы нижние слои оставались замороженными и сохраняли свою стабильность.
Применение ППС предотвращает оттаивание грунта. Минимальная высота насыпи снижается, объем земляных работ сокращается, уменьшаются затраты на строительство. Так, на трассе Омск — Новосибирск пенополистирольная теплоизоляция помогла снизить высоту насыпи на 0,9 метра, что привело к значительной экономии ресурсов.
Уменьшение глубины выемки
При строительстве дороги в выемке традиционно применяются толстые морозозащитные слои. Они служат для предотвращения промерзания грунта. Использование вспененного пенополистирола позволяет существенно уменьшить толщину дорожной «одежды» и, соответственно, снизить глубину выемки. Это сокращает объем земляных работ, снижает трудозатраты, что особенно важно при строительстве в условиях ограниченного времени и ресурсов. Например, на одном километре дороги Омск—Новосибирск применение ППС позволило сократить объем земляных работ на 25–35 тысяч кубометров на 1 км.
Снижение толщины морозозащитного слоя
Морозозащитные слои, как правило, состоят из песка, гравия или их смеси. Толщина такой «подушки» может достигать одного метра. Закупка большого объема материалов и их транспортировка на объект требуют значительных затрат, особенно если расстояние до места строительства велико. Пенополистирол позволяет уменьшить или полностью убрать морозозащитный слой. Это снижает затраты на строительство, ускоряет выполнение работ. Так, в центральных регионах России достаточно слоя песка толщиной 25–30 см в сочетании с ППС, чтобы обустроить прочное дорожное полотно.
Использование на влажных грунтах
Весной и осенью земля, как правило, пресыщена осадками, из-за чего строительство дорог становится невозможным. Пенополистирольная плита, правильно уложенная в основание, предотвращает промерзание грунта. Это, в свою очередь, препятствует его вспучиванию, защищая дорожную конструкцию от разрушений.
Плотность и влажность грунта в условиях сезонного промерзания изменяются. Это приводит к подъему и опусканию дорожного покрытия, негативно сказываясь на его долговечности. Использование теплоизолирующих слоев из ППС устраняет эти проблемы.
Выгоды использования пенополистирола
- Снижение общих затрат на строительство.
- Простая транспортировка, легкий монтаж.
- Снижение объем земляных, строительных работ, как следствие — экономия трудозатрат и финансов.
Все перечисленное делает пенополистирол востребованным в дорожном строительстве. Его долговечность позволяет надолго забыть о ремонте.
Возникли вопросы? Свяжитесь с представителями компании «Пенопластик-опт». Специалисты расскажут о технологии и ее преимуществах, помогут рассчитать необходимое количество материала для проекта.
