В последние годы в дорожной отрасли России проявляется повышенный интерес к использованию эмульсионно битумных технологий, а с увеличением потребности в них появляются все новые технологии, использующие и развивающие свойства того или иного материала. Одной из самых прогрессивных технологий можно считать устройство слоев износа из литых эмульсионно минеральных смесей

К чему приводит неудовлетворительное транспортно-эксплуатационное состояние покрытий ав­томобильных дорог, хорошо известно. Прежде все­го, это увеличение себестоимости автомобильных перевозок. Экономика государства несет громад­ные потери. Только из-за интенсивного износа до­рог осредненный коэффициент обеспеченности расчетной скорости движения снижается на 15 процентов. И при этом в последние годы из-за систематического недофинансирования уровень содержания дорог в Российской Федерации посто­янно снижается. Хотя необходимо ежегодно тратить на проведение работ по устранению износа только федеральных дорог не менее 13 млрд. рублей. Ведь если вовремя не производится восстановление по­верхностного слоя покрытия, оно оказывается не­защищенным от погодно-климатических факторов. А в условиях использования низкокачественных битумов происходит интенсивное растрескивание, шелушение, образование эрозий и колейности, как следствие агрессивного воздействия колесной нагрузки и старения битума. Все это, а к тому еще и не всегда квалифицированное содержание дорог, приводит к лавинному разрушению дорожных по­крытий в целом. Как показали расчеты, несвоев­ременный ремонт дорог в конечном счете приводит к увеличению общих затрат на их восстановление в 3-4 раза.
Причем даже строительство новых дорог не решает проблему. Фактически, при норма­тивном сроке службы дорожной одежды 13-15 лет в лучшем случае она находится в удовлетворитель­ном состоянии лишь первые 3-5 лет. На сегодняш­ний день, по данным Минтранса России, из 47 ты­сяч км федеральных дорог 30 тысяч км нуждаются в том или ином виде ремонта.

Одной из прогрессивных в настоящее время тех­нологий, позволяющей решить проблемы долговеч­ности покрытия путем защиты верхних слоев конст­рукций дорожных одежд и восстановления их транс-портно-эксплуатационных параметров, является устройство слоев износа из литых эмульсионно-минеральных смесей (ЛЭМС) типа «Сларри - Сил». История их создания началась в 30-е годы прошлого века, когда на одной из дорог Германии было устрое­но покрытие, состоящее из смеси мелкого минераль­ного заполнителя и горячего битума. Это покрытие назвали «Сламмер». Название происходит от жаргон­ного «slammer» - «тюряга» и, видимо, свидетельствует о надежности закрывания дорожной одежды защит­ным слоем. Впоследствии для изготовления такого покрытия стали использовать битумные эмульсии. А для смешивания компонентов смеси применили ста­ционарную смесительную установку, схожую с бето­номешалкой. Эмульсионно-минеральная смесь пред­ставляет собой сметанообразную взвесь несмеши-вающихся друг с другом веществ, которые можно транспортировать в виде единой смеси. Это новая и многообещающая технология содержания дорожного покрытия положила начало разработке целого ряда эмульсионно-минеральных смесей.

Изначально, появление данной технологии было вызвано преимуществами битумных эмульсий перед неэмульгированным битумом, такими как:

- использование в холодном состоянии, благода­ря чему в 2-3 раза по сравнению с «горячими» техно­логиями, замедляется процесс старения битума в цикле приготовления смесей;

- высокое качество эмульсионно-минеральных смесей, полученных методом смешения в мобильной установке на дороге;

- отсутствие необходимости сушить и нагревать каменные материалы;

- высокая однородность смесей и ма­териалов за счет лучшего смешения зерен с более жидким по консистенции битумным вяжущим;

- возможность обработки эмульсиями влажного каменного материала и произ­водство работ при низких температурах, до 5 градусов Цельсия.

Первые такие разработки в России проводились в конце 60-х - середине 70-х годов. Новые материалы получили назва­ние шламовых смесей. Однако отсутствие промышленных технологий приготовления и укладки таких смесей не позволило вес­ти их производство и ограничивалось опытно-конструкторскими работами.

Начало применения литых эмульсион-но-минеральных смесей (ЛЭМС) типа «Сларри Сил» в России можно отнести к середине 90-х годов, когда первые попыт­ки внедрения данной технологии начались в Московской, Воронежской областях, Краснодарском крае, городах Санкт-Петербурге и Сургуте. По разным причи­нам, но в основном из-за отсутствия необ­ходимых для приготовления таких смесей фракций каменного материала, отсутствия квалифицированного научно - техничес­кого сопровождения и несовершенства ла­бораторных комплексов для подбора ре­цептур смесей, технология не находила широкого применения в дорожной отрас­ли, хотя, например, в Сургуте ежегодные стабильные объемы таких работ колеблют­ся в пределах 400-700 тысяч квадратных метров.

Одна из групп эмульсионно-минераль-ных смесей получила название СЛАРРИ-системы. В нее входят два типа смесей - «Сларри Сил» (Slurry Seal) и «Микросюрфэй-синг» (Micro-surfacing). «Сларри» - это смесь определенных долей минерального заполнителя, эмульгированного битума, воды и добавок, регулирующих сроки рас­пада эмульсии, которую распределяют по тщательно подготовленному дорожному покрытию. Группы таких компонентов сме­шивают в соответствии с определенной формулой, разработанной в лаборатории. В состав более передовых и специализи­рованных смесей могут входить полимеры, например, латекс, волокна или другие материалы. «Сларри сил» укладывают слоем, толщина которого равна высоте од­ного камешка самой крупной фракции, входящей в состав минерального запол­нителя. Применение различных фракций минерального материала позволяет по технологии «Сларри Сил», устраивать слои износа толщиной 3,5; 6; 9,5 мм, а при использовании технологии «Микросюр-фейсинг» до 25 мм. Возможно также уст­ройство многослойных конструкций.

Данная технология приготовления и укладки смесей на дороге успешно при­меняется для содержания и ремонта подъездов к жилым массивам, для устрой­ства тонкослойных покрытий на внутри-дворовых территориях, для текущего ремонта городских улиц, основных и вто­ростепенных территориальных дорог, федеральных автомагистралей. Кроме того, такие смеси применяются при уст­ройстве покрытий проезжей части мос­тов, взлетно-посадочных полос и рулеж­ных дорожек в аэропортах, при устрой­стве парковочных площадок супермарке­тов, парковых дорожек в зонах отдыха. Однако свое основное применение эта система нашла в продлении срока служ­бы существующих бетонных и асфальто­бетонных покрытий.

Использование полимермодифициро-ванных эмульсий позволяет не только вос­становить изношенный верхний слой покрытия, но также выполняет изоляцион­ные функции, предохраняя покрытие от тре щинообразования и развития возрастных трещин, защищает верхние слои дорожной одежды от водонасыщения, увеличивает показатели сцепления и ровности. Кроме того, без дополнительных затрат возможно исправление незначительной колейности, продольных и поперечных неровностей.

Деятельность по устройству защитно­го слоя износа из литых эмульсионно-ми-неральных смесей типа «Сларри Сил» рег­ламентируется отраслевой дорожной методикой, утвержденной распоряжени­ем Росавтодора № 377-р от 04.10.2001 г.

Можно отметить следующие достоин­ства ЛЭМС типа «Сларри Сил». Прежде всего, это плотная однородная смесь, на­несенная на покрытие, а не приклеенный каменный материал, как в других видах поверхностной обработки. В ее примене­нии используется холодная технология ук­ладки, не требующая нагрева материалов, что в определенной степени предотвра­щает старение битума. Для работы воз­можно использование влажного матери­ала и увлажнённого покрытия. В ходе ук­ладки можно «лечить» без специальной подготовки волосяные и средние трещи­ны, что недоступно при использовании других технологий. Кроме того, предусмат­ривается и возможность «лечения» разру­шений самой поверхностной обработки и даже устранения колейности покрытия.

Немало положительных свойств связа­но с улучшением свойств используемого битума за счет применения эмульсион­ной технологии. Например, за счет воз­можности работы при более низких температурах, значительно расширен срок строительного сезона. Повышенная адгезия материалов горизонтальной разметки к такому покрытию способству­ет увеличению срока эксплуатации гори­зонтальной разметки.

А кроме всего этого отсутствует «вынос» каменного материала с последующим пе­чальным эффектом разбитых лобовых сте­кол. В ходе нанесения покрытия нет необ­ходимости перестановки бортового кам­ня на участках дорог, проходящих по насе­ленным пунктам, в заездных карманах автобусных остановок, на мостах и т.д. Лег­кое, тонкослойное, плотное, эластичное водонепроницаемое покрытие идеально подходит для нанесения на искусственных сооружениях. Его устройство существенно улучшает ровность покрытия без необхо­димости укладки выравнивающих слоев или фрезерования, как это делается при традиционных технологиях. Сама обработ­ка существенно улучшает шероховатость верхнего слоя дорожной одежды. Немало­важно и то, что благодаря низкой «шумно-сти» покрытия - оно востребовано в насе­ленных пунктах и зонах рекреации.

Для нанесения такого покрытия ис­пользуются только материалы высокого качества-каменный материал-габбро-диабаз, битум - Ухтинский, Ярегского месторождения, натуральный латекс, им­портные эмульгаторы. В сочетании с на­учным инженерно - техническим сопро­вождением работ ведущими зарубежны­ми компаниями это позволяет подрядчи­ку давать повышенный срок гарантийных обязательств. А высокая производитель­ность укладочных комплексов дает воз­можность выполнения значительных объемов работ в кратчайшее время.

Список недостатков покрытия гораздо короче. Главный из них это высокая пря­мая стоимость. Однако, анализ эффектив­ности использования данной технологии ремонта автомобильных дорог по сравне­нию с традиционным применением горя­чих смесей показывает, что трехкратное применение «Сларри Сил» для ремонта покрытия за 15-ти летний срок его службы при обеспеченной прочности конструкции дорожной одежды обойдется в 5 раз дешевле двукратного ремонта верхнего слоя с использованием асфальтобетона.

Зарубежный опыт показывает, что при текущем ремонте одного километра городс­ких улиц (при ширине проезжей части 9м) применение одного слоя смеси «Микросюр-фейсинг» толщиной 10-12мм обходится в 2,2 раза дешевле по сравнению с устрой­ством асфальтобетонного слоя толщиной 2,5см, и в 3,5 раза дешевле при устройстве асфальтобетонного покрытия толщиной 5 см. При этом применение эмульсионно-мине-ральной смеси не требует ни фрезерования, ни перестановки бортового камня.

При строительстве и ремонте автомо­бильных дорог в крупных городах особен­но актуальным становится вопрос о воз­действии той или иной технологии на ок­ружающую среду. Исследования, прове­денные компанией BASF, показывают, что при ремонте одного приведенного кило­метра дороги разрушительное воздей­ствие на озоновый слой Сларри-систем в 4 раза ниже, чем при работе с обычным асфальтобетоном. При этом «Сларри Сил» и «Микросюрфейсинг» в 3,8 раза «чище» по уровню СО2 и в 4 раза по уровню NO2 в расчете на приведенный километр.

Кроме экономических и экологических параметров оценки данной технологии, существует также сравнение с точки зре­ния безопасности дорожного движения. Критерием оценки безопасности участ­ников движения стал коэффициент сцеп­ления. Измерения лаборатории Нацио­нального Аэро-Космического Агентства США (NASA), выполненные на аэродромах с покрытиями «Сларри» и «Микросюрфей-синг» показали, что коэффициент сцеп­ления с покрытием на скорости 30, 60 и 90 км/ч соответственно в 1,12; 1,37; 2,9 раза выше на покрытии типа Сларри, чем на обычном асфальтобетонном покрытии.

Таким образом, кроме преимущества самой по себе эмульсионной технологии, в пользу эмульсионно-минеральных сме­сей выступают экономические, экологи­ческие факторы и факторы безопасности движения. Уже не первый год данными преимуществами успешно пользуются специалисты-дорожники в Воронежской области. Начав с опытно-эксперимен­тального применения данной технологии на территориальных дорогах и в самом городе Воронеже в 1998 году, они расши­рили область её применения, и теперь силами различных подрядных организа­ций на федеральных дорогах Воронежс­кой, Липецкой, Тульской областей по за­казу ФУАД «Черноземье» за последние два года отремонтировано свыше пятисот тысяч квадратных метров покрытия.