Удивительно, но факт — еще в СССР ученые нашли экологичное применение старым автошинам: их перемалывали в крошку и добавляли в асфальт! Как пластиковые и резиновые отходы могут улучшить качество дорог и при этом стать «зеленой» заменой более токсичным материалам? Расскажем подробнее об этом, опираясь на опыт советского прошлого и современной России.
Старой резине от машин многие нашли применение в быту: кто-то растит там цветы, кто-то — строит из нее заборы. Но, пожалуй, самый прогрессивный способ не выбрасывать покрышки на свалку — это делать из них дороги. Эксперименты по использованию авторезины в качестве компонента для асфальтобетона начались на западе более 50-ти лет назад. А в 80-е годы советские ученые из Института химической физики им. Н.Н. Семёнова АН СССР (сейчас — ФИЦ ХФ РАН) сделали свое собственное открытие, благодаря которому в стране впервые задумались об использовании старых шин в дорожной отрасли. Как оказалось, резина — ценное сырье, способное передать асфальту свои полезные свойства.
Советскими учеными было доказано, что с добавлением резиновой крошки асфальт становится эластичнее, лучше переносит перепады температур, благодаря чему срок его службы увеличивается минимум на 5-10 лет. При этом расходы на ремонт существенно уменьшаются. Резина дает противоскользящий эффект, что снижает вероятность заносов. Но самое главное, старые шины — экологически безопасны, не выделяют токсичных веществ. Серьезный повод всем нам задуматься: на свалках этот ценный вторичный материал разлагается не менее 100 лет! А сжигать миллионы покрышек ежегодно, а уж тем более закапывать, — поистине варварство по отношению к окружающей среде.
Переработка шин решила бы одновременно две проблемы — экологическую, благодаря чему в разы уменьшилось бы загрязнение атмосферы, и экономическую, в области строительств дорог.
Родом из СССР: как зарождалась вторичная переработка автошин в стране Советов
В Советском Союзе пытались добавлять измельченную резину в асфальт. Так в пособии по строительству автодорог, выпущенном СоюзДорНИИ в 1985-м году «Автомобильные дороги», указано: «Использование в горячих асфальтобетонных смесях дробленой резины повышает долговечность покрытий». К сожалению, тогда до промышленных масштабов дело не дошло — из-за недостаточной сцепки крошки с вяжущим веществом. На тот момент экспериментаторы не учли, что резина не совместима с битумом — вязким органическим соединением. Позднее ученые поняли, что перед его добавлением резину нужно правильно подготовить — измельчить до фракций. Полученный резиновый порошок можно добавлять в битум
Фото: слева изображена дробленая резиновая крошка фракции 0,4–0,63 мм до активации, справа — после нее
Чуть позднее, в 1991-м году в России выпустили новое пособие, в котором отражались рекомендации по использованию резиновой крошки в строительстве. С начала 2000-х годов переработанные шины стали все чаще добавлять в состав асфальтобетонных смесей. Однако возникла другая проблема — появилось много некачественной продукции. Для борьбы с контрафактом в 2013 году ввели ГОСТ Р 55419–2013, в котором установили технические требования к стройматериалам.
На сегодняшний день уже сотни километров отечественных дорог построены из резиновых вторичных ресурсов и их число будет только расти.
Преимущества «резинового» асфальта
Главным преимуществом технологии изготовления асфальта с добавлением резиновой крошки является экологический аспект — снижение выбросов метана и СО2 во время производства смеси. Если к тому прибавить возможность экономить средства на ремонт (на резине гораздо меньше образуются трещины), то привлекательность резинового покрытия становится еще очевиднее. Помимо этих очевидных «плюсов» есть и ряд других:
- Шумоизоляция увеличивается до 50%-70%. Благодаря этому можно строить дороги рядом с жилыми домами.
- Такое покрытие более упругое — уменьшается риск колееобразования в 4 раза.
- Улучшается сцепка с асфальтом, даже в дождь. Как следствие — снижается число аварий на 50%.
- Асфальт устойчив к высоким колебаниям температуры в любом климатическом поясе.
- Уменьшается масса асфальта, так как до 10% объема замещается легкой крошкой.
- Увеличивается срок службы автоколес — меньше стирается протектор шин.
Однако у резинового покрытия есть и минусы. Производители столкнулись с трудностями укладки такого материала в северных регионах, в условиях пониженных температур. В настоящее время в Институте ФИЦ ХФ РАН продолжаются исследования свойств экопокрытий как раз для строительства дорог в регионах с более холодным климатом. Разработку асфальтобетона с помощью переработки изношенных шин осуществляют в рамках национального проекта «Экология», государственной программы «Охрана окружающей среды» и национального проекта «Безопасные качественные дороги» (2019-2030 гг.).
Объемы образования изношенных шин в РФ, тыс. т/год
В этом году материалы на основе переработанных покрышек пойдут на строительство и реконструкцию федеральных автодорог в Тульской, Орловской, Курской и Белгородской областях.
Пластиковые дороги в России — это фантастика?
Многих интересует вопрос: возможно ли, что развитие технологий позволит в будущем укладывать в России полностью пластиковые дороги?
Успешный опыт других стран, таких как Индия, Шотландия, Австралия, показывает, что в перспективе это может стать реальностью. Чего только стоит самая «зеленая» дорога в мире — австралийское шоссе Мордиаллок на юго-востоке Мельбурна, в строительстве которого были задействованы 570 тонн пластиковых отходов. Другой пример — дорога в западном Уэльсе, покрытие которой сделано из... более 100 000 использованных подгузников! Измельченные памперсы смешивают с асфальтом и получают намного более долговечное покрытие, при этом не оставляющее углеродный след. Для сравнения: на свалках подгузники разлагаются до 500 лет...
Сейчас в России эта сфера только зарождается, но пока еще нет такого понятия как «пластиковые дороги», нет ГОСТов, нет методик для их проектирования.
И тем не менее, ученым из Пермского политеха удалось разработать дорожное покрытие с добавлением пластика. Его главное преимущество — в устойчивости к экстремально низким температурам. В асфальтобетонную смесь добавляются отходы пластика высокого давления — это пакеты и упаковки. Такой трассе не страшны не только морозы, но и нагрузка от движения транспорта. И даже зимой на покрытии не образуются трещины. Но самое главное — такая дорога помогает найти экологичное применение отходам и обходится намного дешевле. По словам ученых, цена тонны композита обходится всего в 4,5 — 6 тыс. рублей. Теперь создатели нацелены получить патент и запустить масштабное исследование.
Кроме того, в Ульяновске уже появилась первая дорога из пластиковых отходов! Прочность и надежность покрытия будут тестировать весь год — по данному участку будут ездить машины с грузом. Начали строительство с небольшого участка — 40 метров на одной из городских улиц. В планах — опробовать покрытие и в других районах. Для изготовления в ход пошли отходы полиэтилена, до этого долго лежавшие на ульяновских свалках. Из полимеров делают специальные гранулы и добавляют их в асфальтобетонную смесь. Власти надеяться, что полимеры помогут не только повысить прочность дорог, но и значительно улучшат экологию.
Таким образом, вовлечение вторичных ресурсов в дорожное покрытие — будь то старые покрышки или использованный пластик — поможет не только качественно улучшить состояние дорог по всей стране, но и справиться с неконтролируемым ростом отходов и перейти к экономике замкнутого цикла.
По материалам: dorinfo.ru, lexor.spb.ru, rosavtodor.gov.ru
