В каком городе появилась первая асфальтированная дорога?

Асфальт был первым нефтепродуктом, с которым познакомился человек. Природный асфальт - один из видов природного битума - представляет собой вязкое смолистое вещество, образующееся из тяжелых фракций нефти в результате длительного выветривания. Встречается в виде пластовых жильных залежей, а также озер в местах естественного выхода нефти на поверхность земли. Это твердая легкоплавкая масса черного цвета, содержащая 25–40% масел и 60–75% смолисто-асфальтеновых веществ. Cлово «асфальт» (от греческого «асфалес» – прочный, крепкий, надежный) известно со времен Геродота, который описал в своей «Истории» месопотамские и персидские асфальтовые месторождения.
Применение природному асфальту люди нашли еще на заре цивилизации - в Древнем Египте 5000 лет назад пол и стены в амбарах для хранения зерна покрывали асфальтом. В Вавилоне его использовали как связующее вещество при кладке каменных стен - в Библии говорится, что при постройке Вавилонской башни использовалась «земляная смола», как в древности называли асфальт. Те же вавилоняне при устройстве знаменитых висячих садов Семирамиды для гидроизоляции использовали слой асфальта, смешанного с тростником. За 400–500 лет до нашей эры в Мидии стены крепостей, как свидетельствует древнегреческий историк Ксенофонт, строились из кирпичей, скрепляемых природным битумом. Точно так же, на битуме, возводились первые участки Великой китайской стены.
Что же касается более привычного для нас дорожного применения асфальта, то природный асфальт использовался при постройке дорог в Америке, за полтысячи с лишним лет до того, как до такого применения асфальта додумались в Европе и США. Когда в 1532 году отряд испанских конкистадоров под предводительством Франсиско Писарро вступил на территорию империи инков, они в числе прочего изумлялись там великолепным дорогам, покрытым асфальтом.
Но великие цивилизации прошлого погибли, и асфальт как строительный материал был забыт на века и тысячелетия. Вплоть до начала XIX столетия улицы всех городов мира в лучшем случае мостились камнями, и только затем в крупных городах началась новая эра - эра асфальта. В 1832 - 1835 гг. в Париже были выполнены первые работы по мощению городских улиц и тротуаров асфальтом. Далее, в 1835–1840-м, пришла очередь Лондона, Вены, Лиона, Филадельфии и некоторых других городов.
В Российской империи первый опыт использования асфальта был предпринят в 1839 году, когда в Санкт-Петербурге им были покрыты почти 100 метров тротуара полутораметровой ширины около Тучкова моста. В несколько больших масштабах асфальт применили в 1865-м, когда были заасфальтированы террасы Зимнего дворца. Но уже в следующем году асфальт стали довольно широко использовать на обычных питерских улицах, площадях и во дворах, а к 1880 году им были прокрыты многие улицы в Кронштадте, Москве, Риге, Харькове, Киеве и Одессе. Правда, первый асфальтовый завод был построен в России только в 1873 году в нескольких верстах от Сызрани, а до этого асфальт закупали за границей.
С середины XIX века во Франции, США, Швейцарии и других странах дорожное покрытие начинают делать из битумно-минеральных смесей. В США литой асфальт, приготовленный с использованием нефтяных битумов, впервые применили в 1876 году. Затем, в 1892-м, индустриальным методом была построена первая дорожная конструкция шириной 3 метра, а еще через 12 лет с помощью гудронатора со свободным истечением горячего битума построили 29 км дороги.
Для бурно развивавшейся дорожной сети были необходимы новые типы дорожных покрытий, и асфальт оказался самым подходящим материалом. Его можно уложить практически идеально ровно, он очень малошумное покрытие, но при этом ему свойственна необходимая шероховатость. Современные дороги покрыты асфальтом, изготовленным на базе нефтяных битумов, получаемых в результате окисления воздухом тяжелых остатков перегонки нефти при температуре 239-340 °С. Этот процесс был разработан в 1896 г., а внедрен в производство в 1914 г.

Давайте вместе изучим технологию производства асфальта, особенности его укладки и в чем конкретно выигрывает город от появления именно этого завода.

2. Площадка для предприятия была заложена в конце прошлого года, а уже в июне в работу были запущены две установки, каждая из которых может выдавать 240 тонн асфальтобетонной смеси в час (3 тонны за 40 секунд). Этой производительности достаточно, чтобы укатывать до 30 тысяч квадратных метров дорожного полотна в сутки. Собственный асфальтовый завод выгоднее, чем обращаться к подрядчикам, во-первых это всегда высокое качество продукции, во-вторых возможность повторной переработки готовой смеси в случае если условия не позволили уложить ее по технологии (например, смесь остыла в пути т.к. машина попала в пробку).

3. В состав асфальтобетонной смеси входит 5 основных компонентов. Это щебень (слева), отсев (по сути пыль от щебня, по центру), песок (справа), минеральный порошок и битум. Процентное соотношение сырья может меняться в зависимости от того, где будет укатываться асфальт. Если это тротуар (зона с минимальной удельной нагрузкой), то в составе смеси максимальное количество песка, а щебень не используется. Если речь идет про автомобильные дороги (высокая нагрузка), то большую часть асфальтобетонной смеси составлят щебень (фракция определяется в зависимости от типа и класса автомобильной дороги).

4. Помимо обычного гранитного щебня используется высокопрочная порода вулканического происхождения - габбро диабаз. Всего в мире есть три месторождения - в Австралии, Украине и России. На асфальтобетонный завод сырье везут из Карелии.

5. Минеральные добавки нужна для того, чтобы придать определенные свойства для готовой смеси. Например, пластичность и стойкость к перепадам температур. Именно это отличает технологию современного производства асфальта от того, как его изготавливали раньше.

6. Битум - основной связующий компонент. Поступает на завод в цистернах-термосах в нагретом виде и перекачивается в накопительные емкости, где постоянно подогревается. Здесь стоит отметить факт связанный уже с непосредственно укладкой асфальта на дороги. Наверняка многие замечали, что на свежеуложенный асфальт наносят разметку не сразу, а через 2-3 недели. Это не лень дорожных рабочих, а соблюдение технологии. После укладки необходимо чтобы с верхего слоя испарилась битумная пленка иначе краска используемая для разметки во-первых окрасится, во-вторых у свежеуложенного асфальта хуже адгезия.

7. Завод работает круглосуточно, следовательно и сырье привозят непрерывно. На въезде специальные грузовые весы, которые взвешивают грузовой автомобиль сначала при въезде, а затем при выезде.

8. Для работы завода необходимо электричество, дизельное топливо и газ. Завод был построен и запущен в рекордные сроки, но в Москве официальное подключение к городским сетям в среднем занимает один год, поэтому в настоящий момент завод работает полностью в автономном режиме. После официального подключения дизельные генераторы просто перевезут на новые строящиеся площадки, поэтому такой вариант фактически не удорожает стоимость готовой продукции.

9. Щебень, песок и отсев загружают в приемные бункеры фронтальным погрузчиком. Внизу каждого бункера есть заслонка, которой определяется расход каждого из исходных компонентов.

11. В барабане смесь высушивается дизельной печью.

12. И подается на самый верх установки - в грохот, где происходит разделение смеси по гранулометрическому составу.

13. Это необходимо для того, чтобы с высокой точностью дозировать состав готовой продукции.

14. Из подогреваемых танков-термосов к сухой смеси добавляется битум.

15. И минеральные добавки (хранятся в синих емкостях). Еще один важный момент. На фото видна вытяжная труба (синего цвета) и даже визуально видно, что выбрасываемый воздух чист. Для сравнения можно посмотреть на пыль из вентиляционной трубы какого-то другого завода, расположенного на заднем плане. Экологические нормы регламентируют замер выбросов на расстоянии 500 метров от трубы, но данный завод укладывается в эти нормы даже если выполнить замеры непосредственно на территории завода.

16. После перемешивания всех ингридиентов готовый асфальт поступает в бункеры.

17. Откуда его отгружают в самосвалы. Несмотря на высокие борта в каждую машину загружают не более 20 тонн готового асфальта. Температура асфальта на отгрузке - 160°C, на объект он должен поступить с температурой не ниже 130 градусов и укатываться при температуре не ниже 110 градусов. В зависимости от уличной температуры это позволяет выполнять дорожный ремонт на расстоянии до 80 километров от производства.

18. Диспетчерская - центр управления всей установки. Оператор наглядно видит весь процесс, а также вручную управляет заслонкой на отгрузке готовой продукции. На левом экране работа весов и бункеров. Справа - рабочий процесс в сушильной камере, грохоте и смесительной установке. Всего на заводе работает 80 человек, а для управления производственным процессом достаточно 10.

19. После этого машины с горячим асфальтом также взвешиваются на весах и отправляются на объект. Еще один актуальный вопрос - можно ли укатывать асфальт в дождь? Технология не допускает укладку асфальта в дождь, но т.к. на погоду повлиять невозможно, то обычно решение принимается по месту. Перед укладкой нового слоя асфальта основание проливается битумной эмульсией и если дождь не сильный, без образования луж, то вполне допустимо укатывать асфальт на мокрое основание. Как мы помним, у асфальта температура укладки выше 110 градусов и вся возможная влага с основания моментально испарится при укладке.

20. На площадке сейчас расположено две действующих установки, которые работают независимо друг от друга. Также планируется строительство еще одной установки (отдельные детали для нее можно увидеть в левом верхнем углу). В правой части видны административные модульные здания. Там же расположена заводская лаборатория, которая контролирует качество сырья и готовой продукции. Пока это временные сооружения, которые постепенно будут заменены на капитальные.

21. У ГБУ «Автомобильные дороги» также имеется высокотехнологичная мобильная лаборатория. Она включает в себя пространственный лазерный дальномер, шесть фотокамер и георадар.

22. Накрышная установка Riegl VMX-450 дополняется и переносной стационарной станцией Riegl VZ-1000. Эти устройства позволяют строить трехмерную картину окружающего мира. Это позволяет измерить геометрические размеры объектов в определенном радиусе от установки и автоматически высчитать объем и площадь материалов или уложенного покрытия. Также это позволяет фиксировать дефекты дорожного покрытия, бордюрного камня и металлических ограждений. Георадар позволяет определять границы разделения сред и расположение коммуникаций. Наиболее эффективная для работы скорость перемещения - 40-50 км/ч.

23. Заводская лаборатория в которой проводят контроль качества сырья и испытывают готовую продукцию. На фото машина ДТС-06-05, которая предназначена для испытания образцов асфальтобетонных материалов на сжатие и определения предела прочности при расколе.

24. Испытуемые образцы плавят в печи, растягивают, просеивают, взвешивают, определяют водонасыщение и тд.

25. У любой автомобильной дороги есть гарантийный срок службы. Для дорог с повышенной нагрузкой (например МКАД, ТТК, Садовое кольцо и вылетные магистрали) это 3 года гарантии на асфальтовое покрытие. Для дорог с меньшей интенсивностью движения и тротуаров этот срок может быть увеличен до 5 лет. Если вы видите, что асфальт меняют ежегодно, то это именно тот случай, когда дорогу выполнил подрядчик с нарушениями и теперь переделывает за свой счет. Поэтому это еще один плюс к тому, что этот асфальтовый завод принадлежит городу - нет смысла выпускать некачествую продукцию, т.к. потом придётся переделывать.

Что в итоге? Город и его жители только в плюсе от нового асфальтобетонного завода. Дороги в городе и сейчас поддерживаются в хорошем состоянии, но будет еще лучше.

Можно ли класть асфальт в лужи, грязь или просто на снег? Инфографика

Многие не раз наблюдали процесс укладки асфальта зимой или поздней осенью. Но вряд ли кто-то старался вникнуть в технические особенности этого процесса. Оказывается, ремонтировать дороги в это время года можно, но при определённых обстоятельствах.

Согласно действующим советским СНИПам, асфальт нельзя укладывать при температуре ниже +15, но сейчас появились новые материалы и технологии, которые позволяют выполнять работы даже при минусовых температурах. Но никак не ниже -10 ºС.

Что нужно сделать, чтобы положить асфальт зимой?

Чтобы выполнить ремонт дороги зимой, необходимо подготовить территорию: убрать снег, лёд и обработать место специальными реагентами.

Дождь и снег снижают температуру смеси, поэтому в сырую погоду не рекомендуется выполнять укладку толстых слоёв асфальта. Укладывать дорожное покрытие при слабых осадках можно только по всей ширине дороги, а не частями в разные дни. В ливень и метель укладка полотна невозможна.

Как укладывают асфальт?

Укладка асфальта состоит из следующих этапов: очищенное место для новой трассы покрывают щебнем. Затем заливают эмульсию, которая должна обеспечить фиксацию асфальта. Сверху накладывается ещё один слой битума и сухого щебня, поверхность выравнивается катком.

Почему на дороге появляются ямы и трещины?

При укладке асфальта дорожные службы часто экономят. В первую очередь, на эмульсии, задача которой — удерживать щебень. В итоге асфальт кладётся на сухую поверхность, поэтому быстро начинает разъезжаться, образуя трещины.

Второе, на чём пытаются сэкономить — щебень. Вместо него под асфальт могут положить колотый кирпич, который по прочности несравним с гравием. В итоге асфальт проваливается, образуя ямы. Согласно нормативам, для «лёгкой» дороги достаточно одного слоя средней фракции (20-40 мм). Если же это магистраль, то рекомендуется укладывать щебень в несколько слоёв: первый слой из крупной фракции (40-70 мм), за ним — из средней, последний — из мелкой (5-20 мм). Главное — укатывать каждый слой катком.

Экономят дорожники и на самом покрытии — асфальте. Он, как и битумная эмульсия, изготавливается из нефти. Но не каждый сорт этого сырья подходит для качественной укладки дорог. Как правило, строители не проверяют качество нефти, отсюда — непрочность покрытия. Толщина асфальта зависит от предполагаемой эксплуатации дороги. Минимальная толщина составляет 4-5 см (для дворовых территорий и т. п.). При высокой интенсивности дорожного движения асфальт опять же кладут слоями, используя разную зернистость. Первым слоем кладётся крупнозернистый асфальтобетон, наверх — мелкозернистый. Для большей надёжности кладут третий поверхностный слой. Перед нанесением каждого следующего слоя предыдущий поливают битумом.

Ну и основная причина плохих дорог — халатность. Трещины часто появляются из-за воды, которая проникает под покрытие и замерзает во время холодов, тем самым расширяя дыры в дорожном полотне. Строители могут пренебречь техническими требованиями и положить асфальт на снег. В этих действиях кроется не только халатность, но и возможность получения очередного заказа. В лужу положишь — через пару месяцев всё переделывать, вот и готов новый заказ, а списать всё можно на суровый климат.

Когда следует применять холодную и горячую укладку асфальта?

Существует холодный и горячий способ укладки асфальта.

Холодной укладкой чаще всего пользуются при ремонте дороги. Главное в этом процессе — хорошо утрамбовать покрытие. Преимуществом использования холодного асфальта является всесезонность его применения.

Работы по ремонту дороги можно не прекращать даже в зимний период.

Есть несколько видов холодного асфальта:

Летний холодный асфальт. Температура окружающей среды при укладке от +15 до +30 °С.

Межсезонный холодный асфальт. Температура окружающей среды при укладке от -5 до +15 °С.

Но такой способ не подходит при строительстве новой дороги или капитальном ремонте старой. В таком случае прибегают к горячей укладке. Асфальт должен укладываться непременно в горячем виде. Впрочем, осенью и ранней весной добиться качественного ремонта дорог с помощью горячей укладки сложно.

Вместо неё применяют технологию литого асфальта. Литой асфальт — это смесь песка, гравия и молотого известняка с битумом. Литой асфальт не обязательно укатывать катками, его консистенция такова, что он ложится плотным литым слоем, не нуждаясь в дополнительном уплотнении. Литой асфальт отличается водостойкостью, поэтому его можно укладывать даже во время дождя. Температура литого асфальта во время укладки может варьироваться в пределах 200-250 градусов. Технология позволяет класть асфальт при -10 °С. Максимальная толщина литого асфальта не должна превышать 25-30 мм. Литой, как и другие виды асфальта, можно использовать не только в дорожном строительстве, но и в таких видах работ, как устройство кровли, покрытие мостов, отделка помещений.

Дорогам отмерено служить три года

С 2011 года в силу вступили новые правила, согласно которым, ремонт дорог должен проводиться не раз в семь лет, как это было раньше, а раз в три года. По мнению чиновников, из-за климатических условий дорога в России служит не более трёх лет.

В том же году столичные коммунальщики начали вести историю дорог. В документах прописывается, когда ремонтировался тот или иной километр магистрали. При обнаружении брака исправлять ошибки за свой счёт должны подрядчики, проводившие работы.

Сравнительная стоимость дорог в России и за рубежом

Некоторые дорожные работы в России по цене в разы превышают стоимость дорог за рубежом. Первое в этом списке — земля, которую нужно выкупить у собственников. В России она обычно включается в стоимость проекта, а в Европе — нет. При этом затраты на отвод земли в России составляют 6-7 % от стоимости проекта, в Московской области — 30 %, а в Москве — до 70 %. Многие заблаговременно скупают прилегающую к будущей трассе землю и затем втридорога продают государству.

Следующее по дороговизне — стоимость проектирования. В России фактически отсутствуют типовые проекты дорог, поэтому каждую новую дорогу приходится проектировать заново. Затем проект отправляется на госэкспертизу, пройти которую с первого раза почти невозможно. Повторная же экспертиза стоит до 70 % от первоначальной — и это без учёта стоимости доработки проекта.

И третье — доставка материалов. Качественный песок и щебень часто приходится возить за десятки, а то и сотни километров. Простой пример: при строительстве некоторых тоннелей в олимпийском Сочи использовалась отделка, произведённая в Красноярске. С доставкой за пять тысяч километров.

В итоге неудивительно, что строительство дороги Адлер - Красная Поляна обошлось в 285 млрд рублей - дороже зарубежных аналогов в 1,9 раза. В Европе стоимость прокладки одного километра туннеля в горном массиве составляет около $70 млн.

Единственное, из-за чего дорога в России может быть дешевле европейской — это более тонкая дорожная одежда, рассчитанная на меньший срок службы. В Германии толщина верхнего слоя асфальта должна быть 22 см. В России — 8 см. Всё это сказывается на сроке эксплуатации. Кроме этого, если качество используемого асфальта проверить можно, то количество песка и щебня — нет. Поэтому дорожники пользуются этим: хочешь, положи меньше материала, хочешь — укажи в документах дальность доставки необходимого песка 200 км, а привези обычный, из ближайшего карьера.

О хороших дорогах россиянам остаётся лишь мечтать или же строить их по контрактам жизненного цикла, чтобы подрядчик сам обслуживал построенную дорогу и в случае плохой укладки платил штрафы.

У асфальта глубокие исторические корни, он уже был известен древним египтянам и финикийцам. Но, в отличие от нашего времени, асфальт предназначался совсем для других целей, чем покрытие древних дорог. Если разобраться, из чего состоит асфальт природного происхождения, то горный естественный асфальт содержит до 75% битумов. Само название асфальтов обязано греческому слову «ἄσφαλτος», что можно перевести как «горная смола».

Египтяне с помощью асфальта составляли бальзамирующие составы для сохранения мумий фараонов. Авиценна рекомендовал асфальт для лечения болезней по аналогии с мумие. Практичные финикийцы и индейцы пропитывали асфальтовыми составами свои морские корабли и каноэ. Мало кто знает, что до 20-го века Мертвое море называлось Асфальтовым морем, поскольку глыбы этого природного материала всплывают на поверхность.

История применения асфальтобитумных составов

По происхождению асфальтовые составы или смеси подразделяют следующим образом:

1. Природные асфальты, которые образуются из тяжелых фракций нефти и их остатков после испарения более легких составляющих компонентов;
2. Искусственные асфальты (так называемые асфальтобетонные смеси) – строительные материалы, производимые из смесей битума и других веществ.

Однозначно в состав асфальта должны входить битум как вяжущее вещество и минеральные заполнители. Но если в естественные асфальты битум входит в количестве до 75%, то искусственные асфальтобетонные смеси содержат битума в пределах 4-10%. Именно битуму обязаны своей уникальностью асфальтовые смеси.

Интересно, что до глиняной посуды человек времен неолита пользовался для приготовления пищи битумной посудой. Вяжущие свойства битума древние охотники и рыболовы использовали при креплении наконечников копий и для водонепроницаемой обработки своих лодок. Как уже говорилось, битум в составе асфальтов использовался древними врачевателями.

Первая половина 19-го века знаменательна появлением битумно-минеральных смесей в качестве покрытия булыжных мостовых ряда крупных городов Франции, Голландии, Швейцарии, а немного позже – в США. Согласно хроникам тех лет, первое покрытие из асфальта уложили в 30-х годах 19 века на тротуары в Париже. Примерно в те же годы заасфальтировали тротуар моста Моран через Рону в Лионе.

Более точно датированы работы по асфальтированию в России:

• 1839 год – асфальтирование в Санкт-Петербурге, протяженность покрытия тротуара составила 45,5 погонных метров;
• Тогда же – часть Тучкова моста протяженностью 8,5 метров;
• Москва чуть отстала от северной столицы, покрытие уложили в 70-х годах на улице Тверской, но это уже было новое, асфальтобетонное покрытие.

Используемый в асфальтовых смесях для дорожного покрытия битум придал упругость дорожному полотну, а его способность растекаться позволила равномерно распределиться готовой смеси, покрыв имеющиеся неровности дороги. Ровный слой дорожного покрытия сразу обратил на себя внимание, резко снизив шумовые эффекты от проезжающего транспорта. Напомним, что в середине 19-го века не было и в помине автотранспорта, а колеса гужевого транспорта не оснащались надувными шинами.

Кроме применения в качестве дорожного материала, битум используется в ряде других сфер производства:

• Устройство гидроизоляции в зданиях, сооружениях, дорожных покрытиях;
• С помощью битума выполняется гидроизоляция прокладываемых трубопроводных систем;
• Битум входит в состав кровельных материалов;
• Битум необходим при изготовлении заливочных мастик для аккумуляторов;
• Кабельная и лакокрасочная промышленности не обойдутся без битума.

Разновидности асфальтобетонных смесей

Основанием для классификации всего множества асфальтобетонов служит не сам базовый перечень компонентов, входящих в текстуру конкретной смеси, а долевое соотношение компонентов, то есть состав асфальта в процентах плюс значения отдельных определяющих характеристик вошедших компонентов. По процентному содержанию основных составляющих асфальты разделяют на три основных вида:

• Марка 1, область использования которой ограниченна строительством автодорог и городским благоустройством. Эти материалы не рекомендуются для роли верхнего покрывающего слоя дорожных полотен. Их применяют в качестве выравнивающей подложки для укладки превосходящих по плотности материалов;
• Марка 2, которая представляет собой пресловутый «среднестатистический» асфальтобетон для широкой области применения, начиная от строительства новых дорог, заканчивая текущим ремонтом и благоустройством территорий;
• Марка 3, в составе которой нет щебня. Его замещают минеральные порошки и песок высокого качества.

Это важно! Соотношение весовых долей минеральных составляющих и битума определяет прочность асфальтобетонного полотна. Песчаные смеси пригодны лишь для благоустройства территории парка, тогда как высокое содержание битума необходимо для покрытия автобанов.