Как вспененный пенополистирол применяется для строительства автомобильных дорог?

Автомобильные дороги – важная часть инфраструктуры населенных пунктов и между ними. Чтобы они прослужили долго даже в суровых метеорологических и геологических условиях, необходимо правильно подобрать технологию их возведения, а также строго ее соблюдать. В России применяется несколько стандартов. Один из них – подход с использованием высокопрочного пенополистирола для дорожного строительства.

Почему дороги разрушаются и как повысить их прочность?

Проезжая часть приходит в негодность по нескольким причинам:

• Основание и покрытие низкого качества

• Ошибки при строительстве

• Деформация от механических и температурных воздействий

Повышенная влажность и отрицательная температура грунта в основании дороги часто становятся причиной ее разрушения. При намокании и промерзании почва расширяется и давит на нижние слои конструкции. Увеличение объема происходит неравномерно. На покрытии образуются трещины, появляются локальные разрушения. Чтобы избежать пучения грунта, в некоторых странах к основанию подводят электрическое отопление. В России такой способ не применяется из-за высоких затрат.



Для снижения влажности грунта и предотвращения его промерзания в основание добавляют дополнительные слои. От выбора материала зависят трудозатраты и итоговая стоимость всего проекта. Он должен быть достаточно прочным, а также обладать гидро- и теплоизоляционными свойствами. К таким материалам относятся плиты пенополистирольные теплоизоляционные повышенной прочности. В дорожном строительстве они применяются уже не один десяток лет.

История использования пенополистирольных плит

Вспененный пенополистирол начал использоваться для защиты фундаментов, трубопроводных систем и оснований дорог от низких температур еще в 1960-х годах. Исследования образцов, взятых из дорожной конструкции через 11 лет после установки, показали высокую стойкость материала. Панели остались практически в таком же состоянии, как при монтаже.

Норвегия

При строительстве набережной вдоль автодороги Осло – Берген в 1972 году норвежские инженеры предложили использовать вспененный пенополистирол. Они взяли листы большой толщины, которые смогли бы выдерживать высокие нагрузки. Работы были проведены в рекордные сроки. Такая технология оказалась оптимальной для климата Норвегии, Швеции, Ирландии. С 70-х годов в этих странах было реализовано несколько сотен дорожных проектов с ее применением.

Япония

Скоростная автомагистраль Ямагата (Тохоку-Одан) была затоплена сильным оползнем. Требовался срочный ремонт с учетом высокого уровня грунтовых вод и слабого грунта. Для восстановления дороги использовался вспененный пенополистирол. Технология позволила снизить скорость строительства, затраты и обеспечить устойчивость конструкции.

США

Для The West Valley TRAX line (линия легкорельсового транспорта в Западной Долине, США) дорожный пенополистирол помог избежать предварительной усадки почвы или дополнительных дорогостоящих методов. По мнению инженера проекта, технология позволила сэкономить финансовые затраты, а время строительства сократилось на 2 года.

Россия

К 300-летию Санкт-Петербурга в 2002-2003 годах реконструировались Сенная площадь и стрелка Васильевского острова. В их основании – высокопрочный вспененный пенополистирол. Ремонт этих объектов больше не требовался.

Трасса E-18, соединяющая Северную Ирландию и Санкт-Петербург через Великобританию, Норвегию, Швецию и Финляндию, также построена на основе этого материала.

Технология особенно популярна в северных странах, а также на территориях со сложными геологическими условиями. Материал имеет низкий % водопоглащения, противостоит минусовым температурам. Кроме того, он обходится дешевле, чем подведение к дороге электрического отопления, а благодаря своему небольшому весу быстро и легко монтируется. Использование материала для дорожного строительства в России закреплено ГОСТ 59171-2020.



Пенополистирольный слой использовался на участках автодороги Чита – Хабаровск, на трассе М-2 «Крым» между Серпуховым и Тулой, а также в условиях вечной мерзлоты на пути от Сургута до Салехарда и т. д. В 2003 году сотрудники «СоюзДорНИИ» обследовали участки Серпухов – Тула и район города Кашира Московской области, в которых применялась эта технология. Под слоем дорожной теплоизоляции грунт не промерз, покрытие осталось целым.

Какие задачи решает вспененный пенополистирол

Испытания материала, а также зарубежный и отечественный опыт доказали целесообразность его использования для дорожного строительства. Плита повышенной прочности решает следующие задачи:

1. Позволяет снизить насыпь.

Грунт в основаниия трассы теряет свою несущую способность при оттаивании. Это приводит к разрушению асфальта. В районах с низкими температурами автодороги строятся на высокой насыпи, чтобы глубокие слои грунта оставались в твердом состоянии.



Обладая теплоизоляционными свойствами, плита предотвращает оттаивание грунта ниже уровня земли. Поэтому снижаются и требования к минимальной высоте насыпи. Например, теплоизоляция дороги Омск – Новосибирск помогла снизить высоту насыпи на 0,9 м.

2. Позволяет уменьшить глубину выемки.

При строительстве дороги в выемке для предотвращения ее промерзания предусматривают толстые морозозащитные слои. Благодаря применению вспененного пенополистирола вместо привычных материалов толщину дорожной одежды можно снизить. Поэтому уменьшается и глубина выемки, а следовательно – объем дорожных работ.



Объем материала на 1 км дороги Омск – Новосибирск составило 840 м3. Этот слой позволил уменьшить количество песка почти на 12 000 м3 на 1 км. Объем земляных работ уменьшился на 25 – 35 тыс. кубометров на 1 км в зависимости от глубины выемки.

3. Помогает уменьшить морозозащитный слой.

Традиционно слой защиты от низких температур обустраивают из песка, гравия или их смеси. Его толщина может достигать 1 м. Это большие затраты самих материалов, а также проблемы с их доставкой до места. Иногда расстояние составляет сотни километров. Вспененный пенополистирол позволяет уменьшить или полностью убрать слой морозозащиты. Например, в условиях центральных регионов России будет достаточно слоя песка около 25-30 см.



4. Позволяет использовать влажные грунты.

Весной после таяния снега или осенью в сезон осадков грунт имеет повышенную влажность, поэтому не подходит для строительства дороги. Теплоизолирующая пенополистирольная плита, используемая строго по технологии, не допускает промерзание земли. А значит грунт не вспучится в сильный мороз и не повредит всю конструкцию.



Плотность и влажность грунтов в условиях сезонного промерзания постоянно меняется. Дорожная одежда опускается и поднимается, а это сказывается на долговечности проезжей части. Увеличить срок службы конструкции и ровность покрытия помогает устранение морозного пучения грунта. А это возможно с использованием теплоизолирующих слоев из вспененного пенополистирола. В большинстве случаев это единственный способ сохранить конструкцию.

Выгоды использования

• Снижение стоимости материала

• Простота доставки и укладки

• Уменьшение объема работ

Все это позволяет значительно снизить общую стоимость проекта. Благодаря небольшому весу доставка материала не составляет труда, так же, как и монтаж теплоизолирующего слоя. Кроме того, длительный срок службы материалов отодвигает необходимость ремонта на несколько лет.

Если у вас остались вопросы о применении вспененного пенополистирола производства завода «ТОРГПЛАСТ» в качестве теплоизолирующего слоя при дорожном строительстве, свяжитесь с нами. Наш инженер подробнее расскажет о технологии и ее преимуществах, а также рассчитает необходимое количество материала на участок дороги.