Учёные Пермского Политеха предлагают использовать промышленные отходы в строительстве дорог

По данным министерства транспорта России, в 2022 году в рамках национального проекта «Безопасные качественные дороги» отремонтировано 16,8 тысяч километров автодорог. Для обеспечения дальнейшего развития транспортной инфраструктуры также приняты государственные программы «Развитие транспортной системы», «Обеспечение государственной безопасности» и другие инициативы. Для их выполнения требуются большие объёмы дорожно-строительных материалов и разработка технологий, которые обеспечат снижение стоимости возведения автомобильных трас и увеличение скорости их создания. Большое количество регионов РФ испытывают дефицит качественных каменных стройматериалов, что определяет их высокую рыночную цену. Учёные Пермского Политеха нашли способ, как сократить потребление ресурсов при создании и ремонте дорожного полотна, а также повысить их прочностные характеристики. Разработка проведена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Статья с результатами исследования опубликована в журнале «Вестник ПНИПУ. Транспорт. Транспортные сооружения. Экология».

Грунты, являясь природными образованиями, не обладают высокой устойчивостью к внешним нагрузкам, морозостойкостью и водостойкостью. Для успешного их использования в дорожном строительстве необходимо придать им прочность и устойчивость, которые бы не зависели от изменения влажности и температуры. Одним из перспективных направлений снижения стоимости ремонта, по мнению политехников, является использование неорганических и органических вяжущих и стабилизаторов, которые позволяют повысить несущую способность грунта, используемого в нижних слоях дорожной конструкции.

- Использование грунтов в укрепленном состоянии в дорожных одеждах является одним из эффективных методов снижения стоимости строительства автомобильных дорог. С их применением можно достичь снижения стоимости на 15–25%, - прогнозирует Илья Норин, аспирант кафедры «автомобильные дороги и мосты» ПНИПУ.

Учёные считают, что укрепить дороги можно с помощью промышленных отходов, например шлаками металлургического и химического производства, золой от сжигания топлива и других фракций, которые производят различные предприятия на территории Пермского края. Комплексное воздействие на дорожную конструкцию, основанное на химических реакциях, позволяет превратить слабый грунт в строительный материал, способный сформировать слой с высокими прочностными характеристиками. Кроме того, вторичная переработка отходов сделает весь процесс экологичным, так как их не нужно будет утилизировать.

- Территорию Пермского края можно рассматривать, как область эффективного использования технологий укрепления грунта при строительстве автомобильных дорог. Это обусловлено наличием большого количества многотоннажных отходов химических, металлургических и горнодобывающих предприятий, складируемых на шлакоотвалах и шламохранилищах, способных обеспечить повышение физико-механических характеристик грунта, - предполагает Константин Пугин, доктор технических наук, профессор кафедры «автомобилей и технологических машин» ПНИПУ.

Разработчики провели аналитическое исследование и установили, что для укрепления дорог можно использовать отходы АО «Березниковский содовый завод», АО «Минерально-химическая компания ЕвроХим», АО «СИБУР-Химпром, ПАО «МЕТАФРАКС». Также они испытали новый способ при укреплении суглинков Березниковского района Пермского края. Результаты показали, что данный метод предполагает снижение расхода щебня до 30%, а также возможное сокращение времени на создание слоёв на 20-30%.

Благодаря предложенному способу учёными Пермского Политеха по строительству и ремонту дорог, можно снизить затраты на материалы, например щебня, а также сократить время на возведение дорожного полотна. Кроме того, данное решение позволит выполнить государственные программы по развитию транспортной инфраструктуры и снизить нагрузку на окружающую среду, путём вторичного использования промышленных отходов.

Для справки:
Пермский Политех стал обладателем гранта «Приоритет 2030» в 2021 году. Его размер составил 100 млн. рублей. «Приоритет 2030» является самой масштабной в истории России программой государственной поддержки и развития высших учебных заведений. Ее цель — формирование к 2030 году в России более 100 прогрессивных современных университетов, которые станут центрами научно-технологического и социально-экономического развития страны. Всего комиссия Минобрнауки РФ включила в программу «Приоритет 2030» 106 вузов из 49 городов страны, из них 60 % —региональные университеты.