Почему на большинстве автомагистралей в США используются цементные дороги, а в России преимущественно асфальтированные? Каковы преимущества и недостатки асфальта и цемента?
Битум представляет собой сложную смесь углеводородов и неметаллических производных, в основном получаемых из тяжелых остатков переработки нефти. Асфальтовое покрытие обладает хорошей эластичностью и гибкостью, что позволяет эффективно поглощать вибрацию транспортных средств и повышает комфорт вождения. Кроме того, асфальтовое покрытие эффективно снижает шум при движении автотранспорта. Однако асфальтированные дороги недолговечны и обычно имеют срок службы от 10 до 15 лет, требуют частого обслуживания. Но период их строительства относительно небольшой, и строительство такой дороги обычно можно завершить и открыть для движения в течение нескольких дней. В случае повреждения асфальтового покрытия ремонт является относительно простым и недорогим и представляет собой просто заполнение поврежденного участка.
Цементное же дорожное покрытие в основном состоит из цемента, гравия и воды. Это неорганический вяжущий материал, состоящий из силиката кальция, алюмината кальция, феррита кальция и других минералов. Все эти компоненты после реакции гидратации образуют твердый гель, который связывает песок, гравий и другие заполнители, образуя твердое дорожное покрытие.
Цементное дорожное покрытие не размягчается при высоких температурах и не растрескивается при низких. Оно подходят к различным экстремальным климатическим условиям, обладает высокой прочностью и несущей способностью. Обычно такие дороги имеют срок службы от 20 до 30 лет и подходят для перевозки по ним тяжелых грузов. Кроме того, цементное покрытие не требует частого обслуживания и в долгосрочной перспективе приносит большие экономические выгоды.
Но есть и недостатки - время строительства цементного дорожного покрытия достаточно длительный, и для полного затвердевания цемента обычно требуется 28 дней. После повреждения дорожного покрытия необходимо заменить весь блок, и процесс ремонта является достаточно трудоемким. Кроме того, из-за более высокой твердости цементного покрытия шум, создаваемый транспортными средствами при движении, выше, а комфорт вождения не так хорош, как по асфальтовому покрытию.
Еще один аспект, который следует учитывать при использовании цементного покрытия на автомагистралях в Соединенных Штатах, заключается в том, что Соединенные Штаты являются одним из крупнейших производителей цемента в мире. Их цементная промышленность имеет долгую историю развития, развитые технологии и относительно низкие производственные затраты.
По статистике, США ежегодно производят около 91 миллиона тонн цемента. Самая первая цементная дорога была построена в 1909 году - Вудворд-авеню в Детройте считается первой в мире цементной дорогой. В 1921 году правительство США приняло Закон о федеральной помощи дорожному строительству, который способствовал дальнейшему строительству цементных дорог по всей стране.
Для сравнения, Россия также является одним из крупнейших в мире производителей цемента, ее годовой объем производства в прошлом году достиг 62,6 миллиона тонн. Но технология строительства асфальтовых дорог более прост и поэтому она стала основным выбором в нашей стране. Асфальтовые дороги продолжают занимать доминирующее положение благодаря своей более простой конструкции и ремонтопригодности. Кроме того, Россия имеет богатые запасы нефти и ее потребление очень велико, а асфальт, как побочный продукт добычи нефти, имеет относительно низкую стоимость, что также делает асфальтированные дороги более популярными в нашей стране. Многие крупные отечественные нефтеперерабатывающие заводы производят асфальт в большом количестве и по стабильным ценам.
Конечно, при выборе дорожного покрытия необходимо также учитывать такой фактор, как климатические условия. Почему бетонные дороги являются лучшим выбором в Соединенных Штатах с их разнообразным климатом? Почему же у нас в России, где разница климата между севером и югом весьма значительна, так хорошо работают асфальтированные дороги?
Как уже говорилось, цементное дорожное покрытие не размягчается при высоких температурах и не трескается при низких, что делает его пригодным для широкого спектра климатических условий в Соединенных Штатах. В Миннесоте и Мичигане на севере Соединенных Штатов зима относительно холодная, со средней температурой часто ниже нуля и сильными снегопадами. Например, средняя зимняя температура в Миннесоте составляет -15°C, а годовое количество снегопадов достигает 101,6 см. В таких климатических условиях особенно важна морозостойкость цементных дорог и отсутствие склонности к растрескиванию из-за циклов замерзания и оттаивания. В Техасе, на юге США, летние температуры часто достигают более 40°C. Цементное дорожное покрытие в условиях высоких температур не деформируется и не выделяет вредных газов, обеспечивая долговечность дорог в течение длительного периода времени.
Россия имеет огромную территорию и значительные климатические различия между севером и югом. Современный асфальт, в отличие от выпускавшегося ранее, содержавшего больше воска, не размягчается при высоких температурах, обладает достаточно большой гибкостью и хорошими водоотталкивающими свойствами, что предотвращает скопление дорожной воды (при условии правильного проектирования геометрии дороги, разумеется).
Кроме того, асфальтовые дороги лучше адаптируются к частому тепловому расширению и сжатию в условиях высокой температуры, к высокой влажности приморских регионов, сохраняя целостность дорожного покрытия.
Разнообразные климатические условия в Соединенных Штатов делают цементные дороги для них лучшим выбором. Однако между севером и югом России существуют значительные климатические различия, и в разных климатических условиях нашей страны лучше работают дороги с асфальтовым покрытием.
