В 1899 году создатель человека-невидимки и машины времени Герберт Уэллс в научно-фантастическом романе «Когда спящий проснется» описал дорогу будущего — бесконечную платформу, мчащуюся со скоростью поезда. Автомобиль не нужен: встал на нее — и езжай куда нужно! В наше время появились похожие платформы — траволаторы в метро и аэропортах, но современные дороги устроены иначе: они не стали самодвижущимися, зато научились быть пластичными и обрели цифровые двойники.
Дорога «из бумаги»
Современную автодорогу невозможно построить без битума. Этот нефтепродукт, похожий на черную тягучую смолу, связывает компоненты асфальтобетонной смеси и не дает дорожному покрытию разрушаться. Продвинутая модификация битума — полимерно-битумные вяжущие, или ПБВ: сюда для большей прочности и пластичности добавляют специальные полимеры.
В России повышается спрос на битум: за 2010 год его выпустили 4,6 миллиона тонны, а сейчас ежегодно производят почти вдвое больше. Выпуск ПБВ увеличился с 30 тысяч до миллиона тонн. К 2030 году, по прогнозам экспертов, оба показателя вырастут до 8,5 и 1,7 миллиона тонн соответственно.
Рецептов ПБВ множество, но появляются все более совершенные решения. Так, недавно научно-исследовательский центр битумных материалов «Газпром нефти» разработал добавку в виде гранул, обработанных вяжущим, в состав которых входит вторичная целлюлоза — продукт переработки макулатуры. Эксперименты показали, что «бумажная» дорога долговечней обычной — колеи в ней образуются медленнее. Технология прошла апробацию в Новгородской и Волгоградской областях.
— В этом году мы реализовали пилотный проект: разработали рецептуру модифицированного вяжущего с использованием переработанных масел в составе пластификатора, — рассказывают эксперты битумного бизнеса «Газпром нефти». — Технология эффективна, потому что увеличивает объем ресурсов для производства востребованных современных вяжущих, и экологична.
Битум не только добавляют в асфальтобетонную смесь — его свойства позволяют «склеивать» стыки дорожного полотна при укладке, чтобы в них не попала влага. Для этого применяют жидкую стыковочную ленту. Чтобы продлить жизнь новой дороге или отремонтировать старую, полотно покрывают специальным защитно-восстановительным составом. Он глубоко проникает в поры, трещинки и выбоины верхнего слоя дороги и герметизирует их.
Каждой трассе — свой двойник
В начале XIX века инженер Егор Головачев писал: «Для искусного построения шоссейных дорог в каждом климате и в каждой местности следует изучать внимательно не только прочную сопротивляемость камня, песков и грунта, но и свойства их и затем исследовать разрушительные силы, расстраивавшие прочность шоссейной дороги». Этим советом пользуются и современные специалисты. Правда, вручную исследовать каждый сантиметр местности уже не нужно — с этим им помогают передовые технологии.
При создании автодорог на всех стадиях мы применяем цифровые двойники. При проектировании разрабатываются трехмерные модели рельефа и дороги. В соответствии с этими моделями идет строительство, по ним ориентируется техника. Затем мы создаем цифровой паспорт дороги — он используется для мониторинга ее состояния. Цифровые двойники помогают подобрать лучшие технические решения и четко спланировать и провести все работы.
Михаил Поздняков
Руководитель дорожного бизнеса «Газпром нефти»
Раньше ученые и инженеры мечтали об универсальном покрытии, которое можно было бы положить в любой части страны. Теперь главный тренд дорожного строительства — индивидуальный подход к каждой дороге. При создании покрытия учитывают особенности местности: климат, транспортную нагрузку, рельеф, грунт и другие факторы. Свои решения продумывают не только для каждого конкретного участка местности, но и для каждого этапа жизненного цикла полотна! По словам экспертов, тонкие настройки рецептуры битумных добавок и технологии строительства позволят вывести качество и надежность наших дорог на новый уровень.
Оригинал статьи и другие материалы об энергетике читайте на сайте журнала «Энергия+».