Большинство людей в России — городские жители. Так вот сложилось, что тенденция к урбанизации победила. В принципе, так абсолютно везде в развитых странах. И, как городские жители, мы с вами каждый видим многое, что для нас стало давно привычным делом. И одно из таких явлений — асфальт.
Асфальт — это не то, что вы думаете
Когда говорят «асфальт», большинство представляет себе чёрную дорогу под колёсами автомобилей. Но на самом деле асфальт — это природный материал. Это густая смолистая субстанция, состоящая в основном из битума — тяжёлой фракции нефти, которая либо выходит на поверхность сама, либо пропитывает горные породы.
Природный асфальт встречается в виде асфальтовых озёр, где нефть испаряется, а тяжёлые смолы остаются. Самый известный пример — озеро Пич-Лейк на острове Тринидад. Там глубина асфальта достигает 75 метров, и он настолько плотный, что по нему можно ходить — хотя в дождь лучше не рисковать. Такой асфальт использовали ещё в древности: он не требовал переработки, его просто выкапывали и применяли в качестве клея, гидроизоляции или даже лекарства.
Современное дорожное покрытие, которое мы называем «асфальтом», на самом деле — асфальтобетон. То есть смесь щебня, песка, минерального порошка и битума (вот он-то и ближе всего к природному асфальту). Так что да, когда вы ругаетесь на ямы, вы ругаетесь не на асфальт, а на асфальтобетон. Но это уже детали.
Кто «придумал» асфальт?
Никто. Потому что его не изобретали — им пользовались. Ещё шумеры и вавилоняне использовали природный асфальт в качестве клея и гидроизоляции. В Вавилоне им заделывали швы между кирпичами в стенах. В Древнем Египте его использовали для бальзамирования. Археологи находили асфальт даже в захоронениях в Месопотамии — значит, его ценили уже тогда.
А вот с дорогами всё было сложнее. Долгое время их делали из того, что было под рукой: земли, гравия, булыжника. Римляне подняли это на новый уровень — они строили дороги слоями: сначала крупный камень, потом щебень, а сверху — плотно уложенные плиты. Такие дороги служили веками. Но стоили дорого и требовали огромных трудозатрат. После падения Римской империи такие технологии почти исчезли. А сами дороги — до сих пор вполне себе действуют. Умели строить, что не говори.
В XVIII веке во Франции снова начали экспериментировать с покрытиями. Там, в Париже, тротуары укладывали из природного асфальта, добытого в швейцарском месторождении Валь-де-Травер. Пока только тротуары, потому что интенсивное движение на дорогах очень быстро разбивало мягкий асфальт. Но настоящий прорыв произошёл позже — благодаря шотландцу Джону Мак-Адаму.
От Мак-Адама до битума: как дороги стали чёрными
До XIX века большинство дорог представляли собой просто утрамбованную землю или гравий. Джон Мак-Адам предложил простую, но гениальную идею: укладывать дорогу слоями мелкого щебня, который при утрамбовке сцепляется в плотную водонепроницаемую поверхность. Такие дороги называли макадамными — по его фамилии. Они были дешёвыми, прочными и быстро строились. Главный минус — пыль летом и грязь осенью.
Чтобы решить эту проблему, додумались проливать макадам битумом. Сначала использовали природный асфальт, потом — нефтяной битум. Получалось покрытие, которое не пылило, не размывалось дождём и служило дольше. Так появился битумный макадам — прямой предок современного асфальтобетона.
Первая в Европе массовая укладка случилась в Париже в 1830-х годах на Королевском мосту. И понеслось.
В России первая асфальтовая дорога появилась в 1870-х годах в Санкт-Петербурге на набережной Фонтанки. Народ поначалу ворчал — мол, дышать нечем и лошади скользят. Но удобство перевесило. Массово асфальт стали использовать только в советское время — с ростом автомобильного транспорта.
Откуда сегодня берётся дорожный асфальт?
Современный битум — это побочный продукт переработки нефти. Когда из нефти выкачивают всё ценное (бензин, дизельное топливо и прочее), остаётся тяжёлая смола — это и есть основа для асфальтобетона. Её смешивают с заполнителями (щебнем, песком), и получается та самая чёрная масса, которую укладывают под каток.
В России основным производителем битума являются нефтеперерабатывающие заводы, например «Газпром нефти» или «ЛУКОЙЛа».
Из чего сегодня делают асфальт? Рецепт от дорожников
Современный асфальт — это сложный «пирог». Его готовят на специальных заводах, а рецептура зависит от цели.
- Для тротуара возьмут помягче, с большим содержанием песка и битума.
- Для федеральной трассы — только твёрдые горные породы и жёсткий битум, чтобы фуры не продавили.
Основа — всегда щебень разных фракций, от крупной до мелкой, и песок. Всё это замешивают с битумом при температуре под 200 градусов. Получается та самая чёрная зернистая масса, которую вы видите в самосвалах летом.
Кстати, существует и цветной асфальт. В него добавляют пигменты. Им выделяют велодорожки или пешеходные переходы. Встречали такие? Вот это он и есть.
Почему асфальт не вечен?
Потому что он — органика. Битум со временем стареет: под солнцем становится хрупким, под дождём — размывается, а при минусовой температуре — трескается. Добавьте сюда наши суровые зимы. Вода затекает в микротрещины, замерзает, расширяется, делает трещину больше. Потом — ещё больше. И ещё. Ну и вот вам яма.
Вот и получается: уложили дорогу в июне, а к ноябрю уже ямы. Особенно это заметно в регионах с резкими перепадами температур — например, в Сибири или на Урале.
Есть способы продлить срок службы покрытия: добавляют полимеры, используют щебень прочных пород, соблюдают технологию укладки. Но если сэкономить на материале или укладывать в дождь, ничего хорошего не получится. Это не магия, это физика.
А есть ли альтернативы?
Есть. Например, цементобетонные дороги — они служат дольше, но их укладка и ремонт обходятся дороже. Их делают на некоторых федеральных трассах, например на участках трассы М-11 «Нева».
Цементобетонное покрытие — это, по сути, та же бетонная плита, только специально подобранного состава.
Основные компоненты:
портландцемент (я писал о том, как делается цемент), щебень (обычно гранитный или гравийный), песок, вода и иногда добавки для повышения морозостойкости или ускорения схватывания.
Смесь заливают в опалубку, выравнивают, а через несколько дней получают жёсткое, прочное покрытие, которое может прослужить 25–30 лет без капитального ремонта. Минус — цена; швы между плитами, которые со временем начинают «бухтеть» под колёсами; сложность локального ремонта: приходится менять целую плиту, а не просто заделывать яму.
Но в городах почти везде используют асфальтобетон: он проще в укладке, быстрее сохнет и дешевле.
Иногда можно услышать о «экологичном асфальте» из переработанной резины или пластиковых отходов. Пока такие технологии в России используются фрагментарно — например, в рамках пилотных проектов в Москве или Казани. Но это скорее эксперимент, чем массовое решение.
Асфальт не изобрели в один день в каком-нибудь гараже. Он — результат тысячелетнего использования природных материалов и нескольких веков инженерной доработки. От вавилонских стен до макадама с битумом — каждая эпоха вносила свой вклад.
Так что в следующий раз, когда будете ругать дорогу, вспомните: под вашими колёсами не просто чёрная жижа, а история, начавшаяся ещё в Вавилоне.
Уважаемые читатели! Подписывайтесь на мой канал. Каждый день я публикую что-то интересное. А ещё много интересного на моём сайте gvorn.ru - в том числе обзоры и рецензии на книги и кино.