Проблема строительства в Узбекистане высококачественных автомобильных дорог является актуальной, а рациональные пути ее решения на сегодняшний день крайне востребованы. В Постановлении Президента о мерах по реконструкции и строительству национальной автомагистрали предусмотрено задание по расширению сети высококачественных автомобильных дорог страны с привлечением новых перспективных технологий. В этой статье авторский коллектив, состоящий из ученых и практиков, предлагает альтернативное решение вопроса обеспечения качества и долговечности автомобильных дорог.

Автомобильные дороги в Узбекистане в основном строятся c двумя видами покрытий: асфальтобетонное и цементобетонное.
Асфальтобетонное покрытие относится к мягким покрытиям со сроком эксплуатации в среднем 3–4 года. Низкие эксплуатационные свойства и недолговечность асфальтобетона приводит к необходимости ежегодных финансовых затрат на ремонт и обслуживание.
Цементобетонное покрытие по всем показателям многократно превосходит асфальтобетонное, может обеспечить долговечность дорог не менее 30 лет без ремонта, что позволит сохранить финансовые средства затрачиваемых ежегодно на ремонт недолговечных полотен, покрытых асфальтобетоном.
При строительстве дорог с цементобетонным покрытием в настоящее время применяется монолитная технология покрытия дорог. Эта технология предусматривает большой объем земляных работ  – выемка грунта, послойная трамбовка, далее подстилка слоя из щебня, настил пленки, монолитный слой из щебня и покрытие монолитным бетонным покрытием в два слоя – подстилающим и покрывающим. Далее нарезаются температурные швы, заливаемые мастикой и др.
Для выполнения этих работ необходим дорожно­строительный комплекс, состоящий из мобильной бетонно­смесительной установки, бетоноукладчиков для широких и узких полос, автосамосвалов, резчиков швов и др. (всего 18 наименований) со стоимостью (по данным ГАК «Узавтойул») 11,62 млн. долл. США, а также специальные виды цементов М­500 и выше. Производительность по этой технологии составляет всего 15,0 км в год. Организация производства таких сульфатостойких цементов на действующих цементных заводах с имеющимися сырьевыми компонентами затруднена. Также следует отметить, что нет нормативных документов на производство бездобавочных сульфатостойких цементов марки выше 400.
Основными недостатками технологии монолитного покрытия дорог являются:
Наличие большого количества технологических переделов – земляные работы, устройство двухслойного покрытия, нарезка швов и др.;
Зависимость соблюдения технологий от многих факторов: доставка инертных материалов и цемента до производственной площадки, наличие на железнодорожных станциях необходимых складских помещений, соответствие инертных материалов требованиям стандартов, необходимость создания передвижных складов на стройплощадке, где невозможно создать условия для хранения из­за необходимости чистых (бетонных) оснований;
Невозможность обеспечения водой необходимого качества и количества для производства бетонной смеси и дальнейшего увлажнения поверхности дороги в период созревания бетона;
Сложности с обеспечением электроэнергией, большие затраты на ГСМ, обеспечение условиями для жилья большого количества рабочего персонала;
Риски, связанные с возможными хищениями и нарушениями другого характера;
Большая зависимость от климатических условий (по данным ГАК «Узавтойул» – в среднем 150 рабочих дней в год);
Сложности в ремонте в случае «проседания грунта» и замены определенного участка дороги;
Большие финансовые затраты на закупку оборудования, ускоренная его амортизация и валютные затраты на запасные части.

Что предлагается?

Эта технология известна давно. В США впервые ее использовали в 1921 году. Различные экспериментальные проекты были реализованы между 1940 и 1950 годами. Сегодня тысячи километров «вечных» автодорог и покрытий построены из сборного преднапряженного железобетона.
В Бельгии построен первый участок дорог из напряженного железобетона в 1950 году и с 1970 года интенсивно используется в автодорожном строительстве. Причем этим методом строятся не только магистрали, но и дороги регионального и местного значения. Во Франции эту технологию впервые применили в 1947 году, а повсеместно стали внедрять с 1983 года.
США достигли такого прогресса в строительстве дорожных покрытий благодаря развитию эффективной технологии стягивания сборных железобетонных плит стальными канатами. Принципиальная ее особенность состоит в том, что напрягаемые элементы  – стальные канаты – покрываются защитной смазкой, которая обеспечивает им защиту от коррозии и отсутствие сцепления с бетоном. За счет этого напрягаемой арматуре обеспечивается свободное перемещение, как в процессе натяжения, так и при эксплуатации конструкции. А напрягаемая арматура, как правило, располагается при этом в полиэтиленовых или полипропиленовых трубках. Между торцами преднапряженных железобетонных плит помещается герметик.
По предлагаемой технологии дорожные железобетонные преднапряженные плиты могут изготовляться на существующих заводах ЖБИ и доставляться к месту монтажа полотна дороги. Железобетонные плиты снабжены сквозными каналами в средней части диаметром 15–25 мм, ориентированных вдоль полотна (и поперек при строительстве широкополосных дорог), а также шпунтованными боковыми граням.
Наличие сквозных каналов и шпунтованных граней позволяет стягивать такие плиты вдоль полотна в пакеты из 10–15 плит, стыкуемые шпунтованными гранями, укладываемые на слой песка на грунте, покрытый полиэтиленовой пленкой. Стальные канаты будут защищены от различных климатических воздействий, натягивают усилием от 5 до 50 т (в зависимости от количества плит и длины пакета) на каждый канат, а концы стальных канатов закрепляются клиновыми анкерами в специальных крепежных пустотах в плитах, которые после этого омоноличиваются быстротвердеющим бетонным раствором.
Готовое железобетонное основание автомобильной дороги может быть покрыто слоем асфальта или литого мелкозернистого асфальтобетона толщиной 40–60 мм.
Производительность труда по укладке дорожного полотна по новой технологии превышает аналогичную для комплекса машин монолитного бетонирования дорог существующих к примеру в Узбекистане в 8–10 раз. Небольшое звено рабочих, снабженных соответствующей техникой, способно в месяц смонтировать несколько километров высококлассных дорог.
Система натяжения бетона в строительстве дорог, аэродромов, мостов и перекрытий жилых и гражданских зданий и других сооружений отпилотирована в развитых странах и оправдала себя.
По нашим расчетам, себестоимость дорог по новой технологии в среднем, в два раза ниже, чем асфальтобетонных, так как радикально сокращаются затраты на подготовку оснований автомобильных дорог, не выкапываются, не грузятся, не перевозятся, не разравниваются, не уплотняются огромные объемы грунта, песка и щебня.
Для реализации новой технологии в Узбекистане имеются практически все условия: функционируют десятки заводов по производству плит и панелей из сборного железобетона, существуют карьеры песка и щебня практически во всех регионах. Эти заводы загружены не полностью, некоторые обанкротились, так как сборный железобетон для жилищного строительства не востребован, как прежде. Но на них можно за короткое время организовать производство десятков километров преднапряженных бетонных плит по новой технологии и во многие разы увеличить темпы строительства дорог.
Преднапряженные плиты для строительства автодорог по новой технологии нужно изготавливать из бетонов с водопоглощением не более 4 % масс., водонепроницаемостью не ниже W8, с маркой по морозостойкости не ниже 300 циклов, а по прочности – не ниже В40. Такие бетоны обеспечат долговечность автодорог не меньше чем на 50 лет. Для производства таких бетонов разработана уникальная технология механохимически активированного цемента. Она позволяет радикально повысить качество бетона при снижении расхода цемента, улучшить свойства и долговечность бетонных изделий, одновременно переработав малоиспользуемые отходы – горы зол, шлаков и природных мелкозернистых песков в преднапряженные железобетонные плиты для высококлассных и долговечных дорог.
Особенно актуальна возможность новой технологии, позволяющая строить дороги из сборных железобетонных плит в любое время года, на любых грунтах, в любых регионах Узбекистана.
Нет сомнений, что технология быстрого строительства дорог на грунте монтажом, укладкой и стягиванием стальными канатами в пакеты железобетонных преднапряженных плит даст особенно хорошие результаты при прокладке дорог на слабых грунтах: в условиях болот, песчаников, глин и т.д.
Применяемые в предлагаемой технологии предварительно напряженные железобетонные плиты могут выдерживать большие нагрузки при небольшой (порядка 12–15 см) толщине и небольшой массе плит, что особенно важно при укладке дорожного покрытия на слабых (болотистых, песчанистых, глинистых и т.п.) грунтах.
Высокая несущая способность полотна дороги, получаемого по новой технологии, связана с максимально равномерным распределением нагрузки транспорта на соответствующий участок пакета преднапряженных железобетонных плит, работающих как единая конструкция, имеющая небольшую поверхность, эффективно компенсирующую обычно разрушающие локальные нагрузки тяжелых транспортных средств за счет совместной работы бетона и натянутых в полотне дороги стальных канатов.
Предлагаемая новая технология строительства сборного дорожного покрытия позволяют выполнять дорожные работы с высокой производительностью и в короткие сроки: звено рабочих из 10–12 человек, обеспеченное необходимой техникой, может уложить на подготовленное земляное полотно 3–4 пакета плит длиной 50–60 метров с общей протяженностью около 200–220 метров в рабочей день, а в течение одного месяца уложить 4–5 километров полотна автомобильной дороги. К этим расчетам необходимо добавить ускорение работ по строительству дорог в 8–10 раз за счет новой технологии и безусловную экономичность эксплуатации сборных дорог из преднапряженных железобетонных плит  – их не надо будет ремонтировать десятилетиями.

Таким образом…

Основные преимущества технологии:
ускорение строительства автомобильных дорог, аэродромных полос, площадок и других покрытий;
загрузка существующих в регионах страны заводов ЖБИ, имеющих инфраструктуру (оборудованные склады для инертных материалов и цемента, поставщиков инертных материалов, условия для погрузки изделий на железную дорогу и автомобильный транспорт);
индустриальное изготовление высококачественных плит в заводских условиях; наличие условий для соблюдения технологической инструкции, обеспечение входного контроля для поступающих материалов, своевременная выбраковка материалов, исключающая риски возможного брака;
многократное использование (при необходимости) одних и тех же конструкций;
возможность укладки сборного железобетонного покрытия на упрощенное основание: земляную, щебеночную или песчаную насыпь, на слабых грунтах;
открытие движения автотранспорта сразу же после завершения строительства покрытия;
сокращение трудоемкости работ; простота технологии строительства. В монтаже плит участвуют звенья из 4–5 рабочих на один грузоподъемный механизм.
независимость от климатических условий и возможность круглогодичной работы;
существенное уменьшение себестоимости работ и увеличение срока эксплуатации дорог без ремонта.
Технология требует:
  дополнительного изучения, ознакомления с технологией непосредственно на месте строительства и изготовления плит;
  привлечения специализированных институтов для составления технологической инструкции производства плит и строительного цикла;
  подбор месторождений инертных материалов;
  особое требование к качеству цемента.
Освоение новой технологии позволит решить важнейшую стратегическую задачу – в короткие сроки построить в различных регионах страны сеть высококлассных автомобильных дорог со сроком службы не менее 40–50 лет.

З. Пулатов, руководитель Научно­исследовательского и испытательного центра «Стром» при Институте общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан,
кандидат технических наук.;
М. Бикбау, генеральный директор ОАО «Московский ИМЭТ», акад. РАЕН, доктор химических наук.;
Э. Акрамов, председатель Правления Акционерной компании «Узстройматериалы», кандидат технических наук.;
Э. Бутаев, главный специалист Акционерной компании «Узстройматериалы»

www.review.uz