По данным за 2024 год в России ежегодно происходит около 116 тысяч ДТП, в которых погибает примерно 12,7 тысяч человек и более 144 тысяч получают травмы. Одной из значимых причин аварийности считается плохое состояние дорог: около 37% смертельных ДТП происходят на региональных и межмуниципальных трассах, где качество покрытий часто не соответствует нормативам. Чтобы укрепить их, применяют пластиковое вторсырье. Однако в процессе приготовления асфальтобетонных смесей из-за добавок образуются комки, которые способствуют более быстрому разрушению поверхности. Ученые Пермского Политеха нашли способ эффективного смешивания пластика с битумом (так называемым «дорожным клеем»). Это не только повысит прочность дорог, но и поспособствует утилизации пластиковых отходов, превращая мусор в полезный материал.
Статья опубликована в журнале «Транспорт. Транспортные сооружения. Экология» №1 за 2025 год. Исследование проведено в рамках реализации программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».
Асфальтобетон — это смесь щебня, песка и битума, используемая в строительстве дорог. Чтобы сделать их прочнее, к смеси добавляют разные компоненты, например, полиэтилен низкого давления (ПНД) — тип пластика из вторсырья (старых пакетов, упаковок, бутылок и прочего).
Традиционные методы соединения этих ингредиентов, т.е. когда пластик просто мешают с битумом, приводят к образованию комков, из-за чего асфальт получается неравномерным — где-то твердый, где-то рыхлый. Такие дороги быстрее разрушаются, поэтому нужно искать пути решения этой проблемы.
Ученые ПНИПУ предложили новый способ приготовления смеси: перед соединением с битумом предварительно смешать ПНД с каменными материалами (щебнем, песком). Так частицы пластика распределятся равномерно, без комков.
— Мы сравнили образцы асфальтобетона, изготовленные нашим способом, с образцами, произведенными по традиционной методике, то есть при обычном соединении битума и пластика. При первом варианте смешивания равномерное распределение частиц ПНД в среде каменных материалов достигалось уже за 1-1,5 минут, в то время как базовый вариант требует от 10 минут и больше. Исследования показали, что при приготовлении асфальтобетонной смеси старым методом коэффициент вариации, — т.е. то, насколько показатели асфальтобетона разных замесов отличаются друг от друга по прочности, — достигал целых 15%. Это критично для дорожного покрытия, так как норма допускается примерно до 10%. Чем больше данный показатель, тем более неоднородная смесь будет выпущена, и тем меньше будет срок эксплуатации асфальтобетонного покрытия. Новый способ смешивания позволил снизить это значение до 2-3% и обеспечил большую стабильность показателей смеси при выпуске ее на асфальтобетонном заводе, — комментирует Константин Пугин, профессор кафедры «Автомобили и технологические машины» ПНИПУ, доктор технических наук.
Ученые Пермского Политеха доказали, что смешивание ингредиентов в процессе приготовления дорожного покрытия играет большую роль в его формировании и дальнейшей эксплуатации. Предложенный политехниками способ повышает однородность смеси и исключает комкование пластика, при этом позволяя сократить энергозатраты и длительность производства асфальтобетонного покрытия.
Результаты экспериментов открывают новые возможности для экологичного дорожного строительства и могут быть внедрены на асфальтобетонных заводах без значительной модернизации оборудования.