Вторичные материальные ресурсы для дорожной разметки

Россия безнадежно отстает по качеству и количеству дорог от промышленно развитых стран, а стоимость строительства — самая высокая в мире из-за тотальной коррупции в отрасли и несогласованности дорожников и коммунальщиков. Все это приводит к удорожанию товаров и услуг в РФ. На дороги необходимо тратить 4 % ВВП, сейчас данный показатель составляет порядка 2,5 % ВВП. Стоимость дорог зависит от многих факторов и складывается из различных составляющих. Например, прокладка дороги в гористой местности обойдется значительно дороже, чем на равнинной территории. А длинная скоростная автомагистраль стоит на порядок больше, чем второстепенная дорога районного значения. Средняя стоимость строительства 1 км дороги в России составляет $8,3 млн. Для сравнения, в Германии аналогичный показатель равен $6,9 млн, а в США — $6,5 млн.

В настоящее время в связи с растущими ежегодно интенсивностью движения на 3 - 7 % и аварийностью на дорогах на 7 - 8 % все большее внимание уделяется такому обязательному и эффективному средству организации дорожного движения, как горизонтальная дорожная разметка (ГДР). Её отсутствие или неудовлетворительное состояние увеличивает число дорожнотранснортных происшествий, связанных с дорожными условиями, до 30 %. Поэтому на ее устройство ежегодно расходуются значительные средства. Так, на дорогах России только в 2008 году на этот вид работ было затрачено более 1,387 млрд. рублей, причем около 50 % затрат составляет стоимость материалов для ее нанесения [2]. Поэтому чрезвычайно важно осуществлять постоянный контроль фактического расхода этих материалов, который может достаточно широко варьироваться в процессе производства работ при нанесении горизонтальной дорожной разметки, существенно влияя на качество, долговечность и стоимость работ по ее нанесению. Существующие методы контроля, предусмотренные действующими нормативными документами, позволяют оценить толщину только свеженанесенного (не затвердевшего) слоя материала или определить расход краски с помощью датчиков, установленных на разметочных машинах. Методов, позволяющих оценить фактический расход материалов для нанесенной и затвердевшей горизонтальной дорожной разметки, в настоящее время в нормативной литературе не приводится. В федеральной целевой программе «Повышение безопасности дорожного движения в 2006 - 2012 годах» подчеркивается необходимость выполнения исследований, направленных на увеличение эффективности дорожной разметки. В ситуации ежегодного роста интенсивности движения и аварийности на автодорогах в условиях ограниченных финансовых ресурсов, проблема увеличения срока службы горизонтальной дорожной разметки при определении рациональных объемов материалов для ее нанесения является весьма актуальной. Предполагается, что срок службы дорожной разметки на покрытии автодороги зависит от ряда факторов, влияние которых необходимо определить и оценить, что позволит рассчитать рациональный расход материала при нанесении разметки.

К разметке относятся линии, надписи и иные обозначения на проезжей части, бордюрах, элементах дорожных сооружений и обстановки дорог, устанавливающие порядок дорожного движения, показывающие габариты дорожных сооружений или указывающие направление дороги. Разметку выполняют красками, термопластиком, холодным пластиком, полимерными или другими материалами, обеспечивающими хорошую видимость. Разметка бывает [1]:

а) горизонтальная;

б) вертикальная.

Она применяется самостоятельно и в сочетании с дорожными знаками или светофорами. Каждому виду разметки присвоен номер, состоящий из цифр: первая цифра означает номер группы, к которой принадлежит разметка (1 - горизонтальная, 2 - вертикальная); вторая — порядковый номер разметки в группе; третья — разновидность разметки. Горизонтальная разметка дорог может быть постоянной или временной. Временная дорожная разметка, должна быть оранжевого цвета и выполняться материалами, допускающими ее быстрое устранение.

Обеспечение функциональной долговечности дорожной разметки является одним из наиболее значимых показателей безопасного, бесперебойного и комфортного движения транспортных средств. При этом круглогодичное наличие дорожной разметки на любом из имеющихся в настоящее время типов покрытия проезжей части автодорог – основа поддержания пропускной способности транспортных артерий РФ.

Среди технических средств организации дорожного движения разметка дороги занимает особое место. Основными отличиями и, по сути, преимуществами именно дорожной разметки над дорожными знаками, светофорами, направляющими устройствами являются следующие [3]:

1) дорожная разметка практически постоянно находится в поле зрения водителей, что позволяет оперативно воспринимать информацию и реагировать на неё;

2) дорожная разметка позволяет с высокой точностью обозначить границы допустимого или запрещенного манёвра, действия, как водителей, так и пешеходов.

В крупных городах Западной Европы и США, кроме линий дорожной разметки широко применяется цветной асфальтобетон, который является разновидностью горячего асфальтобетона и имеет различную окраску. Для его изготовления применяют цветной щебень с размером частиц 5 - 7 мм и песок из мрамора, гранита, клинкерных материалов, известняка. При применении красноватого, розового, зеленоватого, белого щебня совместно с цветными порошками-пигментами получают цветные асфальтобетоны. В качестве пигментов используют сурик железный, сурик свинцовый, крон желтый светоустойчивый, крон оранжевый, окись хрома, цинковые белила. При получении цветных асфальтобетонов обеспечивают минимальное содержание битума, чтобы пленки вяжущего вещества на минеральных частицах были как можно тоньше, так как толстые слои битума на минеральных частицах придают темный цвет смеси. Для получения цветных асфальтобетонов применяют осветленные или синтетические битумы, потому что при использовании обычных битумов трудно получить цветные асфальтобетоны ярких цветов. Содержание компонентов в составе смеси устанавливается лабораторным путем. Цветной асфальтобетон применяют для устройства разделительных полос, обозначения пешеходных переходов, для покрытий пешеходных дорожек, аллей в парках, ботанических садах, для покрытий декоративных площадок в зонах отдыха в парках, на городских площадях и скверах, для покрытий пешеходных улиц в старинных и торговых кварталах городов, для покрытий набережных вдоль рек или водоемов в черте города, для покрытий полов в промышленных и общественных зданиях.

При устройстве зон ограниченного движения транспорта широко применяются цветные дорожные покрытия из асфальтобетона или литого асфальтобетона. Материал покрытия зон ограниченного движения транспорта должен быть водонепроницаемым и долговечным. Таким требованием лучше всего отвечают асфальтобетон и литой асфальтобетон, а также щебеночное покрытие толщиной 8 - 10 см, залитое мастикой. К преимуществам таких покрытий относятся отсутствие швов и способность выдерживать большие нагрузки от автотранспорта. Традиционные дорожные покрытия имеют темный цвет, что обусловлено темным цветом битума.

Существуют различные способы устройства цветных дорожных покрытий, например, применение в качестве вяжущего светлых полимерных материалов. Однако из-за высокой стоимости их применяют редко.

Наиболее распространенным средством изменения цвета дорожного покрытия является поверхностная обработка, проводимая на стадии устройства покрытия россыпью мелкого цветного щебня или гравия крупностью 3 - 8 мм по горячему покрытию, после этого щебень слегка укатывают. Эффективно применение щебня из кварца, базальта или цветного песчаника.

Другой метод заключается в распределении по холодному дорожному покрытию слоя горячей мастики толщиной 2 - 3 мм, в которую втапливают высокосортный цветной мелкий щебень таким образом, чтобы его поверхность оставалась чистой.
В качестве подгрунтовочного материала вместо мастики можно применять различные синтетические материалы. Более пригодны для этой цели полиуретаны, обеспечивающие наиболее прочное сцепление каменной мелочи с дорожным покрытием. В этом случае раствор полимера лопаткой равномерно наносят на покрытие, а затем по нему густо рассыпают мелкий щебень. После схватывания раствора лишний материал удаляют.
Для обеспечения шероховатости поверхности покрытия проводят двойную обработку путем россыпи мелкого кварцевого песка по первому слою полимерного раствора и повторного нанесения раствора. Рекомендуется также устраивать такие покрытия, особенно светлые, для подземных пешеходных переходов и при размещении под землей торговых площадей.

В настоящее время разработан принципиально новый способ поверхностной обработки - механическое обнажение минерального заполнителя, цвет которого подбирают при проектировании асфальтобетонной смеси. После укладки покрытия его поверхность обрабатывают биологически чистым средством, растворяющим битум, либо применяют водо - и пескоструйную обработку для удаления битумной пленки. Посредством механической обработки дорожное покрытие приобретает требуемую шероховатость.

Цветной асфальтобетон также можно приготовить из светлых минеральных материалов (известняков, доломитов, мрамора), красителей и стружки органического стекла (отходов при переработке органического стекла в изделие), которое предварительно измельчается в шаровой мельнице.

Органическое стекло отличается прозрачностью, светостойкостью, погодоустойчивостью, а также стойкостью по отношению к маслам, кислотам и щелочам.
Минеральные материалы смешивают с измельченными отходами органического стекла в холодном состоянии в соотношении 2:1 или 3:1, после чего в эту смесь добавляли 5 - 10 % красителя и тщательно перемешивали. После нагревания до 140 - 150° С цветную смесь уплотняют в горячих прессформах при температуре 120° С и удельном давлении 250 - 500 кгс/см² в течение 3 - 5 мин. Применение органического стекла дает возможность получать дорожный пласт бетона любой расцветки.

В Пермском государственном техническом университете на автодорожном факультете, были проведены ряд опытов по применению новых материалов для разметки автомобильных дорог. На рис. 1 представлены два образца асфальтобетона. В результате добавки дополнительных компонентов асфальтобетон принимает коричневую окраску, что позволяет водителю автомобиля различать дорожную разметку нанесенную на дорогу. На рис. 2 представлена автомобильная дорога по четырем полосам движения без ГДР. Используя цветное решение деления транспортных потоков, улучшает видимость и повышает безопасность рис. 3. Одним из главных преимуществ нанесения такой разметки является ее не стираемость, тем самым снижаются затраты на материал и организацию нанесения разметки [4].

Рис. 1 Образцы асфальтобетона

В качестве добавки была применена пыль системы газоочистки электропечи ДСП – 60 завода «Камасталь» г. Перми. Химический состав пыли, отходящей от печи, приведён в таблице 1. Пыль газоочистки представляет тонкодисперсный порошок светлого цвета с высокой удельной по­верхностью (1,2 - 2,5 тыс. см²/г) и объемной массой 3,7 – 4,2 г/см³. Цвет порошка темно – коричневый.

Таблица 1

Химический состав пыли

Рис. 2 Дорожное покрытие без ГДР, 4 полосы движения

Сводим в таблицу данные по зерновому составу минеральных материалов табл. 2. В качестве связующего применялся битум БНД 90/130. Содержание битума в смеси 6,5% (сверх 100%), проведенные испытания указаны в табл. 3.

Рис. 3 Разделение по полосам движения цветом на мосту

Таблица 2 Состав горячей плотной мелкозернистой асфальтобетонной смеси типа Б для устройства верхнего слоя покрытия

Таблица 3

Испытания асфальтобетона

Средняя плотность, г/см³	2,48
Водонасыщение, %	3,50
Предел прочности при сжатии:
при температуре 20°С, МПа	3,44
при температуре 50°С, МПа	0,93

По вышеперечисленным показателям данная смесь соответствует типу Б марки III и может быть применена в районах I, II и частично III дорожно-климатических зон, характеризующихся холодным и влажным климатом, для устройства верхних слоев покрытий.

В настоящее время еще более возрастает потребность в цветных асфальтобетонных покрытиях, которые во многих случаях повышают безопасность движения транспорта и пешеходов и улучшают внешний вид автомобильных дорог, магистралей и скоростных дорог, парковых и велодорожек, аллей, спортивных площадок.

Литература:

1. Гост Р 51256 – 99 Дорожная разметка и ее характеристики.

2. Справка о сравнительной стоимости строительства автомобильных дорог в Российской Федерации и зарубежных странах. РОСДОРНИИ, Москва, 2009 год.

3. Гост Р 52289 – 2004 Технические средства организации дорожного движения. Правила применения дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направляющих устройств.

4. Материалы международной научно – практической конференции «Проблемы функционирования систем транспорта» Пугин К.Г., Юшков В.С. «Современные материалы нанесения дорожной разметки», г. Тюмень 2010 г. стр.- 275.