Дороги разрушаются снизу
Когда на дорожном покрытии начинают образовываться дефекты (колейность, выбоины и трещины), как правило, это означает, что оно опирается на нестабильный фундамент — щебеночно-песчаное основание, которое медленно проседает под тяжестью машин. Даже лучший асфальтобетон с полимер-модифицированным битумом не поможет, если он будет опираться на неправильно собранный «дорожный пирог».
Нижним несущим слоем дорожного основания обычно является песок, следующим — щебень. Если слой песка лежит прямо на грунте, а между песком и щебнем нет армирующего слоя георешетки, то под воздействием грунтовых вод и транспортных нагрузок происходит постепенное проседание слоев. Граница между слоями все больше размывается, при этом возникают случайные зоны большей и меньшей плотности. Дорога неравномерно проседает, теряя структуру и несущую способность. Этот процесс ускоряют неизбежные подтопления, замерзания и оттаивания грунта, а также самого основания, которое тоже периодически насыщается водой и промерзает.
Масса проблем
Каждый километр автомагистрали скрывает под асфальтом колоссальную массу стройматериалов. В зависимости от геологических свойств региона, верхний слой грунта снимают и заменяют песком и щебнем на разную глубину. Это дорогостоящие работы с большим износом техники и расходом топлива. Даже при высоте «дорожного пирога» в 1 метр, достаточной лишь для некоторых участков дорожной сети, на километр 4-полосного шоссе требуется около 30 000 тонн песка и щебня разных фракций.
Рассматривая сложность проектирования и строительства дорожной сети, надо учитывать, что все дороги, прежде всего входящие в опорную сеть, должны выдерживать как легковые автомобили, так и тяжелый нагруженный транспорт. Обычные фуры, доставляющие в магазины продукты питания, весят по 30–40 тонн, а тягачи с тралами, перевозящие негабаритные грузы (например, энергетическое и строительное оборудование), — более 100 тонн.
Дешевле и прочнее
Для большинства современных автомагистралей ключевым фактором, определяющим прочность, стоимость, долговечность и безопасность, является технология укладки дорожного полотна. Речь идет об использовании геосинтетических материалов, таких как полотна нетканого геотекстиля, решетки и другие материалы, которые из узкоспециализированного решения для защиты дамб от размыва превратились в базовый стандарт мировой строительной индустрии.
Причина повсеместного внедрения этой технологии лежит в простой и убедительной экономической логике. Применение геосинтетики — инструмент сокращения прямых затрат, работающий на двух важнейших этапах. Во-первых, это экономия на капитальных вложениях: армирующие и разделяющие слои из полимерных материалов позволяют значительно уменьшить толщину и массу несущих слоев щебня и песка. Во-вторых, это долгосрочная выгода на этапе эксплуатации. Защищая дорожное полотно от перемешивания слоев и от деформации, геосинтетика значительно увеличивает межремонтные периоды, сокращая расходы на содержание дорожной сети.
Анатомия технологии: что именно «держит» дорогу?
Термин «геосинтетика» объединяет большое семейство материалов, каждый из которых выполняет свою специфическую задачу. Почти все они относятся к трем основным типам:
- Геотекстиль — гибкое полотно, по своей структуре напоминающее войлок. Его главные функции — разделение и фильтрация. Оно не дает слоям песка и щебня перемешиваться друг с другом и с естественным грунтом, но при этом хорошо пропускает воду.
- Георешетка — прочная структура, похожая на крупную сетку с разными формами и размерами ячеек. Ее задача — армирование. Работая как силовой каркас внутри насыпи, она распределяет динамические нагрузки от транспорта по большой площади, минимизируя локальные деформации.
- Геомембрана — водонепроницаемая пленка с разными профилями поверхности. Используется там, где требуется гидроизоляция, например, для защиты откосов от размыва и для изоляции всей дорожной конструкции от грунтовых вод.
Самые востребованные в дорожном строительстве геосинтетические материалы производят из специальных марок полимеров — полипропилена, полиэтилентерефталата и полиэтилена.
Принципиальная особенность геосинтетических материалов заключается в том, что после укладки они становятся совершенно недоступными для контроля изменения качества. И их нельзя заменить в толще дорожной конструкции — это потребовало бы капитального ремонта или нового строительства. А под землей непрерывно идут сложные физические и химические процессы. Геосинтетика год за годом подвергается воздействию грунтовых кислот, щелочей, хлоридов, продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, углеводородов и других химически активных веществ.
Чтобы десятилетиями выдерживать температурные, механические и химические нагрузки, полимерное сырье и технология производства используемых в строительстве материалов должны быть рассчитаны на длительную эксплуатацию в грунте с сохранением прочности, эластичности и других основных характеристик, заданных в проектной документации.
Полимеры в дорожном основании служат долгие годы, но только при условии безупречного качества. Но что, если разрушительные процессы начнутся внутри самих полимеров? К сожалению, это станет катализатором деформации всей автомагистрали. Поскольку доступ к геосинтетике в процессе эксплуатации дороги невозможен, гарантировать качество можно только на уровне контроля сырья, рецептур и производственных технологий, а также документации, регламентирующей требования к ним.
Проблема строителей или проблема государства?
В 2025 году началась реализация национального проекта «Инфраструктура для жизни». Он подхватывает эстафету «Безопасных и качественных дорог», обещая сделать трассы удобнее, а поездки — безопаснее и быстрее. Тем временем российские магистрали испытывают рекордные нагрузки. Росстат подсчитал: за 2024 год по дорогам страны провезли семь миллиардов тонн грузов — на 8,3% больше, чем годом раньше. Причина скачка — предпочтение фур вагонам из-за трудностей железнодорожной логистики. В этом случае дорожное полотно принимает удар на себя.
Согласно прогнозу, в ближайшие три года рынок автомобильных грузоперевозок будет расти в среднем на 13,6% ежегодно. Для строителей это означает, что поток тяжелых машин скоро станет еще больше, поэтому дорожное полотно надо делать крепче и долговечнее, чем когда-либо.
Действующая в России нормативная база несовершенна и содержит много пробелов, из-за чего на рынке появились материалы, которые не обладают достаточной долговечностью. Встречаются даже геосинтетические материалы из вторичных полимеров локального производства или импортируемых из-за рубежа — с нестабильным и непрогнозируемым качеством.
Для дальнейшего развития отрасли необходимо скорейшее обновление и дополнение нормативной базы, прежде всего ГОСТов. Важно, чтобы она отражала передовые мировые практики и исключала возможность использовать ненадежные материалы для строительства дорог и других инфраструктурных сооружений.