Клей до дна: ученые создали суперсредство для ремонта дорог
Российские ученые нашли способ решения проблемы бездорожья — они изобрели состав, который соединяет в монолит различные виды почв. С его помощью за короткий период из подручных материалов можно соорудить прочное покрытие для перемещения по нему пешеходов и техники. Такое решение пригодится для строительства дорог в удаленных районах и для прокладки временных проездов. Также разработка будет полезна при укреплении берегов и насыпей. В сельском хозяйстве новое связующее поможет в устройстве террас на склонах холмов, которые предотвратят эрозию почв.
Как победить бездорожье
Ученые-материаловеды из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова разработали клей, который поможет соорудить дорогу из подручного материала. Субстанция соединит в монолитную массу различные виды почв, включая песок, супесь, глину, щебень, камни и растительные остатки. В результате, по словам авторов проекта, за один-два часа на любом участке местности можно обустроить прочное полотно, пригодное для перемещения людей и техники.
— В нашей стране много дорог без покрытия. Но бывает, что из-за одного короткого отрезка, размытого дождем или талыми водами, такая дорога становится непроезжей. В результате прекращается транспортная доступность целых городов и поселков. Наша разработка может решить подобные проблемы, — рассказал руководитель исследований, заведующий лабораторией инженерного материаловедения МГУ, руководитель направления «Биоматериалы» Университета «Сириус» профессор Дмитрий Иванов.
По его словам, весной до трети отечественных дорог без покрытия становятся труднопроходимыми. Это нарушает связность и транспортную доступность многих районов страны.
В России протяженность технических дорог — более 1 млн км, отметил ученый. Они обеспечивают проезд к научным станциям, фермерским хозяйствам, туристическим базам и другим объектам. Также такие трассы сопровождают линии электропередач и нитки газопроводов. Иногда невозможность передвижения по ним может привести к катастрофам.
— Наш клей позволяет строить и ремонтировать дороги минимальными средствами, без привозного материала. Это в разы снижает стоимость работ. При этом расход материала — относительно небольшой, — пояснил Дмитрий Иванов.
Он добавил, что разработка представляет собой растворенные в воде полимерные частицы микронного размера, которые смешивают с грунтом. В результате после высыхания воды образуется плотный блок из сцепленных друг с другом фрагментов почвы. Прочность покрытия будет зависеть от количества связующего и толщины пропитанного им грунта. Например, чтобы оно выдерживало легкий автомобиль, нужно обработать пласт глубиной 40–60 см.
Какая дорога сама исчезнет
Также есть возможность создать и биоразлагаемые полимеры, с помощью которых можно запрограммировать дорогу на определенный срок службы, рассказал ученый. В таких случаях покрытие самостоятельно деградирует, когда надобность в нем исчезнет, а на его месте прорастут семена, добавленные в исходную смесь.
Еще одно преимущество полимера — в том, он не позволяет монолиту впитывать влагу. Поэтому его можно использовать для гидроизоляции при строительстве дорог общего назначения. В целом, по мнению Дмитрия Иванова, разработка имеет множество вариантов применения. Причем их количество растет по мере развития идеи.
— Например, в сельском хозяйстве клей даст возможность формировать террасы на склонах холмов. Их создают в виде ступеней, что предотвращает эрозию почв. В авиации новый состав поможет в скоростном сооружении взлетно-посадочных полос. А в военном деле — обустроить дороги для перемещения войск и техники, — рассказал ученый.
Он подчеркнул, что все компоненты для изготовления клея можно получить из отечественного сырья. Они широкодоступны, и поэтому производить связующее можно в неограниченных количествах. Кроме того, в предложенный состав можно вносить различные добавки, оптимизируя его под конкретные задачи.
Где нужны быстровозводимые дороги
В России много удаленных территорий, где могут быть востребованы альтернативные технологии создания дорожного покрытия, считают эксперты.
— Поселок Мама в Иркутской области находится в удалении от сети автомобильных дорог. Добраться сюда можно только из Иркутска, пролетев 1 тыс. км на самолете, или из поселка Мамакан, преодолев более 100 км по реке. Поэтому завозить сюда строительные материалы — дорогое удовольствие, — рассказал глава администрации поселения Виктор Шпет.
По его словам, при этом в Маме около 4 км искусственного дорожного покрытия. Его необходимо обновлять. Поэтому доставка связующего материала для строительства и ремонта с использованием местного грунта может стать оправданным решением.
— Альтернативный материал способен стать востребованным там, где производство асфальта запрещено. Например, в природоохранной зоне на острове Ольхон на Байкале. Здесь не строят дороги с искусственным покрытием, потому что не успевают привезти горячий асфальт с «большой земли» на пароме. За время пути асфальт попросту застывает, — отметил заведующий кафедрой органической химии Института химических технологий и промышленной экологии Российского государственного университета имени А.Н. Косыгина Дмитрий Кузнецов.
Вместе с тем специалист предположил, что в сфере масштабного дорожного строительства появлению новых материалов будут препятствовать представители так называемого асфальтового лобби — организаций, которые заинтересованы в сохранении консервативных технологий.
В свою очередь, доцент департамента строительства Российского университета дружбы народов имени П. Лумумбы Алексей Маркович отметил, что для эффективного использования нужно проработать способы применения нового состава.
— Если будет разработана экономически эффективная технология склейки в монолитную массу различных видов материалов, то разработка может найти применение при ремонте улично-дорожной сети, устройстве пешеходных зон, создании временных дорог, особенно в малых населенных пунктах, — объяснил специалист.
Вместе с тем эксперты отрасли отметили, что новые технологии в дорожном строительстве нужно внедрять аккуратно и учитывать вопросы безопасности.
— О новом материале сложно что-то сказать без результатов испытаний и опытной эксплуатации. От надежности покрытия зависят жизни и здоровье людей. Поэтому каждое новшество перед внедрением нужно проверять на множество параметров. Например, как материал проявляет себя под нагрузками или при воздействии солнечного света, воды и экстремальных температур, — сказал источник в надзорной организации в сфере строительства дорог.
При этом эксперт отметил, что отрасль не стоит на месте и инновации активно внедряются. В частности, в строительстве дорог используют геосинтетику. Это материал из пластика и минеральных компонентов, который укладывают внутрь асфальтобетона. Разные интересные решения применяют в местах добычи природных ископаемых. Например, композитные наплывные платформы. Их укладывают на водную поверхность или на болото, и затем по ним движется транспорт.
— В настоящее время действует Стратегия развития инновационной деятельности в области дорожного хозяйства на период 2021–2025 годов. Этим документом предусмотрено создание благоприятных условий для развития науки и внедрения новых материалов и технологий, — прокомментировали «Известиям» в пресс-службе Российского дорожного научно-исследовательского института.
В учреждении отметили, что сейчас это прозрачный и управляемый процесс. Вместе с тем, согласно документу, основные цели дорожного строительства — это обеспечение безопасности движения по дорогам и создание удобной инфраструктуры для этого. Также в стратегии оговаривается необходимость рационального использования ресурсов.
