Какова роль лаборатории в производстве строительных материалов?

Сегодня дорожно-строительная отрасль уже не стоит на пороге, а в полном смысле слова переживает глобальные изменения.

Единственный заказчик автомобильных дорог общего пользования — государство, осознавая важность развитой сети дорог, как с точки зрения социальной значимости, так и с точки зрения экономической выгоды, хочет иметь современные автомобильные дороги.

Под нагрузкой

Под современными дорогами стоит понимать не просто ровное покрытие с хорошо читаемой разметкой, а сложную конструкцию, которая должна выдерживать высокие эксплуатационные нагрузки. Ведь чем больше груза может перевезти одна машина, тем дешевле обходится доставка на единицу груза.

Лабораторные испытания асфальтобетона
Фото: instagram.com/infratest_russia/

За рубежом уже есть машины, перевозящие 40 и даже 60 тонн груза. Однако на наши дороги общего пользования такие выпустить сейчас нельзя, потому что они просто раздавят покрытие, так как оно не рассчитано на такие нагрузки. Бесконечно увеличивать количество осей автопоезда и тем самым распределять нагрузку невозможно, значит нужно поднимать прочность дорог.

Изменения в требованиях к покрытиям уже привели к тому, что расчётная нагрузка от оси автомобиля повышена до 11,5 тонн. Конечно, нужно увеличивать и несущую способность оснований дорог, и работу в этом направлении ведут, нормативная документация в части нижних слоев одежд тоже сильно меняется. Но основной «удар» всё-таки принимают именно верхние слои дорожной одежды.

Таким образом перед технологами производства асфальтобетонных смесей возникает задача разработать и наладить выпуск продукции, которая будет обладать достаточной несущей способностью. При этом покрытие должно быть «эластичным», то есть деформироваться в момент приложения нагрузки, тем самым смягчая ударное воздействие шин, и возвращаться в исходное состояние после снятия нагрузки.

Очевидно, что асфальтобетон, произведённый по старым требованиям, не справляется с поставленной задачей, хотя бы потому, что сами методы подбора состава асфальтобетона разрабатывали под меньшие нагрузки. С этим справлялось асфальтовое вяжущее, роль минеральной части сводилась к заполнению объёма и снижению себестоимости продукции, здесь даже прижился профессиональный термин — минеральные заполнители.

Вобрав лучшие практики

Любая производственная задача имеет несколько вариантов решения со своими достоинствами и недостатками. Первый очевидный вариант — минеральные вяжущие. Цементобетонные конструкции обладают высокой несущей способностью и очень долговечны.

Но у них есть ряд недостатков, как в части строительства и эксплуатации, так и в части потребительских свойств: они достаточно жёсткие, особенно для легкового транспорта. В некоторых случаях их применение оправдано, но раз уж мы говорим о дорогах общего пользования, то легковой автотранспорт тоже нужно учитывать и с ощущениями водителей и пассажиров от поездки в соседний город нужно считаться.

Лабораторные испытания асфальтобетона
Фото: instagram.com/infratest_russia/

Асфальтобетонные покрытия не зря называются нежёсткими одеждами. Обладая эластическими свойствами, они дают комфорт в поездке при хорошей ровности и доступности в эксплуатации.

И здесь опять же существует, как минимум, два пути. Первый — начать разработку собственных методов проектирования составов верхних слоев дорожных одежд.

С учётом обширной географии страны и накопления статистики понадобится лет 10-20 на разработку своих методов, а дороги нужны уже сегодня.

Поэтому руководство заказчика выбрало другой путь и приняло решение обратится к мировому опыту. Взяли за основу американские и немецкие наработки, сохранили две системы подбора состава, они существуют параллельно и независимо. Справедливости ради отмечу, что американские коллеги тоже использовали мировой опыт, в том числе и опыт советских дорожников.

При этом от старых методов решено было тоже сразу не отказываться. Представителям заказчика (управлениям автодорог) на местах было дано право самостоятельно определять время применения новых стандартов к заказываемым покрытиям. Производителям дали возможность с 2016 по 2019 года, на время действия предварительных национальных стандартов (ПНСТ), закончить уже начатые проекты и постепенно перестроится на выпуск новой продукции.

Нельзя сказать, что зарубежный опыт — это решение всех наших проблем, но как известно, самое дорогое — это время, потраченное на поиски решения, и данный опыт может сэкономить нам это время.

Лабораторные образцы асфальтобетона
Фото: Евгений Ошкин

Можно пойти по американскому пути и, работая с эксплуатационными характеристиками, пытаться спрогнозировать долговечность покрытий. А можно пойти по более привычному пути и опираться на физико-механические показатели, заложенные при подборе состава. Таким образом производят асфальт в Германии.

Только показатели, используемые в расчётах, несколько иные, чем привычные нам. В любом случае, наши зарубежные коллеги уже имеют большой опыт в данном вопросе и у нас есть возможность использовать этот опыт. Можно всегда найти, за что критиковать, ту или иную систему, но как минимум, мы впервые получили стандартизированный алгоритм действий при подборе состава асфальтобетонной смеси.

Подбор технологий

В России более актуальна другая проблема. Почему-то в сфере производства дорожно-строительных материалов, сложилось мнение, что лаборатория — это подразделение, основной задачей которого является контроль качества выпускаемой продукции. А самим выпуском продукции занимается асфальтобетонный завод. Но нужно понимать, что АБЗ — это только масштабирование производства, механизация процесса и увеличение объёма выпускаемой продукции. Первоначально, искусственный материал, к которым относится асфальтобетонная смесь создают именно в лаборатории.

Ведь её основная задача — разработка строительного материала, отвечающего требованиям заказчика.

Именно в лаборатории выбирают сырьё, которое будет оптимальным для производства продукции. Тут технологи могут рассчитать, какой будет конечная продукция, изменяя соотношения сырьевых компонентов. На основе статистических данных они оценивают, какое влияние оказывает изменение тех или иных параметров производства.

Лабораторные испытания асфальтобетона
Фото: instagram.com/infratest_russia/

Ошибочно думать, что можно точно подобрать состав смеси удалённо от места её производства или использовать один рецепт для нескольких предприятий региона. В процессе производства участвует бесконечное количество факторов, влияющих на качество выпускаемой продукции. Поэтому каждый завод, производящий строительные материалы, должен начинаться с лаборатории. Она начинает работу задолго до самой производственной линии и сопровождает весь процесс производства, заканчивая его контролем качества.

Почему-то в других отраслях, например производство лекарств, продуктов питания или автомобилей, этот факт очевиден, неужели, производство строительных материалов и конструкций такой простой и безответственный процесс, что каждый желающий может наладить его, просто приобретя производственную установку?

Возможно, такой подход был оправдан, когда требовалось сделать хоть какие-то дороги, соединяющие отдалённые населённые пункты.

Но сейчас заказчик знает, что ему нужно, поэтому подход к технологии производства нужно менять. Ведь технология — это совокупность средств и методов, позволяющих создать продукт с требуемыми потребительскими свойствами. Приобретая производственную установку, вы получаете средство, создавая лабораторию — методы.

Сейчас есть все инструменты для того, чтобы объединять эти методы, обмениваться опытом как внутри страны, так и за рубежом. Есть профильные вузы, курсы повышения квалификации и обучающие семинары, есть испытательное оборудование для работы по различным методикам.

Компания «Инфратест», являясь представительством немецкого завода, производящего испытательное оборудование только для дорожно-строительных лабораторий, также проводит обучающие семинары в лабораториях и центрах обучения Германии. Ситуация изменилась, осталось только изменить к ней отношение.

Текст: Константин Никольский

Статья опубликована в журнале Грейдер №4 2020

Понравился материал? Подпишитесь
на отраслевой дайджест и получайте подборку статей каждый месяц
.