Тенденції сучасного світу ніколи не зупиняються, їх розвиток та постійне удосконалення змушує компанії постійно працювати над власним удосконаленням, а також будувати свою роботу таким чином, щоб продукт або ж послуга максимально відповідала потребам сучасних споживачів. Не буде виключенням і галузь асфальтування, адже від майстрів завжди очікують якісний та надійний результат при мінімальних затратах сил, часу та коштів. Окремо при цьому людство звертає увагу на безпечність процесів для навколишнього середовища та можливість удосконалення застосованої сировини.
Наразі вітчизняні компанії, які забезпечують якісне асфальтування доріг та різних майданчиків у Києві або області, все частіше говорять не лише про можливість переробки пластикових пляшок для створення бордюрів, якими укріплюють дорожні полотна, а й про використання системи сонячних панелей, нанесення дорожньої розмітки, яка світиться в темну пору, а також інноваційні лазерні технології, «розумне» дорожнє покриття тощо.
Дійсно, ще до початку повномасштабного вторгнення російських військ на територію України компанії, які займаються асфальтуванням, активно говорили про будівництво спеціальних бетонних доріг, які в інших країнах вважаються ідеальним варіантом, що стійко витримує вплив клімату та навантаження, особливо це актуально для Сполучених Штатів. До того ж, кілька ділянок такої дороги навіть встигли побудувати, зокрема на території Житомирської області. Проте цей спосіб суттєво дорожчий у порівнянні з більш звичним для українських водіїв асфальтом.
Різниця між дорогами з цементобетону та асфальтобетону
Щоб зрозуміти, чому тренди та новітні технології в асфальтуванні зосереджені на певному способі будівництва доріг, необхідно детальніше розібратися в їх експлуатаційних особливостях. Це ж стосується і будівництва саме бетонних доріг, які є найпопулярнішими на території США. Головна особливість – відсутність ямкового ремонту та комплексний підхід до боротьби з транспортним навантаженням на полотна. Дійсно, американські водії в обов’язковому порядку проходить зважування (після завантаження транспорту товаром). При цьому їм потрібно рівномірно розподілити вагу або ж зняти її частину, інакше на водія очікує сплата величезного штрафу, що робить саму поїздку (як спосіб заробітку) взагалі нерентабельною.
З іншої сторони такі дороги будують значно довше за часом, що зумовлено складністю та вимогами таких технологій. При цьому рівень міцності полотен також може бути різною, що залежить від визначення пропорцій бетону в суміші. Саме з цього розрахунку починається будь-який проєкт щодо будівництва нових трас або ж автомагістралей. Більшість базових вимог щодо технічних та експлуатаційних характеристик доріг в США визначаються та контролюються міністерством транспорту, а в компетенції самих штатів знаходиться прокладання маршрутів, обмеження швидкості тощо.
Вивчаючи вплив технологічних рішень на якість дорожнього покриття, варто пам’ятати, що саме бетон вважається більш чутливим до дії протиожеледних реагентів. Це в свою чергу зумовлювало заборону на використання таких речовин протягом року після завершення будівництва дороги (щоб бетон міг набрати необхідну міцність). В сучасних умовах до такої суміші майстри додають спеціальні речовини, що забезпечують ефект повітровтягування та гідрофобізації. Це дозволяє захистити покриття від розтріскування.
Основні переваги застосування цементобетону
До переліку переваг будівництва доріг з цементобетону варто віднести:
- Стійкість до колійності та просідання через характерну твердість матеріалу (у порівнянні з асфальтом), через що такі полотна не схильні до деформації на під час підвищеного навантаження на покриття, ні при дії різких змін температури чи інших кліматичних особливостей.
- Меншу шумність доріг у порівнянні з більш традиційним асфальтом (зниження до 2-4дБ), наприклад у Швейцарії активно використовують технології зниження шуму з одночасним удосконаленням характеристик зчеплення бетонного полотна. Під час укладання верхніх шарів полотна майстри застосовують спеціальний сповільнюючий компонент, завдяки чому відбувається необхідне оголення щебню (внутрішнього заповнювача) на кілька міліметрів.
Важливо! Краща видимість на таких дорогах в темний час доби обумовлений наявністю «природного» світловідбивного ефекту.
Технології будівництва доріг, які застосовують в США вже стали популярними на території Японії, Китаю, Австралії, а також в деяких європейських країнах. Затребуваність таких доріг обумовлена в першу чергу можливістю знизити витрати на подальше утримання таких доріг під час експлуатації.
Найгарячіші тренди в асфальтуванні у поточному році: «розумні» дороги та їх особливості
Важливо зазначити, що удосконалення та розвиток в галузі будівництва, зокрема асфальтування доріг, стосується не лише роботи над матеріалами та їх складом. Не менш важливими аспектами, в яких фахівці визначають, як нові технології впливають на дорожнє покриття, є автоматизація та цифровізація процесів. Головне завдання цього напрямку – підвищення безпеки на дорогах, адже саме за допомогою різноманітних датчиків та сенсорів можна не лише контролювати швидкість транспорту на дорогах міст та за їх межами, а й забезпечити взаємодію автомобілів між собою. Дана інноваційна концепція має назву Vehicle to Vehicle (V2V). Вона розроблена з метою створення умов для того, щоб потоком автомобілів на дорогах керувала комп’ютерна система, яка здатна обробляти величезні обсяги інформації протягом секунди.
Інноваційні системи контролю стану матеріалів, що використовуються для будівництва та ремонту доріг
Одне з найголовніших правил якісних та надійних доріг є саме вимога щодо відповідності кожного окремого шару полотна певним технічним і експлуатаційним характеристикам. Саме тому виникає необхідність контролювати стан і склад застосованих сумішей не лише під час безпосереднього укладання їх на полотна перед ущільненням, а на етапі транспортування до місця використання. Саме з цією метою фахівці застосовують спеціальні сенсорні системи, що встановлюються на бетонозмішувачах та вантажівках з сировиною (або інших транспортних системах і техніці), щоб в режимі реального часу можна було контролювати властивості бітуму, піску, бетону, гравію чи інших компонентів, які будуть використовуватися в процесі будівництва чи ремонту дороги.
Важливо! Не варто забувати і про удосконалення самих матеріалів, що використовуються в роботі. В першу чергу це стосується використання спеціальних геосинтетичних матеріалів, наприклад, геосіток, геотекстилю та об’ємних георешіток, а також полімерних компонентів для облаштування пішохідних переходів, зливних та очисних систем, додаткового освітлення дорожніх елементів тощо.
Лазерні системи контролю
Це одна з сучасних технологій або ж інновацій в асфальтуванні, яка є яскравим прикладом розвитку «розумної» інфраструктури. Вона сконцентрована на розробці та облаштуванні спеціальних знаків, дорожніх розміток та інших складних деталей, що роблять дорожній рух більш комфортним та безпечним.
Через досить високу вартість (зокрема датчиків) зараз такі системи на дорогах зустрічаються не дуже часто, проте доопрацювання (модернізації) вимагають і самі дороги (ділянки, на яких вони будуть розміщені). Саме це стало поштовхом для розробки альтернативи дорогим та складним датчикам – лазерну віброметрію, яка базується на використанні аналізу відбитого сигналу.
Працює лазерна віброметрія наступним чином – системою посилається промінь на певний об’єкт дорожнього руху, від якого цей промінь відбивається та автоматично аналізується спеціальним фотодетектором. Виходить, що в разі появи механічних коливань на об’єкті, що аналізується, зміни стають помітні відносно відбитого променю.
Сама система вперше була запропонована фахівцями Університету Карнегі-Меллона (штат Пенсильванія). Для її облаштування потрібні лише лазерні установки. Дорожні знаки та об’єкти дорожнього руху, що вже встановлені, якихось змін, адаптацій чи удосконалень не потребують. До того, ж лазерні промені є безпечними для людини, навіть у випадку потрапляння на водія. Використовувати таку систему можна не лише для фіксації приїзду громадського транспорту чи проведення підрахунків трафіку, розпізнання моделей авто, фіксацію ступеня зайнятості паркувальних місць тощо.
3D-моделювання, як найгарячіший тренд в асфальтуванні
Цей напрямок розвитку сучасних технологій в асфальтуванні пов’язаний в першу чергу з оптимізацією процесів будівництва за рахунок розробки комплексу файлів поверхонь в спеціальних DXF-форматі. Самі файли завчасно завантажують в бортовий комп’ютер, що знаходиться в кабіні спецтехніки, наприклад, асфальтоукладача. Таким чином машина може самостійно «зрозуміти», де вона знаходиться, коли потрібно розпочати свою роботу та, наприклад, якої товщини має відбуватися укладка шару асфальту перед наступним ущільненням.
Найактивніше ці системи застосовуються в німецькому проєкті QSBW 4.0, де окрім уже перерахованих функцій додано можливість постійного контролю та відстеження стану покриття безпосередньо під час його укладання.
«Розумне» дорожнє покриття, як сучасний тренд в асфальтуванні та облаштуванні доріг
До всього переліку нових можливостей та відкриттів щодо удосконалення складу асфальтових сумішей, функціоналу спецтехніки та інших інноваційних ідей варто додати ще один сучасний напрямок, який може створити окремий вплив технологічних рішень на якість дорожнього покриття, зокрема безпеки та комфорту його використання.
Це стосується саме розробки різних типів покриття для автомобільних доріг, які здатні забезпечувати виконання певних цікавих інноваційних завдань, наприклад:
- абсорбівні (абсорбуючі) покриття автомобільних доріг, які зовні схожі на звичайну плитку, проте мають унікальну властивість – «вміють» поглинати воду і при цьому ніяк не деформуються, наприклад, бетонні дороги з таким покриттям здатні поглинати більше 3 тисяч літрів води протягом хвилини;
- «розумна» сітка, яка «вміє» світитися за рахунок використання світлодіодів та флуоресцентні елементи, сповіщаючи при цьому водіїв щодо наявної ситуації на дорогах, знижуючи при цьому рівень аварійності та оптимізуючи трафік;
- застосування спеціальних сонячних батарей, які вже досить активно використовуються на автомобільних дорогах різних країн та укладаються безпосередньо на полотно для вироблення енергії, яка б потім йшла на освітлення вулиць та автомагістралей, проте проєкт Wattway у Франції вважається дуже дорогим (вартість його в кілька разів вище за прокладання звичайної асфальтованої дороги), тому виявився збитковим і його закрили;
- асфальтовані автомобільні дороги з пластику, для створення яких розробили окрему інноваційну концепцію безвідходного використання zero waste, зокрема пластикових пляшок (наразі відомо про виробництво спеціальних укріплюючих бордюрів для доріг саме з такого матеріалу);
- запровадження системи акумуляції теплової енергії, завдяки якій тепловий колектор протягом світлового дня накопичує енергію, а потім її витрачають, наприклад, на обігрів тунелів та інших дорожніх об’єктів (у цьому випадку передбачається, що система для акумуляції енергії або тепла використовує рідкий теплоносій, що встановлюється під дорожнім покриттям та постійно циркулює, зберігається в окремих спеціальних резервуарах).
Окремо варто звернути увагу на розробку корейських фахівців, які розробляють систему на основі штучного інтелекту, яка могла б самостійно виявляти вибоїни чи інші пошкодження на дорожніх полотнах. Ця інноваційна пропозиція заключається в можливості виявлення тріщин та вибоїн на дорогах в режимі реального часу та перевіряється практикою у деяких містах Південної Кореї. Над схожою концепцією також працюють в компанії Bridgestone Mobility Solutions (Нідерланди), проте тут більше сконцентровані на дорогах, якими користуються далекобійники з вантажівками. Така система дозволяє завчасно виявляти пошкодження дорожнього полотна, тим самим запобігаючи пошкодженню шин, кузова чи інших елементів транспорту або ж навіть уникнення аварійних ситуацій. Наразі такі системи актуальні не лише в Нідерландах, а й в Великобританії, Іспанії, Франції, Португалії, Швейцарії, Польщі тощо.
При цьому система може використовуватися і компаніями, які працюють над утриманням автомобільних доріг в гарному стані, оскільки в таких випадках можна спланувати профілактику пошкоджень та швидко їх усунути. Інформація, яка збирається для контролю стану покриття також може охоплювати справність і роботу дорожніх знаків, світлофорів, розмітки тощо. В АОЕ, наприклад, для цього використовуватимуть спеціальні лазерні системи.
Щодо перспектив сучасних технологій та інновацій в асфальтуванні
Варто зазначити, що розширення можливостей та удосконалення технологій і технік роботи з асфальтованими покриттями триває постійно. Чим «розумнішими» стають дороги, тим вони комфортніші, безпечніші та надійніші, а тому для України так важливі подібні інвестиції під час повоєнної відбудови та запровадження нових вимог, стандартів і технологій щодо відновлення та будівництва якісних доріг.
