Содержание
Переработанный пластик имеет множество сфер применения, одна из них – создание дорожных покрытий.
На планете около 40 млн км дорог, на расширение этой сети и создания новых магистралей ежегодно тратится 1,6 трлн тонн асфальта.
Одним из основных компонентов асфальтобетонной смеси является битум, содержание которого варьируется от 10 до 60%.
Частичная замена этого материала переработанным пластиком позволит решить проблему загрязнения окружающей среды и улучшит практические характеристики дорожного покрытия.
Мировой опыт
В 2002 году инженеры индийской компании KK Plastic Waste Management Ltd запатентовали технологию использования пластиковых отходов при асфальтировании дорог.
Этой фирме принадлежит завод в Бангалоре, перерабатывающий сегодня до 30 метрических тонн пластмасс в сутки.
На разработку технологии переработки ПЭТ бутылок, пластиковых стаканов и пакетов в компонент асфальтовой смеси ушло у индусов 5 лет.
Компания создала полимерную смесь KK Poly Blend, которая замещает 8% битума в составе асфальтобетонной смеси и улучшает характеристики дорожного покрытия.
Срок эксплуатации дорог, созданных на базе этого материала, увеличен в два раза. В своем штате KK Plastic Waste Management Ltd построили 2000 км дорог и переработали 8000 тонн пластиковых отходов.
Из Индии идея перекочевала в Западную Европу, один из руководителей шотландской компании MacRebur привез ее в свою страну и после 18 месяцев исследований запатентовал высокоэффективные добавки на основе переработанного пластика. Они выпускаются в виде гранул и хлопьев, которые добавляются вместе с битумом при производстве покрытия.
Модифицированная асфальтобетонная смесь становится прочнее на 60%, а полотно на ее основе служит в 10 раз дольше.
Лидерами производства пластикового асфальта в Северной Америке являются канадцы. Компания Green Mantra разработала инновационную технологию, позволяющую использовать при создании дорожного полотна до 20% переработанного пластика.
Модифицированный асфальтобетон активно используют сегодня для прокладки и ремонта дорог в Ванкувере.
Пластиковый асфальт в России
Технологии применения переработанных полимерных материалов в дорожном строительстве в России разрабатывала компания ОАО «Роснано».
Была создана программа «Инновационная дорога», в рамках которой новые покрытия должны были использованы при строительстве магистралей в Татарстане, Москве, Рязанской области.
Проект остался на стадии разработки, столкнувшись с необходимостью корректировки ГОСТов, СНиПов, технических регламентов.
В России улучшают качество покрытия для дорог с помощью пластиковых добавок, разрабатываемых компанией «СИБУР Холдинг».
Полимер-битумные вяжущие выпускаются из нефтепродуктов.
Рециклинг пластика в компании не внедряется, объясняется это высокими затратами и отсутствием в стране реализованных технологий по массовому сбору полимерных отходов.
Разрабатываются технологии, аналогичные индийским и канадским, в Ярославле и Новосибирске. Планируется использование асфальтобетонных смесей на основе переработанного пластика для ремонта дорог, а в дальнейшем – для прокладки магистралей.
Для реализации проектов требуется внедрение технологий по сбору и сортировки пластиковых отходов, изменение действующего законодательства.
Технология создания дорог: компоненты и укладка
Процесс создания строительного материала для дорожного покрытия идет в несколько этапов:
- сбор, сортировка и очистка пластиковых отходов;
- измельчение полимерных материалов;
- добавление измельченного и расплавленного пластика в битум;
- нагревание смеси и нанесение ее на заполнитель при температуре 160 градусов;
- обработка битумом;
- добавление смеси с пластиком для улучшения сцепления.
В результате получается асфальтобетонная смесь, которая укладываются на подготовленное основание классическим способом. Используются асфальтоукладчики для уплотнения и создания идеально ровного полотна.
Уникальную инновационную технологию использования пластиковых отходов разрабатывает голландская компания VolkerWessels.
Она заключается в литье из переработанного пластика пустотелых плит для дорожного полотна. В пустотах планируется прокладывать городские коммуникации. Плиты на таких пластиковых дорогах будут укладываться на подушку из уплотненного песка.
Отличительная особенность технологии – использование большого количества отходов, а также быстрый монтаж.
Российские специалисты проанализировали потенциал этой системы и пришли к выводу, что подобное дорожное покрытие из пластика можно использовать в климатических условиях нашей страны только для строительства тротуаров и парковых дорожек.
Как сделать покрытие своими руками?
Поклонники традиции все делать своими руками могут воспроизвести технологию производства асфальта из пластика.
Полученный материал можно использовать для мелкого ремонта полотна на парковке возле частного дома или дачи.
Для работы потребуется собрать пластиковые бутылки, удалить пробки и этикетки.
Измельченный пластик разогревают до температуры плавления. Воскообразную массу выливают в разогретый битум, добавляют гравий и перемешивают.
Образованную смесь засыпают в яму или трещину, нагревают горелкой для укладки наплавляемой кровли и утрамбовывают.
Плюсы и минусы
Основным преимуществом использование пластиковых отходов для создания дорожного покрытия является улучшение экологической обстановки в крупных городах.
Большой потенциал потребления пластмассы дорожными компаниями – это стабильное и постоянное избавление от мусора, загрязняющего не только большие города, но и мировой океан.
Среди преимуществ дорожного покрытия с пластиком:
- увеличенная прочность;
- высокая водостойкость;
- увеличение интервалов между ремонтными работами;
- снижение эксплуатационных затрат;
- высокая прочность на растяжение;
- эксплуатация при температурах в диапазоне от -40 до +80ºС;
- хорошее сцепление с колесами автомобилей;
- повышенная устойчивость к воздействию машинного масла и топлива;
- снижение деформации покрытия и отсутствие колеи;
- минимальное количество трещин, благодаря пластичности пластика;
- продолжительный срок эксплуатации.
Внешне покрытие не отличается от традиционного асфальтобетона.
Преимущества использования покрытия из переработанного пластика для городов:
- снижение расходов на содержание дорог;
- минимальные затраты на модернизацию асфальтовых заводов;
- стоимость асфальта ниже, чем при использовании покрытий с модифицированным битумом;
- снижение затрат на утилизацию мусора на полигонах.
Дороги с асфальтом на основе пластиковых бутылок и других отходов улучшит социально-экономический статус города.
Среди недостатков покрытия:
- стоимость выше обычного асфальтобетонного покрытия на 3%;
- ухудшение эксплуатационных характеристик при высоких температурах;
- отсутствие нормативной базы для внедрения покрытия.
Для производства требуется большой объем пластиковых отходов – нужна система раздельной утилизации отходов.
Заключение
Дорожные покрытия на основе переработанных пластиковых отходов — одно из наиболее перспективных направлений развития строительства автомобильных дорог. Не исключено, что скоро эта сфера станет одним из стабильных каналов сбыта для бизнеса на переработке пластика.
Использование инновационных материалов поможет снизить расходы на прокладку и содержание магистралей, избавить города от пластикового мусора.
Еще одна хорошая идея для дорожного строительства — асфальт с резиновой крошкой, о котором можно прочесть здесь.
Статья о том, что в России планируют перенять голландский опыт по укладке дорог из переработанной пластмассы. В конце статьи — интересное видео о пластиковых дорогах в Голландии.
Тестирование нового дорожного покрытия началось еще в 2015 году. Высокопрочный пластик предполагается создавать из переработанных отходов, получая на выходе очень надежный материал со сроком службы, превышающим долговечность асфальтного покрытия в 3 раза.
Теперь же пластик для дорог намерены всесторонне изучить московские специалисты из «Центра экспертиз, исследований и испытаний в строительстве». Они планируют приобрести материал для тестирования на прочность, ровность покрытия, толщину и даже на реакцию на перепад температур, чтобы вынести собственное мнение.
Экология и экономия
Зарубежные специалисты намного больше российских озабочены состоянием окружающей среды и внедрением способов ее сохранения. Привычный всем асфальт состоит из гравия, песка и битума, получаемого из таких полезных ископаемых, как сланец, уголь, нефть. Все эти ресурсы из года в год все более истощаются, становясь все дороже.
При этом поля, леса и даже океаны покрываются толстым слоем твердых отходов, в том числе изобилием пластиковых. Этот факт навел химиков и технологов на идею использовать мусор во благо, очищая планету и одновременно создавая идеальные автобаны.
Plastic Road родился в очень авторитетном проектном бюро Royal VolkerWessels Stevin N.V, чьи сотрудники считаются ведущими в Европе по портовому и мостовому, спортивному и дорожному строительствам, телекоммуникациям и энергоснабжению на протяжении последних 160 лет.
Преимущества пластиковой дороги
Технология укладки дорог из пластика предполагается более упрощенной по сравнению с другими покрытиями. Для цементобетонных дорог в плитах предусматривают сквозные каналы, через которые тянут покрытые антикоррозийной смазкой стальные тросы, а напрягаемую арматуру убирают в полиэтиленовые трубки для ее свободного перемещения. Торцы между плитами заливают герметиком. Таким образом создается экономия на устройство основания для дороги.
А что же пластиковые дороги? Им не нужна такая многослойность, они отлично лягут на песочную подушку даже в регионах с весьма переменчивым климатом и разноплановыми осадками. Это делает строительство не только быстрым, но и необычайно простым и дешевым. Пластику не только не страшны осадки, но и попадание горючих веществ, автомобильных масел и электролитов. Стойкость к любому температурному воздействию, будь то +80 или -40 градусов, делает пластиковое покрытие незаменимым в российских реалиях.
Наличие полости внутри пластика даст возможность удобно разместить там любые коммуникации: газ, водопровод, линию связи, электрику. В северных регионах можно даже предусмотреть возможность подогреваемой дороги, основательно снизив аварийность в суровые зимы.
На литые дорожные панели, устанавливаемые «стык-в-стык», предполагается сразу наносить всю необходимую дорожную разметку, которая продержится существенно дольше обычной краски. А в грандиозных планах авторов этого проекта – функция изменения цвета дороги в зависимости от температуры окружающей среды для сообщения водителям, например, о наледи.
Тесты показали, что фрикционные возможности автомобильных шин на пластиковом покрытии ничем не уступают сцеплению на асфальте. Хотя пластик не является гигроскопичным материалом, эксперименты технологов вполне могут привести его к нужной степени «шершавости». А в случае осадков влагу с поверхности предполагают отводить путем большого количества маленьких отверстий, либо посредством иного способа дренажа.
Недостатки пластикового покрытия
При таком количестве неоспоримых преимуществ каковы же недостатки? Пока имеются сомнения относительно предельной массы, которую способно выдержать пластиковое полотно. Например, какова будет длительность эксплуатации крайних полос скоростных трасс, по которым курсируют междугородние автобусы и груженые самосвалы. Сможет ли выдержать пластик столь большую ежедневную нагрузку?
Конкуренты пластиковой дороги
Канадское дорожное полотно из бытовых отходов
Канадские инженеры первыми начали экспериментировать с разнообразными дорожными покрытиями. В Ванкувере уже замостили несколько улиц усовершенствованным материалом, состоящим из сочетания асфальта с бытовыми отходами – пластиковыми стаканчиками и бутылками, молочными пакетами и прочим мусором. Смесь составлена в пропорции 80:20, что выдает в итоге вполне привычный глазу серый асфальт, чья прелесть состоит в том, что несколько его километров помогают очистить кубометры земли от мусора. Кроме того, для его производства требуется меньшая температура по сравнению с традиционным асфальтом, что ощутимо снижает энергетические затраты.
Безусловно, не обошлось и без критики в адрес нового покрытия. Скептики выдвинули предположение, что наличие в асфальтовом полотне пластика делает его более токсичным, а, значит, опасным для здоровья людей и окружающей среды.
А тот факт, что производство пластиковой дороги обходится на 3% дороже асфальтовой, вполне оправдывается экономией на утилизации огромных свалок пластикового мусора.
Американская дорога из полиэтилена
Американские технологи давно уже внедрили альтернативное покрытие EcoRaster. Удивительное водонепроницаемое полотно состоит из соединенных в единую систему решетчатых плит, созданных из переработанного полиэтилена. Ячейки блоков заполняют галькой, гравием и даже растительностью, которая спасает от эрозии почвенные покровы, а ливневые воды очищаются от загрязнения посредством природной фильтрации.
Для производства уникального покрытия пластик подвергают сильному нагреву, превращая в пасту, а затем смешивают с традиционными составляющими обычной дороги. Таким образом получается все та же асфальтовая дорога, улучшенная, более прочная и долговечная именно благодаря пластиковому компоненту. А так как срок эксплуатации возрастает, государство экономит бюджет за счет ремонтных работ.
Даже если в каких-то местах такое дорожное покрытие повредится, его ремонт займет минимум времени, сил и материальных затрат. Асфальт приходится дробить отбойным молотком, замешивать горячий гудрон и заделывать им выбоины или заливать новое полотно. А пластик всего лишь необходимо разогреть до определенной температуры и, словно детский пластин, растянуть по поврежденному участку дороги.
За время использования EcoRaster ученые провели исследование и подсчитали, что всего за один год эксплуатации уровень парниковых газов снизился на 300 тонн.
Трасса из резиновых покрышек в Аризоне
В американском же штате Аризоне применяют еще один вид асфальтового покрытия – с переработанными резиновыми покрышками. Столь необычная добавка делает дорогу быстросохнущей после осадков или случайного разлива жидкости, а также менее скользкой по сравнению с традиционной асфальтированной трассой.
Российские реалии
Если бы российское дорожное строительство начало перенимать опыт зарубежных стран, это позволило бы сэкономить колоссальные суммы на ремонте дорог. Почти миллион километров автомобильных трасс ежегодно требует вливаний, измеряющихся 1-2 триллионами рублей.
Пока в нашей стране существует единственная компания-монополист, выпускающая дорожные полимерные добавки. Однако в компании «СИБУР Холдинг» понимают, со сколькими трудностями ей придется столкнуться, и поэтому не планирует выпускать инновационный продукт. Отсутствие нормативной базы и технических стандартов по работе с полимерами для дорожного покрытия выводит проблему пластиковых дорог на законодательный уровень. Внесение изменений в технический регламент требует соответствующего ГОСТа, для этого нужно одобрение СоюздорНИИ, а ему – вышестоящего Росавтодора. А на последнего будут давить дорожно-строительные компании, отстаивающие свои интересы.
Поэтому пластиковые дороги Россия увидит еще не скоро.
Видео о пластиковых дорогах в Голландии:
Ребята, мы вкладываем душу в AdMe.ru. Cпасибо за то,
что открываете эту красоту. Спасибо за вдохновение и мурашки.
Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте
По данным Национального географического общества, ежегодно в океан попадает 9 млн тонн пластика. При этом в мире перерабатывается всего 9,5 % пластиковых отходов. Масштабы загрязнения настолько высоки, что экологическое сообщество говорит о кризисе. Чтобы помочь планете, крупная химическая компания Dow Chemical решила использовать пластмассовые отходы для строительства дорог.
Нам в AdMe.ru очень импонируют подобные поступки, поэтому мы хотим поведать читателям о нетривиальной инновации.
В океане существуют целые мусорные острова, самый известный из которых – Тихоокеанский мусороворот, или Большое тихоокеанское мусорное пятно. Рыбы и другие океанические жители нередко принимают пластиковые отходы за еду: исследователи обнаруживают крышки, зажигалки и другие мелкие предметы в желудках животных и птиц.
Некоторые виды мусора выделяют вещества, которые вступают в реакцию с водой и отравляют ее. Согласно исследованиям, Китай, Индонезия, Филиппины, Таиланд и Вьетнам сбрасывают в океан больше пластиковых отходов, чем весь остальной мир.
В Dow Chemical неравнодушны к загрязнению океана. Поэтому с 2017 года компания сотрудничает с индонезийским правительством. Цель – сократить количество мусора, выбрасываемого в океан, на 20 % к 2025 году. Помощь компании нетипична, ведь мусор не просто утилизируется на специальных заводах, а участвует в рециклинге – процессе возвращения отходов в производственный цикл.
Специалисты Dow перерабатывают отходы и используют этот материал для строительства дорог. Кроме полученной субстанции в составе дорожного полотна есть минералы и битум, но их соотношение держится в секрете.
Первые испытания дорог из пластика проводили в городе Депок. Опытный образец был длиной 1,8 км и покрывал площадь 9 781 кв. м, на него ушло 3,5 тонны пластмассового мусора. Тесты проводились два месяца, после чего дорогу признали более прочной и устойчивой, чем традиционные.
Химическая компания построила дороги в двух индийских городах – Пуне и Бангалоре. Из более чем 100 тонн рециклированного пластика (или 25 млн упаковок) получилось 40 км новых магистралей. Мусор помогают собирать волонтеры, которые передают отходы местным переработчикам. Пластик в новом качестве попадает на асфальтовые заводы, где его добавляют в асфальтобетонную смесь.
Такие дороги более долговечны, чем обычные асфальтовые: они гораздо меньше подвержены механическому разрушению и коррозии. Дорожное полотно комфортно переносит температуру от -40 °С до +80 °С. Покрытие износостойкое, значит, выбоин станет меньше. В перспективе это может даже уменьшить количество аварий и пробок. Специалисты из Dow Chemical уверены, что дороги из пластиковых бутылок прослужат минимум 50 лет, в то время как обычные – лишь около 16.
Скептики беспокоятся, что новые дороги могут выделять вредные вещества, однако, чтобы это произошло, температура должна достичь +270 °С. Есть и еще одно преимущество: выброс парниковых газов при производстве дорог из пластика на 30 тонн меньше, потому что 10 % битума в них заменено переработанным пластиком.