Тема использования вторичных ресурсов хорошо знакома российским дорожникам: при строительстве и ремонте дорог применяется вторичный асфальтобетон – гранулят, получаемый при холодном фрезеровании покрытия, или сортируемый переработанный асфальтобетон (RAP), битумное вяжущее улучшают добавками на основе крошки из б/у резины, золошлаками с ТЭЦ укрепляют местные грунты.
По данным Росприроднадзора, по итогам 2021 года общая масса накопленных отходов в России составила 53 млрд тонн. Большей частью вся эта масса состоит из вскрышных пород, покрывавших залежи полезных ископаемых и вынутых при их добыче. В основном золошлаки и вскрышные породы относят к отходам низкого класса опасности.
Основная проблема – в площади, которую они занимают: колоссальные отвалы располагаются на обширных территориях, которые могли бы служить землями лесного фонда или с/х назначения.
В прошлом году Кабинет министров утвердил паспорт одноименного федерального проекта и отраслевые программы применения отходов строительства в качестве вторсырья. Тогда же вступили в силу изменения в федеральном законе «Об отходах производства и потребления», стали определены понятия «вторичные ресурсы», «вторичное сырье» и «побочные продукты». В настоящее время формируется перечень видов продукции, работ, услуг, производство, выполнение и оказание которых осуществляется с использованием определенной доли вторичного сырья в их составе.
Концепция экономики замкнутого цикла предлагает рассматривать отходы как ресурсы. Это принципиально новый подход к производству и потреблению любой продукции. Экономика замкнутого цикла – тот инструмент, который позволит производственным механизмам различных отраслей работать в новом, более экологичном режиме, снижая темпы добычи новых ресурсов и расширяя переработку отходов. В настоящее время используется не более 30% от образующегося объема отходов, и без нового режима обращения с ними отвалы будут только расти.
Способы использования промышленных отходов в дорожном строительстве, а также условия для их применения обсуждались на конференции «Экономика замкнутого цикла в дорожном строительстве. Компания «Российский экологический оператор» рассказала о работе над проектом, предусматривающим реализацию вторичных ресурсов в сфере строительства и ЖКХ. Программа распространяется в том числе и на отрасль дорожного хозяйства, она будет учитывать практику использования строительных отходов и получение из них полезного продукта. Действие проекта рассчитано пока до 2030 года, оно сопряжено с развитием отрасли обращения с отходами и их переработки и нацелено на двукратное снижение объемов захоронений к этой дате.
Российская дорожная отрасль обладает огромным потенциалом для использования вторичных материалов. Переработанный асфальтобетон, золошлаковые отходы, шинная резина – все это и многое другое так или иначе уже используется в дорожном строительстве. Как отметил в ходе конференции начальник Управления научно-технических исследований, информационных технологий и хозяйственного обеспечения Федерального дорожного агентства Сергей Гошовец, дорожная отрасль является одной из передовых сфер в части применения вторичных материалов.
Федеральный проект «Экономика замкнутого цикла» предусматривает увеличение доли использования вторичных ресурсов в строительной отрасли к 2024 году до 20%, а к 2030 году – до 40%. С точки зрения объемов использования и экономической эффективности наиболее перспективное для дорожного строительства вторсырье – это вторичный асфальтобетон и золошлаковые материалы. Нормативная база для их масштабного применения в отдельных направлениях дорожного строительства уже существует. В 2021 году введен в действие стандарт, нормирующий применение вторичного асфальтобетона.
В числе преимуществ использования вторичного асфальтобетона (RAP): повышение сопротивляемости покрытия усталостному трещинообразованию из-за меньших прогибов более жесткого покрытия с RAP, удешевление асфальтобетона, энергоэффективность приготовления органоминеральных смесей. Однако в настоящее время вторичный асфальтобетон, полученный при фрезеровании дорожного покрытия, должен складироваться в качестве отхода IV класса опасности, что сильно обесценивает полезный ресурс.
Еще один вид перспективного вторичного сырья – золошлаки, образующиеся на угольных теплоэлектростанциях. Более 170 российских угольных ТЭС ежегодно сжигают миллионы тонн угля. В результате их работы остаются несгорающие минеральные шлаки и мелкодисперсная летучая зола. Из смеси этих веществ и состоят многочисленные золошлаковые отвалы. Доля угольных электростанций в России в ближайшее время если и снизится, то незначительно.
Директор по реализации золошлаковых материалов ООО «Сибирская генерирующая компания» Петр Саньков: «Угольная генерация будет жить и здравствовать. Стратегия развития энергетики РФ подразумевает только развитие и наращивание угольных мощностей, особенно в восточной части страны. Поэтому шлаки там будут образовываться стабильно. Наиболее перспективное применение золошлаков в дорожном строительстве – это сооружение насыпей земляного полотна автомобильных дорог и планировочных насыпей: потребность в материале для таких объектов измеряется сотнями тысяч тонн. Золошлаковые смеси обрабатывают неорганическими вяжущими, получая таким образом укрепленный грунт. Также их используют в качестве компонентов других строительных материалов – например, цемента или бетона».
Вторичный асфальтобетон и золошлаковые смеси – наиболее перспективные, но далеко не единственные вторичные материалы, которые могут быть применены в дорожном хозяйстве. Среди прочих вторичных ресурсов, которые могут быть полезны дорожникам, – изношенные автомобильные покрышки, стеклобой, целлюлоза, пластик и даже компост. Резиновая крошка, которую получают из старой шинной резины, уже используется как модификатор битума, положительно сказывающийся на долговечности слоев дорожной одежды. Для его изготовления резину измельчают до состояния пудры, которую затем смешивают с органическим вяжущим.
В Республике Беларусь резинобитумное вяжущее (РБВ) используют давно и активно: с 2012 года оно применяется на всех ее основных магистралях, в том числе в верхних слоях покрытия. Объем выпуска такого вяжущего в период с 2012 по 2022 год в республике превысил 3 800 000 тонн, в 2017 году его поставляли в Россию для экспериментальной укладки на автодороге Калуга – Тула, а в 2019 году около 200 тонн РБВ привезли в Башкортостан для ремонта участка дороги Белорецк – Учалы – Миасс.
«Сперва мы применяли дробленую резину как простой заполнитель для асфальтобетонной смеси, но пришли к необходимости более сложной технологии: поверхность резиновой крошки следует активировать диспергированием, перетиранием, обмерзанием – как угодно, но она должна быть максимально развернута для лучшего сцепления с битумом, – рассказал представитель БелдорНИИ. – Смешав мелкодисперсную крошку с вяжущим, мы гранулируем смесь и транспортируем ее в сухом виде.
Применяем ее на дорогах высоких категорий в щебеночномастичном асфальтобетоне, показатели которого сравнимы с ЩМА на полимерно-битумном вяжущем», – рассказывает Андрей Смыковский, первый заместитель директора Белорусского дорожного научноисследовательского института.
Белорусские коллеги обладают всей необходимой нормативной базой для использования РБВ, технологическими картами и расценками. Тем не менее оно применяется не директивно: на выбор в пользу РБВ влияет в первую очередь его стоимость.
По оценкам экспертов, применение резинобитумного вяжущего может улучшить физикомеханические и реологические показатели асфальтобетонов, увеличить коэффициент сцепления покрытия с колесом автомобиля, снизить шум транспортного потока, уменьшить толщину конструктивных слоев дорожной одежды. Так, исследования, проведенные экспертами АБЗ 1, показывают, что модифицированный резиновой крошкой битум предпочтительно использовать в смесях для укладки в слоях основания и нижних слоях покрытия.
На высоконагруженных магистралях с интенсивным движением в верхнем слое покрытия лучше применять полимерно-битумное вяжущее, более устойчивое к механическим воздействиям и химическим реагентам. Измельченная резина служит материалом плит временного дорожного покрытия, также ее могут использовать в производстве дорожных ограждений.
Изготовлением резиновых аналогов «Нью-Джерси» и водоналивных буферов, пешеходных островков и разных вертикальных ограждающих устройств занимается «НПФ «Дорожный элемент» (г. Казань). Предприятие разработало ряд резиновых изделий, эксплуатация которых существенно проще, чем в случаях с бетонными конструкциями. Со слов производителя, локальная практика их использования в регионах подтверждает потенциал разработок, но для масштабного использования таких изделий нужна доработка соответствующей нормативной документации в сотрудничестве с профессиональным сообществом.
Не стоит забывать о том, что асфальтобетон, золошлаки и резиновая крошка – это не готовые к работе материалы, а вторичные ресурсы. Они должны пройти через отбор непригодных компонентов, и уже оставшаяся после этого масса пойдет на нужды дорожного хозяйства в качестве вторсырья. Если такое сырье будет дороже природного, то замыкание экономического цикла станет невыгодным. Поэтому необходимо тщательно исследовать каждое направление использования вторичных материалов, чтобы получать приемлемый по цене продукт с конкретными свойствами, соответствующими нормативным требованиям.
Представители генерирующих компаний говорят о готовности участвовать в развитии технологий переработки вторичных ресурсов и даже создавать собственные опытные участки дорог, чтобы максимально вникать в нюансы дорожного строительства. Но для этого производителям вторсырья нужны гарантии сбыта новых материалов и окупаемости их производства – сейчас в роли таковых выступают лишь планы по использованию вторичных материалов в строительной отрасли в целом.
текст: Кристина Симонова, фото: stroiteh-msk.ru, rosavtodor.gov.ru