Не отходы, а ценное сырьё

От теории к практике. Разработка учёных СибАДИ по вторичному использованию побочных продуктов энергетики будет применена при строительстве крупного участка автомагистрали

Рост автомобильного потока в крупных городах приводит к острым проблемам транспортной инфраструктуры - перегруженность улиц, снижение скорости движения и ухудшение экологической обстановки. Строительство объездных дорог является одним из эффективных способов решения этих проблем, обеспечивая выведение транзитного транспорта за пределы городской агломерации, снижая нагрузку на городские магистрали.

Северный обход Омска – масштабный инфраструктурный проект, получивший одобрение Главгосэкспертизы России. Проект предусматривает создание 65,38-километровой скоростной автомагистрали, включающей пять транспортных развязок и два моста через реки Иртыш и Омь, соединяющий федеральные трассы Тюмень—Омск и Омск—Новосибирск. Дорога станет частью другого масштабного проекта – строительства единого транспортного коридора «Россия» от Санкт-Петербурга до Владивостока. Ожидается, что реализация проекта значительно улучшит транспортную ситуацию в Омске, оптимизировав движение и снизив уровень транспортного шума и загрязнения в центральной части города.

Однако уникальность данного проекта заключается не только в масштабе и транспортном значении. Северный обход Омска является пилотным проектом в России по масштабному применению золошлаковых материалов. Это стало возможным благодаря плодотворному сотрудничеству между проектировщиками и научным сообществом, в частности, командой учёных Сибирского государственного автомобильно-дорожного университета (СибАДИ) под руководством доцента кафедры «Проектирование дорог» СибАДИ Александра Лунёва. Молодой ученый, руководитель центра компетенций вторичного применения материалов, осуществил комплексное научное сопровождение проекта – от научных исследований до разработки инновационных технологических решений.

Использование золошлаковых материалов, в качестве техногенных грунтов для насыпей Северного обхода Омска представляет собой эффективное решение нескольких взаимосвязанных проблем. Во-первых, это позволяет утилизировать значительные объемы промышленных «отходов», снижая экологическую нагрузку на окружающую среду и предотвращая дальнейшее загрязнение территорий. Во-вторых, использование вторичных ресурсов существенно снижает стоимость строительных работ по сравнению с использованием традиционных материалов, таких как песок, гравий и щебень. В-третьих, дефицит природных строительных материалов в регионе делает использование золошлаков единственно возможным решением для реализации такого масштабного проекта, как строительство Северного обхода.

Решение о применении золошлаковых материалов было принято с учетом результатов многолетних исследований и разработки специальных технологий их подготовки и использования в дорожном строительстве. Опыт работы с данным типом материалов опирался на научную школу, заложенную профессором В.В. Сиротюком, чьи исследования положили основу для разработки инновационных технологий. Его подход, ориентированный на решение сложных инженерно-технических зада с использованием нетрадиционных материалов, стал основополагающим при разработке технико-экономического обоснования строительства. В данном контексте, использование золошлаков является ярким примером практического применения научных разработок для решения актуальных проблем современного дорожного строительства.

Золошлаковые материалы - это минеральная несгорающая часть угля, состоящая из золы уноса и топливного шлака. Миллиарды кубометров этого «отхода» занимают колоссальные площади земельных участков в окрестностях крупных городов. Эти полигоны увеличиваются ежегодно, становятся причиной подтопления соседних земельных участков, т.к. нарушают естественный водоток, загрязнения воздуха в ветряную погоду.

Успешное применение разработанной технологии подтверждается практическим опытом. Строительство двух крупных транспортных развязок в Московской области, где земляное полотно высотой до 15 метров было выполнено с использованием золошлаковых «отходов», показали эффективность предложенного подхода. Анализ данных объектов показал соответствие прочностных и деформационных характеристик полученных конструкций установленным нормативным требованиям. Данные результаты, наряду с лабораторными исследованиями, подтверждают перспективность использования золошлаков в качестве строительного материала в дорожном строительстве.

На выставке «Инновации года» были представлены разработанные материалы, включающие геополимерный бетон, различные составы золошлаковых смесей и грунтов, укрепленных комплексными минеральным вяжущими. Эти материалы прошли тщательное испытание на соответствие требованиям ГОСТ, подтвердив их пригодность для использования в дорожном строительстве. Разработки учёных СибАДИ расширяют спектр возможных применений промышленных отходов строительстве.

Ключевым аспектом разработанных технологий является их совместимость с существующей материально-технической базой дорожно-строительных предприятий. Ориентация на использование стандартного парка техники с минимальными модификациями (например, применение коррозионно-стойких трубок в системах подачи химических реагентов) позволяет существенно снизить капитальные затраты на внедрение инноваций и обеспечить их экономическую эффективность. Таким образом, предложенные технологии не требую значительных инвестиций в новое оборудование, что делает их привлекательными для широкого внедрения в дорожно-строительном секторе. Дальнейшие исследования направлены на оптимизацию состава материалов, уточнение технологических параметров и проведение широкомасштабных испытаний в реальных условиях эксплуатации, что позволит определить долговечность и надежность дорожных покрытий, созданных с использованием разработанных материалов.

Выбор золошлаковых материалов в качестве основного строительного материала для насыпей Северного обхода Омска подтверждает практическую ценность проведенных исследований. Конструктивно-технологические решения, разработанные экспертами ООО «ГЕО-ПРОЕКТ» с учетом результатов исследований СибАДИ, учитывают специфические свойства золошлаков: их пористость и легкость, обеспечивающие уникальных водно-тепловой режим земляного полотна. Применение данных материалов является также экономически выгодным решением, поскольку они являются побочным продуктом теплоэнергетики, а их использование позволяет решить проблему дефицита традиционных строительных материалов в регионе.

В настоящее время разработанная технология находит дальнейшее применение в крупном инфраструктурном проекте — строительстве Северного обхода Омска. Использование золы и золошлаков в этом проекте позволит не только решить проблему утилизации промышленных «отходов», но и снизить стоимость строительства, сохранив при этом высокие качество и надежность дорожного полотна.