Ирина Курденкова
к.т.н., доцент МАДИ, ученый
секретарь Ассоциации исследователей асфальтобетона
Дорога играет особую народно-хозяйственную роль, но выполняет также и важную социальную функцию — служит местом утилизации отходов. Сделать утилизацию с полезным эффектом возможно, если речь идет о пластиковых бытовых отходах, поскольку полимеры, как правило, хорошо взаимодействуют с асфальтобетоном. Пластиковые бытовые отходы могут включать в себя фрагменты упаковки, разнообразные бутылки для жидкостей, крышки от них, лотки для еды, игрушки, одноразовую посуду, канцелярские папки и прочее. В химическом плане пластиковые отходы представлены полиэтиленом высокой плотности (ПЭВП), полиэтиленом низкой плотности (ПЭНП), полипропиленом (ПП), полистиролом (ПС), полиэтилентерефталатом (ПЭТ), поливинилхлоридом (ПВХ). Утилизация их стандартными путями (захоронением или сжиганием) затруднена и в экологическом плане опасна. Применение их в асфальтобетоне логично и не требует дополнительного оснащения.
Однако не всякий вид полимера «дружит» с битумом. Как известно, по типу полимера в пластиковых отходах различают термопластичные и термореактивные материалы. Термопласты составляют 80%, а термореактивные — примерно 20% от общего объема образуемых отходов потребительских пластиков. Сложность заключается в том, что при применении пластиковых отходов не приходится выбирать и надо быть готовым работать с любым типом полимера эффективно.
Несмотря на похожесть компонентов, стратегия применения первичных полимеров (к примеру, для ПБВ) и пластиковых отходов в асфальтобетоне различается. В первом случае, при получении ПБВ целевой функцией является выбор типа полимера, который улучшает свойства вяжущего; при этом дозировка полимера принимается возможно минимальной; сопутствующими задачами является гарантия однородного распределения полимера в вяжущем и обеспечение стабильности во времени полученной однородной структуры.
Во втором случае, при модифицировании пластиковыми отходами целевой функцией является их утилизация, то есть обеспечение возможности применения широкого спектра полимерных материалов и в максимально возможном количестве; улучшение характеристик полученного модифицированного асфальтобетона рассматривается как сопутствующая задача.
Для производства асфальтобетонных смесей с использованием отходов пластика в настоящее время применяют два способа: сухой и мокрый. В сухом процессе переработанные отходы пластика добавляются после измельчения непосредственно в смеситель, тогда как во влажном процессе переработанные отходы пластика в виде порошка добавляются предварительно в разогретый битум.
Наибольший практический опыт применения пластиковых бытовых отходов в дорожном строительстве накоплен в Индонезии, Индии, Непале, Шотландии, США и ряде других стран. Результаты исследований свидетельствуют, что после модифицирования смесь структурирована, имеет повышенную долговечность, улучшенную усталостную долговечность и колеестойкость, а вяжущее имеет повышенную температуру размягчения и пониженное значение пенетрации при подходящей пластичности. Это пригодно для применения в жарком климате. Однако имеются ограничения: характеристики модифицированного материала при пониженных температурах не дают оснований рекомендовать такой материал для широкого применения в климатических условиях большей части территории России. Решение проблемы найдено в новом подходе в виде технологии комбинированного или гибридного модифицирования асфальтобетона. Такой подход позволит применить модификаторы не только термопластичного характера, но и откроет дорогу утилизации термореактивных пластиков, имеющих включения волокон и других частиц, не нарушая, а даже улучшая качество асфальтобетона. Остается слово за муниципалитетами — основательно решать задачу раздельного сбора и переработки пластиковых бытовых отходов, выработать меры экономической заинтересованности в их применении.