Теплоизоляция тротуаров, стоянок, проездов и дорог материалом «Экстрол»

Подогрев тротуаров, автобусных остановок, железнодорожных платформ давно уже применяется во многих холодных странах мира в качестве средства от гололедицы. При этом в массовую практику теплые дороги пока не вошли. Пока их использование ограничено крупными общественно важными объектами – торговыми и офисными центрами и правительственными зданиями. Сегодня обогрев дорожного полотна используется в США, Канаде, Японии, Финляндии и странах Скандинавии.

Мировой опыт показал, что посыпать улицы песком или другими реагентами, а также производить уборку снега, как правило, намного затратнее, чем подогревать их. И если раньше в теплых тротуарах были заинтересованы в основном владельцы крупных торговых и офисных центров, то сегодня эту практику у них переняли жилые многоквартирные и частные дома. Это не только помогает избавиться от гололеда и грязи, но и существенно облегчает жизнь службам, занимающимся уборкой улиц от снега.

С другой стороны, простая теплоизоляция тротуаров, автостоянок и проездов, также позволяет получить значительную экономию средств, как при строительстве, так и при эксплуатации, за счёт снижения сроков и материалоёмкости строительства, повышения надёжности и долговечности дорожного покрытия, и, как следствие, увеличения межремонтного интервала. Решение же о дополнительном подогреве покрытия может приниматься в каждом конкретном случае по результатам сравнения вариантов.

При теплоизоляции автомобильных стоянок, проездов и тротуаров в коттеджном строительстве с использованием плит из материала «Экстрол» различных марок по плотности придерживаются правил, принятых для строительства инверсионных кровель. 

Варианты устройства теплоизоляции конструкций инверсионных кровель, в том числе эксплуатируемых с тротуарами и автостоянками, приведены в Альбоме технических решений для массового применения, шифр 05-1061/5-03 «Стены, кровля, полы цокольных и парковочных этажей с теплоизоляцией на основе экструзионной плиты утепления марок 35..45 по ТУ 2244-001-77909577-2005», разработанном в ОАО институте «УралНИИАС», Екатеринбург, 2006 г. (см. на сайте в разделе «Материал-Сертификаты»).

В зависимости от нагрузки возможны два основных варианта выполнения работ. В каждом из вариантов поверх плит теплоизоляции «Экстрол» укладывается защитно-разделительный слой из геотекстиля.

Выше геотекстиля выполняют отсыпку гравием фракции 4-8 мм с толщиной слоя 30-50 мм. При повышенных нагрузках по слою геотекстиля выполняется монолитная железобетонная плита, обеспечивающая распределение нагрузок.

Благодаря высокой прочности плит «Экстрол» на сжатие потребность в арматуре крайне мала. Если стоянка предназначена для техники не более 3.5-4 тс, дорожное покрытие с минимальной высотой 80 мм укладывают непосредственно на основание из просеянного щебня фракции 4-8 мм толщиной не менее 50 мм.

Таким образом, можно создать покрытия, отвечающие самым строгим эстетическим требованиям. В обоих случаях применение материала «Экстрол» не только упрощает строительные работы и способствует их ускорению, но и обеспечивает надёжность и долговечность дорожного покрытия.

В местах расположения деформационных швов края плит, обеспечивающих распределения нагрузок, соединяют металлическими стержнями. Это позволяет избежать излишних нагрузок на теплоизоляционный материал, которые возникают в результате вертикального смещения краёв бетонных плит под давлением транспортных средств. Деформационный шов между бетонными плитами герметизируют.

В 2007 году по заказу ГК «ЭКСТРОЛ» в ОАО «СоюзДорНИИ» было разработано «Пособие по проектированию и устройству теплоизолирующих слоев дорожной одежды из пенополистирольных плит «Экстрол» в развитие «Типовых решений по восстановлению несущей способности земляного полотна и обеспечению прочности и морозоустойчивости дорожной одежды на пучинистых участках автомобильных дорог», ОАО «Гипродорнии», ГП «Росдорнии», 2000.

Используя рекомендации Пособия по теплоизоляции дорожной одежды, достигают:

  • уменьшение/исключение морозного пучения за счет снижения сил морозного пучения грунтов земляного полотна в зоне сезонного промерзания. Это позволяет повысить долговечность дорожной одежды, в отдельных случаях снизить высоту насыпи, уменьшить толщину дренирующего слоя, исключить замену грунтов основания при строительстве дорог в водонасыщенных выемках;
  • снижение высоты насыпи при строительстве дорог в зоне вечной мерзлоты при условии сохранения грунтов основания насыпи в мерзлом состоянии;
  • уменьшение земляных работ позволяет ускорить строительство и снизить его стоимость, уменьшить экологический ущерб, наносимый разработкой грунтовых карьеров.

ГК «ЭКСТРОЛ» разработал предложение по устройству опытного участка автодороги Ивдель – Ханты-Мансийск в составе 7 пускового комплекса, для обсуждения с СОГУ «Управление автомобильных дорог» и проектной организацией Институтом УралнипродорНИИ.

Участок дороги «г. Ивдель – г. Ханты-Мансийск» по дорожно-климатическому районированию находится во II дорожно-климатической зоне. Температура воздуха составляет наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 – минус 39°С. Расчетная высота снежного покрова, имеющая вероятность превышения 5% составляет 1,09 м. Глубина промерзания грунтов 2,1 м. Тип местности по степени увлажнения 1 и 2. Район характеризуется сезонным промерзанием грунтов, суровыми морозными зимами и неблагоприятными грунтово-гидрологическими условиями.

В данных условиях, как альтернатива устройству традиционных морозозащитных слоев, могут применяться теплоизолирующие слои из пенополистирольных экструзионных плит «Экстрол» в конструкции дорожной одежд. Применение плит «Экстрол» обеспечивает снижение деформаций пучения при промерзании конструкции, и как следствие увеличивает срок службы всей конструкции. Теплоизолирующие слои из пенополистирольных экструзионных плит «Экстрол» следует применять для повышения морозоустойчивости дорожной конструкции в неблагоприятных грунтово-гидрологических условиях, характерных для 2 и 3 типа местности по увлажнению (СНиП 2.05.02-85). В зависимости от особенностей конкретного участка возможно либо не допускать промерзания грунтов насыпи и ее основания и исключить, таким образом, морозное пучение грунтов полностью, либо уменьшить глубину промерзания и, соответственно, пучение до допустимой его величины.

В данном случае, дорожная одежда с плитами «Экстрол» была признана эффективной, что подтверждают выполненные расчёты.

Российский и зарубежный опыт применения теплоизолирующего слоя из экструзионного пенополистирола в конструкции слоев дорожной одежды в условиях сезонного промерзания грунтов позволяет сделать выводы:

  • применение материала «Экстрол» позволяет снизить высоту насыпи на 0,4-0,9 м по сравнению с проектным решением, не предусматривающим устройство теплоизолирующего 
  • применение «Экстрола» позволяет предотвратить ухудшение ровности покрытия во времени в результате полного или частичного неравномерного поднятия и опускания покрытия из-за пучения или осадки грунта
  • применение «Экстрола» позволяет предотвратить в условиях Северного Урала образования в зимний период гололедных явлений на поверхности покрытия при расположении материала на глубине 0,65 от поверхности покрытия
  • применение экструзионного пенополистирола позволяет повысить несущую способность земляного полотна за счет уменьшения влажности грунта и его доуплотнение в процессе эксплуатации дороги. Теплоизолирующий слой качественно изменяет процесс промерзания по сравнению с не утепленными участками земляного полотна. На таких участках дорожной одежды грунты под проезжей частью промерзают на большую глубину, что вызывает в зимний период миграцию влаги в грунтах от обочин к проезжей части с водонакоплением под дорожной одеждой. В то время как наличие теплоизолирующего слоя обеспечивает обратный эффект, вызывает миграцию влаги в сторону обочин с осушением грунта под дорожной одеждой. Теплоизолирующий слой 0,08-0,10 м. устраняет промерзание грунта, а тем самым и его пучение, происходит только усадка грунта.
  • применение материала «Экстрол» позволяет создать условия для повышения долговечности дорожной одежды (10 и более лет, без ремонтных работ) за счет уменьшения неравномерности поднятия и опускания покрытия. Так как сравнительно небольшой срок службы дорожной одежды (2-4 года, с последующими ремонтными работами) обусловлен в первую очередь неравномерными процессами пучения и осадки грунта. В результате этих процессов покрытие ежегодно поднимается и опускается. Устройство теплоизолирующего слоя «Экстрол» позволяет стабилизировать этот процесс или полностью его устранить, повысив долговечность дорожной одежды, тем самым сократив частоту ремонтных работ и расходы на эти работы.

Таким образом, используя материал «Экстрол» в составе конструкций тротуаров, проездов и автостоянок, получают необходимый уровень теплоизоляции, обеспечивая долговременную и безопасную эксплуатацию дорожного покрытия. 

Необходимо отметить, что к процессу выбора оптимальной конструкции и параметрам её теплоизоляции необходимо привлекать специалистов в данной области знаний, либо использовать рекомендации Пособий по применению материала и защите дорожного покрытия, а также по результатам экономического сравнения различных вариантов.