Дорожная отрасль в России, где сеть автодорог простирается на 4,4 миллиона километров, наиболее остро сталкивается с сезонностью. 
Суровая зима фактически парализует строительные работы: традиционный горячий асфальт на битуме требует нагрева до 150–180 °C, а обеспечить такие условия в морозы невозможно. Ученые Пермского Политеха вместе с МАДИ, РОСДОРНИИ и Российской академией транспорта разработали новый вид материала — полидисперсную битумную суспензию, которую можно хранить до сорока лет в герметичной упаковке и использовать даже при минус 15 °C.
Главная особенность суспензии — ее стабильность и пластичность в условиях низких температур. По словам профессора ПНИПУ Андрея Кочеткова, в состав входят минеральный порошок, вода и вязкий битум, который добавляется в смесь порционно при температуре не ниже 155 °C. Резкий перепад температуры приводит к тому, что битум распадается на микроскопические сферические частицы, которые сразу же покрываются известняковой взвесью. В результате получается своеобразный «запечатанный» битум, где минеральная оболочка функционирует как твердый эмульгатор и препятствует слипанию частиц.
В конечном виде материал напоминает влажный песок или пластилин. Для превращения его в полноценную ремонтную смесь достаточно добавить воду, песок и щебень — и использовать как обычный асфальтобетон без предварительного разогрева. По сути, это «консервированный» битумный полуфабрикат, который сохраняет свойства горячего аналога, но не требует особых условий хранения.
Ключевой задачей стало исследование качества нового материала, в первую очередь — размера частиц битума, от которого зависит стабильность суспензии при хранении и ее поведение при укладке. Для этого ученые использовали цифровой микроскоп и метод седиментации: наблюдали, как частицы различного размера оседают в цилиндре. Все этапы были зафиксированы на фотографии и обработаны специальной программой, которая анализирует контрастность и структуру слоев осадка, позволяя точно определить размер фрагментов и скорость их оседания.
Эксперимент подтвердил наличие широкого распределения частиц — от 0,4 микрометра до 100 микрон. Такая полидисперсность обеспечивает плотную упаковку, когда мелкие частицы удерживают крупные, создавая устойчивую и однородную структуру. Благодаря этому новая смесь не расслаивается при хранении, не требует сезонной замены и может оставаться пригодной к использованию на протяжении десятилетий. Это коренным образом отличает ее от битумных эмульсий, срок годности которых ограничен несколькими неделями.
По словам разработчиков, новая технология позволяет формировать стратегические запасы дорожных материалов, хранить их без снижения качества и проводить ремонт независимо от времени года. Для России это может означать переход к действительно круглогодичному обслуживанию дорог и снижение затрат на их содержание.
Фото: hi-tech.mail.ru
