1. Состояние проблемы. В настоящее время дорожное строительство в РФ сосредоточено, в основном, в районах с умеренными климатическими условиями. Вместе с тем, при ориентации экономики преимущественно на развитие добывающих отраслей приобретает актуальность задача развития дорожной инфраструктуры в добывающих регионах, в большинстве своем расположенных в северных районах. Для этих районов характерно наличие длительного морозного периода с низкими (до минус 50 С) температурами. Так, на участке магистрального нефтепровода Сургут-Пермь продолжительность безморозного периода составляет всего 105 суток, при этом возможны заморозки практически в любое время безморозного периода, что многократно увеличивает температурные циклические нагрузки на дорожные одежды. Кроме того, большинство из этих районов характеризуется глубоким промерзанием грунтов, что приводит к быстрому разрушению дорожных покрытий в связи с возникновением мощных сдвиговых напряжений во время перехода от отрицательных температур к положительным и обратно. Вследствие этого, а также в связи с практическим отсутствием в указанных районах собственного производства дорожных органических вяжущих материалов (за исключением района Перми), основная масса автодорог представлена необработанными щебеночными (песчано-гравийными) покрытиями, обладающими низкими эксплуатационными свойствами и имеющими высокое пылеобразование, что приводит к преждевременному износу транспортных средств. С другой стороны, современная номенклатура органических вяжущих материалов для дорожного строительства не предназначена для использования в районах с очень низкой отрицательной температурой, что связано с их относительно низкой морозостойкостью. Наиболее рациональным для указанных районов является применение технологии укрепления грунтов по методу поверхностной обработки, позволяющей максимально расширить температурный интервал строительства и сократить затраты на строительство и эксплуатацию автодорог. К сожалению, применение технологии укрепления грунтов в районах с низкими отрицательными температурами тормозится практическим отсутствием морозостойких (до минус 50 C) органических вяжущих материалов в отечественной и мировой практике.

2. Цель работы. Повышение эксплуатационных характеристик автодорог с максимальным использованием местных ресурсов путем:
- разработки морозостойких (до минус 50 C) органических вяжущих материалов;
- разработки технологии получения водоэмульсионных составов для укрепления грунтов методом поверхностной обработки;
- разработки технологии укрепления природных грунтов морозостойкими органическими вяжущими материалами.

3. Отличия, новизна и преимущества. Будет создана оптимальная технология получения и применения морозостойких (до минус 50 C) водоэмульсионных полимербитумных грунтоукрепляющих материалов (ВЭГУМ), основанная на отечественной, преимущественно местной материально-технической базе. В качестве компонента сырья впервые будут использованы остатки перегонки нефти на малогабаритных нефтеперерабатывающих установках (мини НПЗ), расположенных непосредственно на месторождениях. ВЭГУМ будут использованы как в покрытиях и основаниях дорожных одежд, так и в морозозащитных слоях, что позволит существенно сократить расходы на строительство и эксплуатацию автодорог. В технологии производства и применения ВЭГУМ будут использованы новейшие технические решения, прошедшие опытную проверку и включающие методы бесконтактного воздействия на интенсификацию процесса производства, структуру и технологическую устойчивость вяжущего материала, позволяющие снизить энергетические затраты на получение компонентов ВЭГУМ по сравнению с на данный момент существующими.

4. Исходные данные. В основу предложения положены результаты исследований и практического использования разработки технологий получения и применения материалов, предназначенных для использования в условиях Сибири и Крайнего Севера, выполненных в течение 1985-2000 гг. в интересах Минавтодора РСФСР, Минтранса и МО СССР и РФ и других организаций. Результаты исследований проверены в опытных и промышленных масштабах в дорожном строительстве Томской, Кемеровской областях, Алтайском и Красноярском краях и Бурятии. Экспериментальные, опытные, опытно-промышленные и промышленные технологии производства и результаты применения различных вяжущих материалов, включая образцы ВЭГУМ, оформлены соответствующими документами. В результате выполнения НИОКР построены экспериментальные и опытные участки автодорог, а также участки автодорожных магистралей, по сроку службы и эксплуатационным показателям уже превысившие существующие аналоги. Выполнены исследования по использованию остатков атмосферной перегонки нефти на мини НПЗ в различных регионах РФ, в качестве сырья для получения дорожных битумов и ВЭГУМ. Показано, что остаток от перегонки нефти может быть использован в производстве дорожного битума марки 70/90, при этом время окисления остатка в битум на локальных установках типа Т-309 может быть сокращено до 2 часов.

5. Содержание работы. Предполагается:
- исследовать закономерности получения морозостойкого органического вяжущего материала на основе нефтяных остатков мини НПЗ;
- исследовать закономерности получения ВЭГУМ и их взаимодействие с грунтами, используемыми в дорожном строительстве;
- исследовать поведение укрепленных грунтов в условиях циклических температурных и механических нагрузок;
- провести оптимизацию состава, технологии получения и применения ВЭГУМ;
- разработать и сертифицировать (утвердить и согласовать) в соответствии с Российским законодательством технологические регламенты и технические условия на ВЭГУМ и способы их применения;
- организовать опытно-промышленное производство ВЭГУМ составов и осуществить строительство экспериментальных и опытных участков автодорог;
- осуществить приемку технологии, экспериментальных и опытных сооружений Межведомственной комиссией.

6. Основные технические (тактико-технические) показатели. ВЭГУМ и технология их производства и применения должны обеспечивать строительство автодорог и инженерных сооружений при температуре окружающей среды от плюс 5 до плюс 50 C и их нормальную эксплуатацию при температурах до минус 50 C. Срок службы сооружений на основе укрепленных грунтов определяется действующими нормативными документами и не должен быть ниже среднего по Минтрансу РФ для I-II климатических зон в условиях I-III типов местности по степени увлажнения грунтов и средне январской температуре минус 20 C без снижения эксплуатационных показателей. Технология должна быть адаптирована к потребностям МЧС России.

7. Экономические показатели. Применение данной технологии, по аналогии с известными техническими решениями, позволит уменьшить толщину дорожной одежды на 15-30%, сократить расход вяжущего материала по сравнению с традиционными в 1,5 раза, и увеличить ресурсы транспортных средств за счет ликвидации пылеобразования и увеличения сроков межремонтной эксплуатации автодорог.