Возможности применения твердых коммунальных отходов в дорожном строительстве

Ежегодно во всем мире образуется огромное количество твердых коммунальных отходов. При этом большая часть этих отходов традиционно вывозится на места захоронения, что выводит из оборота земельные ресурсы, загрязняет почвы, грунтовые воды и атмосферный воздух, оказывает плохое влияние на растительный и животный мир. Повторное использование отходов потребления — важнейшая задача охраны окружающей среды и ресурсосбережения. Одним из перспективных направлений повторного использования твердых коммунальных отходов является строительство автомобильных дорог. Стеклянные и пластиковые отходы составляют около 17 % всех образующихся отходов в России. Между тем на основе стеклянных и пластиковых отходов возможно получение материалов с высокими физико-механическими характеристиками. В дорожном строительстве стеклобой можно применять в качестве заполнителя для асфальтобетонных смесей, в составе бетонных смесей, для укрепления и стабилизация глинистых грунтов, для производства красок. Пластиковые отходы можно применять в асфальтобетонных и бетонных смесях, для стабилизации грунтов. К основным проблемам, препятствующим их эффективному и широкомасштабному применению относится отсутствие эффективной системы раздельного сбора и сортировки, широкомасштабных исследований применения отходов в разных дорожно-климатических зонах, а также исследований по оценке потенциальной экологической опасности при их применении в конструкциях автомобильных дорог.

1. Silpa Kaza, Lisa Yao, Perinaz Bhada-Tata, Frank Van Woerden What a Waste 2.0: A Global Snapshot of Solid Waste Management to 2050. Washington: International Bank for Reconstruction and Development / The World Bank, 2018. 231 p.

2. Шилкина С.В. Мировые тенденции управления отходами и анализ ситуации в России // Отходы и ресурсы. 2020. Т. 7. № 1. С. 1–17. https://doi.org/10.15862/05ECOR120. EDN: ZZGXBE.

3. Bahadur R., Parashar A.K. An Investigation of Waste Glass Powder with The Substitution of Sand On Concrete Mix // Materials Today: Proceedings. 2023. P. 1–5. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.02.123.

4. Miao Yu, Dongzhao Jin, Yu Liu, Zhanping You, Yalong Li Performance Evaluation of Surface Treatment Waste Glass as Aggregate in Asphalt Mixture // Case Studies in Construction Materials. 2024. Vol. 21. P. 1–16. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2024.e03767.

5. Chuanqiang Li, Haobo Wang, Chaoliang Fu, Shaosong Shi, Quan Liu, Peixin Xu et al. Effect and Mechanism of Waste Glass Powder Silane Modification On Water Stability of Asphalt Mixture // Construction and Building Materials. 2023. Vol. 366. P. 1–10. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.130086.

6. Ming Cheng, Meizhu Chen, Shaopeng Wu, Tianyuan Yang, Jianwei Zhang, Yuechao Zhao Effect of Waste Glass Aggregate On Performance of Asphalt Micro-Surfacing // Construction and Building Materials. 2021. Vol. 307. P. 1–11. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.125133.

7. Anochie-Boateng J., George T. Investigation of The Use of Waste Crushed Glass in The Production of Asphalt Mixes // Construction Materials. 2018. Vol. 171. Iss. 5. P. 187–194. https://doi.org/10.1680/jcoma.16.00084.

8. Gedik A. An Exploration into The Utilization of Recycled Waste Glass as A Surrogate Powder to Crushed Stone Dust in Asphalt Pavement Construction // Construction and Building Materials. 2021. Vol. 300. P. 1–13. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.123980.

9. Bochao Zhou, Jiupeng Zhang, Jianzhong Pei, Rui Li, Zhidong Zhang Design and Evaluation of High–Luminance Porous Asphalt Mixtures Based On Wasted Glass for Sponge City // Construction and Building Materials. 2021. Vol. 273. P. 1–9. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121696.

10. Bijaya Rai, Kay Wille Recycled Glass Powder as an Alternative to Fly Ash in Non-Proprietary UHPC: A Comparative Study of Resource-Efficient Design, Mechanical and Durability Properties // Journal of Cleaner Production. 2024. Vol. 451. P. 1–13. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.141907.

11. Jagriti Gupta, Jethoo A.S., Ramana P.V. Evaluating Long Term Properties of Concrete Using Waste Beverage Glass // Materials Today: Proceedings. 2022. Vol. 61. P. 2. P. 297–306. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.09.446.

12. Momeni K., Vatin N.I., Hematibahar M., Gebre T.H. Repair Overlays of Modified Polymer Mortar Containing Glass Powder and Composite Fibers-Reinforced Slag: Mechanical Properties, Energy Absorption, And Adhesion to Substrate Concrete // Frontiers in Built Environment. 2024. Vol. 10. P. 1–10. https://doi.org/10.3389/fbuil.2024.1479849.

13. Marathe S., Mithanthaya I.R., Shenoy R.Y. Durability and Microstructure Studies On Slag-Fly Ash-Glass Powder Based Alkali Activated Pavement Quality Concrete Mixes // Construction and Building Materials. 2021. Vol. 287. P. 1–18. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.123047.

14. Perera S.T.A.M., Saberian M., Zhu J., Roychand R., Jie Li Effect of Crushed Glass On the Mechanical and Microstructural Behavior of Highly Expansive Clay Subgrade // Case Studies in Construction Materials. 2022. Vol. 17. P. 1–19. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2022.e01244.

15. Blayi R.A., Sherwani A.F.H., Hawkar H.I., Rabar H.F., Ako Daraei Strength Improvement of Expansive Soil by Utilizing Waste Glass Powder // Case Studies in Construction Materials. 2020. Vol. 13. P. 1–12. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2020.e00427.

16. Sheob M., Sajid M., Ansari M.A., Rais I., Sadique M.R., Ahmad S. Using A Blend of Cement and Waste Glass Powder to Improve the Properties of Clayey Soil // Materials Today: Proceedings. 2023. P. 1–5. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.05.440.

17. Rabab’ah S., Al Hattamleh O., Aldeeky H., Abu Alfoul B. Effect of Glass Fiber On the Properties of Expansive Soil and Its Utilization as Subgrade Reinforcement in Pavement Applications // Case Studies in Construction Materials. 2021. Vol. 14. P. 1–12. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2020.e00485.

18. Gul N., Mir B.A. Performance Evaluation of Silty Soil Reinforced with Glass Fiber and Cement Kiln Dust for Subgrade Applications // Construction and Building Materials. 2023. Vol. 392. P. 1–15. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.131943.

19. Потапова Е.В. Проблема утилизации пластиковых отходов // Известия Байкальского государственного университета. 2018. Т. 28. № 4. С. 535–544. https://doi.org/10.17150/2500-2759.2018.28(4).535-544. EDN: QNGYYX.

20. Kwabena Appiah J., Nana Berko-Boateng V., Ama Tagbor T. Use of Waste Plastic Materials for Road Construction in Ghana // Case Studies in Construction Materials. 2017. Vol. 6. P. 1–7. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2016.11.001.

21. Cardoso J., Ferreira A., Almeida A., Santos J. Incorporation of Plastic Waste into Road Pavements: A Systematic Literature Review On the Fatigue and Rutting Performances // Construction and Building Materials. 2023. Vol. 407. P. 1–13. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.133441.

22. Birlie Genet M., Bantie Sendekie Z., Lemessa Jembere A. Investigation and Optimization of Waste LDPE Plastic as A Modifier of Asphalt Mix for Highway Asphalt: Case of Ethiopian Roads // Case Studies in Chemical and Environmental Engineering. 2021. Vol. 4. P. 1–11. https://doi.org/10.1016/j.cscee.2021.100150.

23. Xiaobo Du, Shaohui Liu, Hongwei Lin, Xiuchen Xu, Zhixian Zheng, Hongchao Zhang Study On Preparation Technology and Performance of Polyethylene Plastic Concrete for Road // Construction and Building Materials. 2023. Vol. 401. P. 1–13. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.132917.

24. Veropalumbo R., Oreto C., Viscione N., Pirozzi F., Pontoni L., Trancone G. et al. Exploring the Effect on The Environment of Encapsulated Micro- and Nano-Plastics into Asphalt Mastics for Road Pavement // Environmental Research. 2023. Vol. 216. P. 1. P. 1–9. https://doi.org/10.1016/j.envres.2022.114466.

25. Sakthipriya N. Plastic Waste Management: A Road Map to Achieve Circular Economy and Recent Innovations in Pyrolysis // Science of The Total Environment. 2022. Vol. 809. P. 1–14. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.151160.

26. Enfrin M., Myszka R., Giustozzi F. Paving Roads with Recycled Plastics: Microplastic Pollution or Eco-Friendly Solution? // Journal of Hazardous Materials. 2022. Vol. 437. P. 1–9. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.129334.

27. Singh Parihar H., Verma M. Low Compressive Potency DS-Dune Sand Utilizing PW-Plastic Waste for The Construction of Roads // Materials Today: Proceedings. 2021. Vol. 45. P. 2. P. 3005–3009. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.11.1001.

28. Klyuev S.V., Slobodchikova N.A., Saidumov M.S., Abumuslimov A.S., Mezhidov D.A., Khezhev T.A. Application of Ash and Slag Waste from Coal Combustion in The Construction of the Earth Bed of Roads // Construction Materials and Products. 2024. Vol. 7. Iss. 6. P. 1–12. https://doi.org/10.58224/2618-7183-2024-7-6-3.

29. Pukharenko Yu.V., Khrenov G.M., Kluev S.V., Khezhev T.A., Eshanzada S.M. Design of Steel Fiber-Reinforced Concrete for Slip Forming // Construction Materials and Products. 2024. Vol. 7. Iss. 5. P. 1–9. https://doi.org/10.58224/2618-7183-2024-7-5-2.

30. Клюев А.В., Кашапов Н.Ф., Клюев С.В., Лесовик Р.В., Агеева М.С., Фомина Е.В. и др. Разработка щелочеактивированных вяжущих на основе техногенных волокнистых материалов // Строительные материалы и исследования. 2023. Т. 6. № 1. С. 60–73. https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-1-60-73. EDN: GEOOBD.

31. Клюев А.В., Кашапов Н.Ф., Клюев С.В., Золотарева С.В., Щекина Н.А., Шорстова Е.С. и др. Экспериментальные исследования процессов структурообразования композиционных смесей с техногенным механоактивированным кремнеземистым компонентом // Строительные материалы и изделия. 2023. Т. 6. № 2. С. 5–18. https://doi.org/10.58224/2618-7183-2023-6-2-5-18. EDN: TIKJRQ. Substrate Concrete. Frontiers in Built Environment. 2024;10:1-10. https://doi.org/10.3389/fbuil.2024.1479849.