Журнал: "Транспортная стратегия XXI век" статья: Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог в сложных природно-климатических условиях | Издательский дом
#

Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог в сложных природно-климатических условиях

 

Генеральный директорЗАО «МК Индор» Людмила Суслова

 

Восточно-Сибирский регион является территорией,относящейсяк 1-й дорожно-климатической зоне (1 ДКЗ),которая характеризуется сложными природно-климатическими условиями,разрушающимидорожную одежду, земляное полотно, деформирующими и затрудняющимиработу искусственных сооружений. В результате ухудшаются эксплуатационные характеристики дорог, снижается безопасность движения автотранспорта, возрастают финансовые и материальные затраты на содержание и ремонт автодорог.

 

 

Конструкции дорог должны соответствовать интенсивности и составу движения, а также учитывать региональные и климатические особенности.

 

 

Особенности 1-й дорожно-климатической зоны(1 ДКЗ)

 

Специфика 1ДКЗ требует совершенствования действующей нормативной базы. Сегодня проектировщику для обоснования проектных решений нужны инструменты количественного описания, моделирования процессов изменения влажности, глубины промерзания – оттаивания земляного полотна и дорожной одежды в зависимости от атмосферного воздействия, основанныена анализе напряженно-деформированного состояния.

 

В соответствии с ОДМ 218.1.001-2010 «Рекомендации по разработке и применению документов технического регулирования в сфере дорожного хозяйства» и ОДМ 218.1.002-2010 «Рекомендации по организации и проведению работ по стандартизации в дорожном хозяйстве» для совершенствования и качества производства сами предприятия разрабатывают в установленном порядке стандарты организаций (СТО, ТУ) на полученные в результате научных исследований инновации, в которых отражаются нерешенные вопросы в национальных стандартах и сводах правил.

Строительство автомобильных дорог в 1 ДКЗ практически не обходится без применения тех или иных геосинтетических материалов, выбор которых зависит от конструктивных решений. Например, в армогрунтовых конструкциях земляного полотна используются тканые, сетчатые геосинтетики, геокомпозиты, георешетки в сочетании с нетканым геотекстилем или геокомпозитом.

 

Известно, что для реального учета работы различных комбинаций геосинтетических материалов в конструкциях усиления дорожных одежд, стабильных и нестабильных слоев насыпей и слабых оснований в последние годы были проведены многочисленные натурные испытания, в процессе которых определялись коэффициенты армирования Ка для различных вариантов и схем армирования, в комбинациях различных геосинтетических материалов с наиболее распространенными материалами их заполнителей: щебень, шлак, песчано-гравийные смеси, песок, различные грунты, в том числе и укрепленные. Благодаря этим исследованиям разработаны технические отраслевые документы для Минобороны, нефтегазовой, аэродромной, железнодорожной отраслей по назначению и применению полученных эмпирических значений коэффициентов армирования Ка для расчетов, в том числе по понижению до допустимой величины осадки слабого основания или обеспечению общей устойчивости дорожных конструкций (насыпей).

Но в дорожной отрасли, кроме методики армирования дорожной одежды, подобные документы отсутствуют. Так, не разработан метод расчета устойчивости армированного откоса, а добавление к удерживающим силам прочности геоматериала в существующих расчетах не самый корректный способ учета геосинтетической прослойки. При том что они изготовлены из разного сырья, имеющего различные прочностные и деформационные свойства, которые необходимо учитывать в расчетах, а критерием разрушения армированного откоса может быть не только разрыв прослойки, но и большие деформации вследствие ее удлинения.

 

Также имеющимися расчетными методиками невозможно рассчитать общую совокупность эффектов, в том числе сроки сокращения консолидации и величину сокращения допустимых осадок слабых оснований, от применяемых различных геосинтетик в виде совмещенных геотекстилей и плоских или объемных георешеток, геосеток, дренажных композитов и т.д.

 

 

Оценка экономической эффективности

 

Для выполнения оценки экономической эффективности и увеличения сроков эксплуатации при внедрении инноваций используется методика ОДМ «Руководство по оценке экономической эффективности использования в дорожном хозяйстве инноваций и достижений научно-технического прогресса», которая заложена в основу программного продукта «ЭффектИнвест». В методике сопоставляются капвложения и приведенные затраты в планируемые сроки эксплуатации традиционного и инновационного решений.

Как правило, объем капвложений в инновацию значительно больше объема капвложений в традиционные решения. В части определения объема капвложений на внедрение инноваций существует проблема: новые технологии разработаны, а сметных нормативов нет.

 

В переработанных и введенных в действие Минрегионом в 2009–2010 году государственных сметных нормативах по-прежнему отсутствуют нормы на новые технологии с использованием новых материалов и высокопроизводительных машин либо учитываются отдельные технологии, не учитывающие комплекса всех работ. Так, например, существуют расценки на сборку габионных конструкций из сеток, а на их устройство из готовых конструкций отсутствуют, в связи с чем в ресурсной части расценок увеличены трудозатраты и при больших объемах превышение затрат значительное. Также в расценке по армированию дорожной одежды учитывается только геосетка (тогда как в ОДМ «Классификация, термины, определения геосинтетических материалов применительно к дорожному строительству» присутствуют геокомпозиты, геоячейки, георешетки и т.д.), что также не позволяет реально определить ресурсы расценки.

Введенный Минрегионом порядок разработки и утверждения сметных нормативов при бюджетном финансировании не учитывает индивидуальные и отраслевые сметные нормативы. Кроме того, в составе сметной стоимости не учтены дополнительные затраты на научное сопровождение проектирования и строительства для внедрения новых технологий, на оплату услуг специализированных организаций на разработку и утверждение новых сметных нормативов. Возможно, проводимая реформа ценообразования приведет к изменению ситуации, но в настоящее время проблемы оценки стоимости новых технологий остаются без решений.

 

 

Инновации приходят в дорожную отрасль

 

В отличие от традиционных технологий, внедренные инновационные решения еще не имеют достаточного срока жизни, чтобы говорить об их эффективности. Методики расчетов прогнозных сроков, представленные в ОДМ 218.5.001-2009 «Методические рекомендации по применению геосеток и плоских георешеток для армирования асфальтобетонных слоев усовершенствованных видов покрытий при капитальном ремонте и ремонте автомобильных дорог», носят эмпирический характер. Практически проектировщик опирается на предлагаемые поставщиками сроки эксплуатации инновационной продукции, полученные в лабораторных условиях, которые являются декларативными.

В связи с этим очень важно в отрасли создать условия, которые позволили бы широкомасштабно внедрять инновации, а именно: обеспечить развитую информированность о преимуществах геосинтетических материалов с учетом их свойств и областей применения, создать систематизированную базу нормативных документов, для обоснования применения геосинтетиков дать проектировщикам недостающие методики расчетов.

 

 

Температурный режим

 

Специфические условия работоспособности дорожных покрытий определяются суровым и резко континентальным климатом 1 ДКЗ, с одной стороны, с низкими отрицательными температурами от -22 до -63 °С, а с другой стороны, поверхность покрытия в жаркие летние дни может нагреваться до высоких положительных температур. Так, расчетная температура сдвигоустойчивости покрытия, то есть максимально возможная средняя температура его поверхности, определенная по методике Я.Н. Ковалева на основе температуры воздуха, радиационного и теплового баланса асфальтобетонного покрытия, его альбедо (коэффициент отражения) и скорости ветра, колеблется в среднем от 55 до 62 °С. Таким образом, температурный интервал, в котором работает покрытие, достигает 117 °С.

 

 

Как сохранить работоспособность покрытий?

 

В потоке автомобилей значительную часть составляют грузовые, которые и определяют повышенные динамические воздействия на покрытия, увеличивая амплитуду прогиба, провоцируя усталостные процессы и ускоряя накопления пластических деформаций и микротрещин.

Применяемое ПБВ должно сохранять работоспособность покрытий во всем диапазоне эксплуатационных температур: не переходить в хрупкое состояние при низких отрицательных и в текучее – при высоких положительных температурах, характерных для проектного региона.

Очевидно, что подрядным организациям, имеющим собственные ресурсные развитые индустриальные базы и ориентирующимся на технические требования к материалам для полимерасфальтобетонов, необходимо очень тщательно, с привлечением науки выполнять подборы смесей для определения конкретного оптимального состава высокоплотных полимерасфальтобетонов.

Опыт проектирования показывает, что сметная стоимость полимерасфальтобетона в 1 ДКЗ до 1,6 раза выше стоимости АБС типа А. Но с учетом технико-экономического сравнения, выполняемого по приведенным затратам согласно рекомендаций ОДМ 218.2.028-2012 «Методические рекомендации по технико-экономическому сравнению вариантов дорожных одежд», в котором декларативно указано, что срок эксплуатации дорожной одежды с покрытием из полимерасфальтобетона увеличивается в 1,5–2 раза, приведенная стоимость дорожной одежды с полимерасфальтобетонным покрытием значительно (в 1,2–1,4 раза) меньше стоимости с покрытием из АБС типа А. Таким образом, преимущества применения полимерасфальтобетона очевидны.

 

Сложность приготовления ПБВ заставляет подрядчиков применять покупной ПБВ. Но в малоосвоенных Сибирском и Дальневосточном регионах практически отсутствует индустриальное производство ПБВ, поэтому в условиях ограниченных возможностей приобретения подрядчиками качественного ПБВ очень часто применение ПБВ в проектных решениях пересогласовывается на битум БНД с вводом различных добавок непосредственно на АБЗ.

В последние годы наблюдалась тенденция, когда органы государственной экспертизы исключали применение модифицированных добавок в битумы типа А, Б, так как в ФЕРы и ТЕРы включены ПАВ.

В настоящее время в проекты включаются подробные обоснования необходимости применения добавок. Так, ПАВ в качестве адгезионных добавок применяются для повышения сцепления битума с минеральными материалами. Согласно петрографическому строению, чем прочнее порода, тем она кислее. Поэтому при применении в составе АБС высокопрочного щебня необходимо указывать в ПД о целесообразности применения ПАВ (по справке от поставщика щебня).

 

 

Зарубежный опыт

 

В настоящее время автодорожное сообщество активно занимается изучением зарубежного опыта для получения асфальтового покрытия с наилучшими эксплуатационными характеристиками.

 

 Руководитель Росавтодора Роман Старовойт на межотраслевой конференции – форуме «Битум и ПБВ: актуальные вопросы 2013 года», состоявшейся в Санкт-Петербурге, отметил реальность перспектив применения в отечественных условиях стандартов ряда методик, заложенных в зарубежных системах. Именно стимулирование активного использования высококачественных вяжущих материалов позволитулучшить качество отечественных дорог. Как говорится, будем надеяться.

 

 

 

 

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Яндекс.Метрика