Росавтодор продвигает науку

Применение современных технологий увеличит межремонтный срок эксплуатации автодорог.

Уровень требований к качеству автомобильных дорог со стороны пользователей и государства в последние годы существенно возрос. Чтобы соответствовать этим запросам, современные дороги должны не только отличаться геометрическими параметрами, возможностью безопасного движения, но и быть рассчитаны на более длительный срок эксплуатации. Однако при возросших объемах перевозок, нагрузках на ось автотранспортных средств, дороги, построенные в основном несколько десятилетий назад, изнашиваются быстрее. Поэтому особенно актуальным становится реализуемый Росавтодором комплекс мер, направленных на увеличение до 12 лет межремонтного срока эксплуатации автодорог.
Cистематизировать работу в этом направлении специалистов Росавтодора побудило поручение Президента России Председателю Правительства РФ от 10 августа 2011 года, в котором шла речь о разработке и реализации комплекса мер, направленных на увеличение до 12 лет межремонтного срока эксплуатации автодорог с усовершенствованным типом покрытия. Минтранс России подготовил такой документ. Его реализацией занимается в том числе и Росавтодор. Насколько успешно ведется работа?
Вначале о том, что включает детализированный комплекс мер.
Как рассказал заместитель начальника Управления научно–технических исследований и информационного обеспечения Федерального дорожного агентства Михаил Поздняков, план состоит из нескольких блоков, каждый из которых закрывает определенное направление. Первый блок мер направлен на совершенствование нормативно–правовых актов в сфере дорожного хозяйства. В рамках исполнения поручения Президента РФ был принят ряд документов, организационно стимулирующих применение инноваций и современных технологий.
Вторая группа мер связана с повышением качества и долговечности дорожной одежды с цементобетонным покрытием. Работа в этом направлении ведется активно. Росавтодором проведен комплекс исследований по расширению применения цементобетона в дорожных покрытиях и искусственных сооружениях. Разработаны новые требования к материалам, методические рекомендации по содержанию цементобетонных покрытий автодорог, применению быстротвердеющих материалов для их ремонта.
Третий блок мер касался применения в дорожном хозяйстве полимерно–битумных вяжущих (ПБВ) и геосинтетических материалов. Именно они, по мнению специалистов, позволят дорожному покрытию выдерживать современные нагрузки, предотвратят быстрое образование колеи на федеральных дорогах. В этом направлении ведется активная работа. ПБВ, придающие улучшенные свойства верхним слоям асфальтового покрытия, все чаще используются в строительстве автодорог.
У ПБВ в сравнении с обычным битумом выше интервал пластичности, что позволяет сохранять эластичные свойства как при низких, так и при высоких температурах. С 2009 по 2012 год потребление ПБВ в России увеличилось в 5,6 раза, но до сих пор оно существенно ниже, чем в других странах. Применение ПБВ обеспечивает увеличение межремонтных сроков службы покрытия автодорог с 3–4 до 7–10 лет, значительно повышая его трещиностойкость, теплостойкость, сдвигоустойчивость, водо– и морозостойкость. Затраты полностью окупаются за несколько лет эксплуатации.
Улучшает технические характеристики дорожных конструкций и применение геосинтети-
ческих материалов. Специалисты Росавтодора в основном завершили создание национальных стандартов на технические требования и методы испытания таких материалов. Примерами успешно функционирующих объектов, построенных с использованием новых технологий и материалов, включая геосинтетические, могут быть реконструированные участки федеральных автодорог М–7 «Волга», М–8 «Холмогоры», М–53 «Байкал», региональной трассы Р–487 Южно–Сахалинск – Оха и многих других.
В подведомственных учреждениях Росавтодора все более широкое применение находит устройство тонкослойного покрытия – износостойкого защитного слоя Novachip. К примеру, в настоящее время эта инновационная технология используется при ремонте асфальтобетонного покрытия на участке 335–339–й км трассы Р–21 «Кола». По мнению специалистов, это повысит комфортность и безопасность проезда по дороге.
Четвертый блок комплекса мер направлен на повышение качества проектирования, строительства, реконструкции, ремонта, капремонта и содержания автодорог, стимулирование применения инновационных материалов, технологий и конструкций. Для совершенствования отечественных норм проектирования дорожных одежд (с учетом их гармонизации с лучшими зарубежными нормами) проводятся исследования по определению напряженно–деформированного состояния многослойных дорожных одежд, разрабатывается методика расчета асфальтобетонных слоев на температурную трещиностойкость, а также методика прогноза образования колей в асфальтобетонных слоях. Разработаны и утверждены отраслевые сметные нормативы на традиционные и инновационные технологии содержания автодорог. Применять новые материалы теперь стало проще.
 Работа по реализации комплекса мер, направленных на увеличение до 12 лет межремонтного срока эксплуатации автодорог с усовершенствованным типом покрытия, ведется в русле Стратегии развития инновационной деятельности
Росавтодора, утвержденной в ноябре 2011 года, отметил Михаил Поздняков. Ее ключевые направления также предполагают развитие технологий, увеличивающих срок службы дорожных одежд и покрытий, искусственных сооружений, совершенствование требований к материалам, норм проектирования дорожных одежд. По словам Михаила Позднякова, упомянутые документы между собой четко увязаны и соответствуют целям подпрограммы «Автомобильные дороги» ФЦП «Развитие транспортной системы России (2010–2020 годы)». По каждому направлению инновационной деятельности есть отдельные планы, по которым ведется работа.
В Росавтодоре ежегодно утверждается план НИОКР, который ориентируется прежде всего на направления, обозначенные в стратегии. Заявки в план поступают через автоматизированную систему учета, мониторинга и контроля внедрения инноваций (АСУ МКВИ). Здесь формируется конкурсная документация, редактируются технические задания, ведется учет исполнения всех контрактных научно–исследовательских работ. АСУ МКВИ включает также реестр инноваций, содержащий информацию о применении тех или иных новшеств на конкретных объектах ФДА или подведомственных ему учреждений.
Именно все более активное использование полимерно–битумных вяжущих и геосинтетических материлов и предопределило столь пристальное внимание специалистов Росавтодора к зарубежной системе проектирования асфальтобетонов высокой эксплуатационной надежности Superpave. Руководитель Федерального дорожного агентства Роман Старовойт иници-
ировал ее внедрение в России. Ведь методика Superpavе направлена на совершенствование подходов к испытанию битума, асфальтобетона и ПБВ. А это как раз то, на что ориентирует программа реализации упомянутого комплекса мер.
Американские дорожники систематизировали информацию, касающуюся свойств компонентов асфальтобетонной смеси, превратив ее в удобный инструмент подбора оптимального состава асфальта. Эта технология позволяет смоделировать состояние того или иного покрытия в заданных условиях эксплуатации. При расчете система учитывает фактические транспортные нагрузки, интенсивность и характер движения, а также климатические условия региона. Дефектами, на борьбу с которыми направлено проектирование асфальтобетонных смесей по системе Superpave, являются пластическое колее-
образование, усталостное и низкотемпературное трещинообразование.
Как сообщил Михаил Поздняков, утвержден план внедрения в России аналога зарубежной системы Superpave, который позволит свести к минимуму проблему колееобразования и существенно повысит качество дорожных покрытий. В этом году закончена разработка национальных стандартов на методы испытания по новой технологии, сейчас идет процесс их утверждения. Выбраны опытные участки для испытания битумов по методике Superpave: один в Северо–Западном округе, на федеральной трассе, находящейся в ведении ФКУ «Севзапуправтодор», второй участок в черте Московского транспортного узла, в зоне ответственности ФКУ «Центравтомагистраль». Наши лаборатории оснащены необходимым оборудованием для проведения испытаний, персонал обучен работе на нем. Чтобы увидеть разницу в асфальтобетонах, специалисты дорожной отрасли в течение двух лет будут вести мониторинг опытных участков асфальтобетонных покрытий, построенных по методу Superpavе.
«Мы будем ориентировать
данную методику на более жесткие природно–климатические условия нашей страны, – подчеркнул Михаил Поздняков. – Поэтому разрабатываем дополнительные требования к ней, тщательно анализируя опыт американских и европейских коллег. Если уровень требований, определенный для Северо–Западного региона, окажется удачным, начнем производить расчеты по той же методике для других регионов и затем внедрять там. Таким образом, в 2017–2018 годы сможем перей-
ти на широкомасштабное внедрение Superpavе и новых методик проектирования асфальта».
Большую перспективу имеет применение в дорожном хозяйстве полимерных композиционных материалов. Конструкции и изделия из композитов обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными материалами – металлом и бетоном. У них лучше коррозионная стойкость, а следовательно, и больший срок службы, а также низкий удельный вес. Они обладают устойчивостью к воздействию высоких и низких температур. Кроме того, монтаж конструкций из композитов на строительной площадке занимает значительно меньше времени по сравнению с монтажом аналогичных конструкций из металла и железобетона. Таким образом, использование полимерных композитов при строительстве различных сооружений приводит к уменьшению сроков строительства.
Композиционные материалы на основе волокон различного происхождения (углеродное, базальтовое, стекловолокно и др.) могут быть использованы для производства настилов пролетных строений, лестничных маршей, ограждающих конструкций мостовых сооружений, шумозащитных экранов, остановочных павильонов общественного транспорта, опор освещения, водопропускных труб, лотков для устройства водоотводящих и дренажных систем, дорожных люков и т. д.
Подготовленная по заказу
Росавтодора программа нормативно–технического обеспечения применения композитов в дорожном хозяйстве предполагает исследование долговечности композиционных материалов и условий их совместной работы в конструкциях из асфальтобетона и цементобетона, разработку оптимальных конструкций и составов композиционных материалов и их компонентов и другие мероприятия. Многие из них уже выполнены.
Композиты находят все более широкое применение в дорожной отрасли России. К примеру, из этих материалов построены несколько пешеходных мостов в городах Одинцово, Химки Московской области, Воронеже, Нижнем Новгороде. Введены в эксплуатацию 2 надземных пешеходных перехода на 362–м и 378–м км автодороги М–7 «Волга». Планируется строительство надземных пешеходных переходов на 302–м км автодороги 1Р–119 Орел – Ливны – Елец – Липецк – Тамбов, на 12–м км трассы 1Р–193 Воронеж – Тамбов, на 373–м км дороги М–29 «Кавказ». Намечена установка опор электроосвещения из композитов на дороге А–107 Московское малое кольцо (на участке от Дмитровского до Ярославского шоссе), на нескольких участках автодороги А–130 Москва – Малоярославец – Рославль – граница с Белоруссией.
Производство композитов в нашей стране налажено давно, но, хотя российские дорожники стараются применять именно
отечественные материалы, мощности пока не загружены. Сказывается инерционный подход. К новому у нас часто относятся с недоверием. «А вдруг мост из композитов развалится? – высказывают сомнения некоторые проектировщики. – Нам тогда придется отвечать». Зачастую о возможностях композитов бывает мало осведомлен и заказчик, а подрядчик, если в проекте значится использование, к примеру, композитной арматуры, не знает, как ее резать, вязать. Недоверчивость и неосведомленность часто тормозят внедрение и других инноваций.
Открыть глаза на преимущества тех или иных современных инженерных решений помогает информационная поддержка. О новых технологиях, материалах рассказывается на отраслевых семинарах, конференциях, выставках, где производители тех же композитов представляют образцы своей продукции, общаются с проектировщиками, заказчиками, подрядчиками. Первыми обычно решаются опробовать технические новшества крупные компании подрядчиков, располагающие высококвалифицированными инженерными кадрами. Имея мощные оборотные средства, они не боятся брать на себя финансовые риски.
Помимо квалификационных в значительной степени тормозят внедрение инноваций в дорожной отрасли и системные проблемы. Применение любого нового материала должно быть обеспечено стандартом, расценкой. Если их нет, Главгосэкспертиза вычеркивает из проекта композиционные и геосинтетические материалы, полимерно–битумные вяжущие. Актуализированные своды правил – СНиПы
советской поры, которыми она до сих пор руководствуется, направлены на максимальную экономию материалов. А такие понятия, как потребительские свойства сооружения, его долговечность, в тех нормативно–технических документах не являются определяющими.
В текущем году завершится переход на 100%–ное финансирование дорожно–эксплуатационных работ на федеральных дорогах по нормативам затрат. Специалисты отрасли теперь могут более активно применять современные технологии. Использование некоторых из них потребует на первых порах дополнительных финансовых вложений. Росавтодор вместе с Минтрансом России в последнее время сделали немало для постепенного перехода на анализ стоимости жизненного цикла сооружении и конструкций, учитывающей не только затраты на их строительство, но и на ремонт и содержание объектов.
Такой подход важен для любого проекта, поэтому за контрактами жизненного цикла будущее. «КЖЦ в идеале – это когда заказчик платит не за выполненные работы, а за услугу под названием «дорога в нормативном состоянии», – пояснил Михаил Поздняков. – А уж подрядчик сам решит, когда ему ремонтировать объект и какие технологии и материалы при этом использовать. Условия КЖЦ таковы, что они, безусловно, способствуют внедрению инноваций».
Внедрение энергосберегающих технологий – еще одно направление инновационной деятельности Росавтодора. Мероприятия по повышению эффективности использования энергоресурсов выполняются во многих подведомственных
Росавтодору учреждениях, осуществляется замена прежних светильников на энергосберегающие. Например, с 2011 года на дорогах ФКУ «Черноземуправтодор» идет реализация программы установки автономного осветительного оборудования, питающегося от солнечных батарей. Использование таких светильников особенно актуально на автобусных остановках, находящихся в стороне от линий электропередачи. Автономные осветительные системы, оснащенные солнечными батареями и ветрогенераторами, устанавливаются на участках других федеральных автодорог. Первые 39 инновационных светильников размещены на автобусных остановках, расположенных вдоль трасс М–53 «Байкал» и А–331 «Вилюй». Немалая работа по энергосбережению ведется в ФКУ «Центравтомагистраль», ФКУ Упрдор «Алтай».
Другое направление, влияющее на энергоэффективность, – применение материалов, позволяющих сократить использование цемента в дорожном хозяйстве. Энергоемкость его производства высока, поэтому замещение цемента малоактивными вяжущими приносит большую экономию. Заменить его может, например, зола уноса, которая используется для укрепления грунтов или других слоев основания. Золу уноса добавляют вместе с цементом в основания дорожных одежд. Для этой же цели используются металлургические шлаки. Разработаны ГОСТы и методики для их применения.
Расширяется практика применения резинобитумных вяжущих. Ресурсы шинной резины в нашей стране велики: в год ее образуется около миллиона тонн. Шинная резина перерабатывается в мелкую крошку на заводах. Известны два способа использования резиновой крошки: мокрой и сухой. В первом случае крошка вводится в битум, частично в нем растворяется и набухает. Получается вязкое вяжущее, которое спасает дороги от колеи летом. Во втором случае резина, обработанная специальным химреагентом, добавляется в виде гранул или сухого порошка в асфальт. Это позволяет уменьшить колею, а также улучшить усталостные характеристики покрытий.
Важную роль в выполнении программы упомянутого комплекса мер и Стратегии развития инновационной деятельности Росавтодора может сыграть технический регламент «Безопасность автомобильных дорог» Таможенного союза, принятый в октябре 2011 года. До сих пор дорожная отрасль вынуждена руководствоваться техническим регламентом о безопасности зданий и сооружений. В его приложении есть своды правил, которые один в один представляют собой советские СНИПы и не позволяют применять более современные технологии.
И если специалисты хотят запроектировать, к примеру, современную транспортную развязку, чтобы в этом месте на дороге больше не возникали пробки, в госэкспертизе им говорят: «Нет, это отступление от
СНИПа». Приходится разрабатывать спецтехусловия, за которые надо платить дополнительные деньги, либо применять какое–то устаревшее инженерное решение, чтобы не нести эти затраты. Технический регламент «Безопасность автомобильных дорог» даст отрасли то, что все дорожные проекты будут проходить экспертизу не на предмет устаревших СНИПов, а на предмет новых ГОСТов.
Реализация программы по разработке межгосударственных стандартов началась в 2012 году. В сжатые сроки предстояло создать единую для трех государств нормативно–техническую базу (всего около 180 стандартов). Росавтодор ответствен за 72 пункта программы из 92, закрепленных за Россией. Среди ключевых стандартов –
ГОСТы на проведение гидрологических изысканий, проектирование автодорог, тоннелей, мостовых сооружений и другие. Они призваны заменить устаревшие положения СНИПов, разработанных еще в советское время, актуализировать и взять все лучшее из того, что было, привнести все новое, что наработано за последние десятилетия, и закрепить раз и навсегда. В настоящее время эта колоссальная работа перешла в завершающую стадию. В сентябре 2014 года все стандарты должны быть переданы на утверждение в Межгосударственный технический комитет. К 15 февраля 2015 года, когда Технический регламент вступит в силу, все стандарты должны быть утверждены.
Для инструментальной оценки эффективности новых материалов и конструкций в разных климатических зонах страны планируется строительство лабораторно–испытательных центров (наблюдательных полигонов), предусмотренное подпрограммой «Автомобильные дороги» ФЦП «Развитие транспортной системы России (2010–2020 годы)». Год назад разработана концепция создания таких полигонов. Есть эскизы, перечень необходимого оборудования, проработаны правовые и технические аспекты. Решается вопрос о проектировании первого полигона в Северо–Западном федеральном округе.
Что из себя представляет подобный полигон? В опытные элементы дорожных конструкций будут заложены датчики, которые станут выдавать информацию о температуре, влажности, сдвиговых напряжениях, возникающих в каждом элементе. Комплекс полученной информации позволит сделать вывод: какие элементы дорожных конструкций и материалы ведут себя лучше в общем конструктиве дорожной одежды. Наиболее устойчивые конструкции будут отобраны в качестве базовых, которые впоследствии не нужно будет рассчитывать для каждой автодороги. В итоге будут отработаны типовые решения, они будут приниматься в зависимости от интенсивности движения, категории дороги и природно–климатических факторов. Росавтодор координирует свои действия в создании наблюдательных полигонов с Госкомпанией «Автодор».

Сергей ОЗУН,
обозреватель «ТР»

17.07.14