Прорывные технологии способны вывести дорожную отрасль на новый уровень качества.
Одним из стратегически важных условий развития дорожной отрасли становится применение инноваций на всех этапах проектирования, строительства и содержания автомобильных дорог. Сегодня это не пожелание государства как заказчика, а насущная необходимость – новый императив времени. Автомобильная дорога, построенная и эксплуатируемая с использованием новых технологий, позволяет сократить издержки с учетом ее жизненного цикла, повысить безопасность движения и долговечность дорожных одежд. Основополагающие направления работы в этой сфере содержатся в Стратегии развития инновационной деятельности Федерального дорожного агентства на 2016–2020 годы.
Планомерно и последовательно
Надо отметить, что внедрение инноваций идет хотя и не взрывными темпами, но планомерно и последовательно, учитывая, что параллельно развивается и совершенствуется нормативно–правовая база. Наиболее востребованными сегодня являются технологии, позволяющие повысить качество дорожных покрытий за счет увеличения их прочности и эксплуатационной надежности под большими динамическими нагрузками. А также те, что помогают минимизировать последствия резких температурных перепадов и других природно–климатических воздействий на дорожную одежду.
Поэтому преобладают технологии устройства покрытий автомобильных дорог с использованием модификаторов асфальтобетонных смесей, щебеночно–мастичного асфальтобетона с различными добавками, технологии регенерации покрытий, устройство макрошероховатых покрытий и поверхностная обработка, а также применение геосинтетических материалов. На мостах, путепроводах и эстакадах наибольшее применение нашли современные материалы для устройства и ремонта деформационных швов, гидроизоляционные материалы, ремонтные смеси, эффективные конструкции подпорных стен, барьерных ограждений, опорных частей, а также износостойкие конструкции покрытия проезжей части.
В основе модификаций – битум
В настоящее время существует широкий набор технологий, которые позволяют продлевать межремонтные сроки службы покрытий дорог. Яркий пример таких решений – технология санации трещин.
Естественное старение битума в составе асфальтобетона является причиной появления различных дефектов, таких как шелушение, трещины и выбоины. Процесс старения битума можно замедлить с помощью пропитывающего состава. Для восстановления дорожных покрытий используются специальные восстанавливающие пропиточные составы, которые не только герметизируют верхний слой покрытия, но и улучшают состав битума в нем.
Тонкие слои износа – еще один способ быстро и с меньшими затратами восстановить свойства покрытий. Они защищают дорогу от преждевременного разрушения и позволяют сохранять потребительские характеристики в нормативном состоянии. Основной принцип таких технологий – нанесение тонкого слоя смеси каменных материалов, эмульсии и цемента на существующее покрытие. Так в общих чертах выглядит американская дорожная технология Сларри Сил, которую Росавтодор в последние годы активно применяет на российских дорогах. Опыт работы по данной технологии перенимают и территориальные органы управления дорожным хозяйством. На сети федеральных дорог используются и другие разновидности тонкослойных покрытий – Микросюрфейсинг, Новачип (или Тонфриз). Следует отметить, что от момента эксперимента до массового внедрения тонкослойных покрытий потребовалось не более трех лет.
На данном этапе завершено согласование и утверждение разработанных стандартов на эти технологии. В связи с этим Росавтодор будет ориентировать производителей битумных вяжущих на методы испытаний и показатели характеристик в соответствии с разработанной классификацией, учитывающей как модифицированные, так и немодифицированные марки вяжущих. Данное решение позволит упорядочить требования как к производителям сырья, так и к производителям различных полимеров и других модифицирующих добавок, будет способствовать применению и достижению конкретных параметров асфальтобетонных смесей и свойств битумных вяжущих для той или иной территории строительства. Кроме того, Росавтодор совместно с основными производителями битумных материалов решает вопрос о поэтапном переходе на классификацию битумных вяжущих по температурным диапазонам эксплуатации к 2018 году.
Superpave
Особого внимания заслуживает внедрение метода объемного проектирования Superpave. Его применение позволяет произвести точный подбор компонентов для асфальтобетона в зависимости от особенностей того или иного региона, как следствие – сократить издержки на строительство дорог и существенно повысить качество дорожных покрытий. Как показывает зарубежный опыт, более точный и осмысленный подбор состава смесей асфальтобетона позволяет повысить срок службы дорожного покрытия на 20–40%.
В 2014 году на основе методологии объемного проектирования были запроектированы составы асфальтобетонных смесей для устройства четырех опытных участков автомобильных дорог А–114 Вологда – Тихвин, Р–56 Великий Новгород – Сольцы – Порхов – Псков, М–5 «Урал» и А–108 Московское большое кольцо, общая протяженность которых составляла около 4 км.
В 2015 году метод объемного проектирования составов асфальтобетонных смесей был использован на автомобильных дорогах А–114 Вологда – Тихвин – автомобильная дорога Р–21 «Кола», Р–56 Великий Новгород – Сольцы – Порхов – Псков, Р–23 Санкт–Петербург – Псков – Пустошка – Невель – граница с Республикой Беларусь, А–107 (Ярославско–Горьковский участок), М–5 «Урал», А–108 (Брестско–Минский участок), М–2 «Крым», А–130 Москва – Малоярославец – Рославль – граница с Республикой Беларусь, Р–120 Орел – Брянск – Смоленск – граница с Республикой Беларусь и А–146 Краснодар – Верхнебаканский. Протяженность экспериментальных участков составила примерно 24 км.
С учетом опыта реализации данной методологии в 2016 году принято решение использовать метод объемного проектирования составов асфальтобетонных смесей на участках ремонта автомобильных дорог протяженностью не менее
5 км. В настоящий момент работы запланированы ФКУ «Центравтомагистраль» и ФКУ «Севзапавтодор» на шести участках автомобильных дорог А–108, М–5, Р–23 и Р–21 общей протяженностью 30 км. Опыт эксплуатации участков с момента их устройства показал, что дефектов покрытия не выявлено.
Геосинтетика и композиты
В строительстве применяется метод стабилизации грунтов, суть которого заключается во введении в грунт добавок для улучшения его механических свойств. При этом грунт измельчается и смешивается с соответствующими связующими материалами с последующим уплотнением. Широкое распространение в укреплении автомобильных дорог получили геосинтетические материалы, которые предотвращают просадку насыпи, перемешивание слоев дорожной одежды, образование колей и трещин. Благодаря их использованию сроки службы покрытия увеличиваются в полтора раза. При капитальном ремонте применяются технологии холодного ресайклинга, которые подразумевают повторное использование существующих дорожных одежд, позволяющие снизить стоимость строительных работ.
Новое направление при возведении искусственных сооружений – трубы и арочные мосты из сборных гофрированных конструкций. Также наращиваются объемы строительства искусственных сооружений с применением высокопрочных композитных материалов. Преимуществами современных полимерных композитов являются высокая прочность, жесткость, малый вес, технологичность, невосприимчивость к агрессивным внешним факторам и долговечность.
Подрядными организациями используется новая современная специализированная техника. Так, для исключения температурной сегрегации и обеспечения однородности укладываемого слоя при устройстве покрытия применяются перегружатели асфальтобетонной смеси. Это обеспечивает не только соблюдение технологии укладки асфальтобетонной смеси, но и высокую культуру производства работ.
От «Каравана» до «Шелкового пути»
Неверно полагать, что инновации нужны лишь на этапе строительства. Сегодня они закладываются еще на этапе проектирования, да и само создание проекта становится результатом применения технологии информационного моделирования (BIM). Она подразумевает сбор и комплексную обработку в процессе проектирования всей архитектурно–конструкторской, технологической и экономической информации об объекте. Другими словами, такой подход позволяет оперативно разработать и рассмотреть несколько вариантов проекта будущей дороги или инженерного сооружения, оценить их стоимость, сроки строительства, а также проанализировать специфику будущей эксплуатации объектов.
Начинается развитие дорожных технологий для беспилотного транспорта. Предполагается внедрение на федеральных трассах комплекса программных и технических электронных средств, обеспечивающих беспилотное управление автомобилем за счет выбора определенных ключевых сценариев дорожной ситуации в режиме реального времени.
Сейчас на федеральных трассах страны разрабатывается проект «Караван». В его основу планируется заложить опыт финских дорожников, которые в настоящее время активно тестируют на территории Лапландии трассу для машин–беспилотников. В дальнейшем зарубежные партнеры передадут в Росавтодор для анализа всю рабочую и проектную документацию, на основании которой будут прорабатываться требования для создания соответствующей инфраструктуры на территории нашей страны. Также на базе ПАО «КАМАЗ» разрабатываются прототипы отечественных беспилотных машин, способных передвигаться по дорогам общего пользования. Проведение тестирования техники и сопутствующей инфраструктуры предполагается на федеральной трассе Казань – Набережные Челны уже в 2018 году.
Осуществляется апробация 3D–технологий на основе лазерного сканирования при проведении диагностики автомобильных дорог до и после ремонта. Применение данного метода дает возможность значительно сэкономить средства по сравнению с традиционными способами оперативного анализа состояния дороги и выявления дефектов покрытия.
Продолжается развитие интеллектуальных транспортных систем. В частности, в планах создание подобных систем на маршрутах транспортного коридора Великий Шелковый путь, который в перспективе свяжет Китай, Россию и Европу. Использование таких технологий, как интегрированные системы управления движением, будут способствовать повышению уровня безопасности на магистральных дорогах Азиатско–Тихоокеанского региона и России, а также создадут необходимые условия для формирования современного, безопасного, удобного, эффективного и устойчивого транспортного коридора.
Все эти инновации становятся не просто модными веяниями, но реальными рабочими инструментами в руках профессионалов, которые способны вывести дорожную отрасль на новый уровень качества как в строительстве, так и в эксплуатации автомобильных дорог.
Людмила ИЗЪЮРОВА,
обозреватель «ТР»
