Сегодня и Правительство РФ, и Президент ставят перед дорожной отраслью конкретные задачи по сокращению стоимости строительства при сохранении требуемого качества. Востребованным является и сокращение эксплуатационных затрат на ремонт и содержание. Задачи сложные, но решаемые. Одним из способов их решения является строительство вечных дорожных одежд, обладающих сверхдлительным сроком службы.
Секрет долговечности: прочное основание и защитный слой износа
Протяженность дорожной сети постоянно увеличивается, соответственно затраты на ее обслуживание также возрастают.
- В этой связи растет важность такой задачи, как повышение межремонтных сроков службы автодорог, - считает Виктор Ушаков.
Для сравнения профессор МАДИ привел проектный срок службы дорожных одежд в ряде стран (в годах):
| Великобритания | 30-40 лет |
| Германия | 30-40 лет |
| Франция | 30-40 лет |
| Канада | 30-40 лет |
| США | 50 лет |
| Япония | 40 лет |
| Австралия | 40 лет |
| Китай | 30 лет |
Как видно на примере передовых стран, в среднем межремонтный интервал составляет 30-40 лет. В РФ до 2018 года межремонтный срок составлял 12 лет. Сегодня он равен 24 годам. Общая мировая тенденция говорит, что надо стремиться к повышению этого показателя.
- В некоторых странах уже существует концепция «вечных дорог». Их срок службы достигает 50 и более лет без проведения капитального ремонта. Для их создания строится прочное основание и устраивается верхний защитный слой износа, который периодически меняется, а все нижележащие слои служат без ремонта более 50 лет, - рассказал профессор Ушаков.
Он перечислил преимущества таких дорог:
- Низкая стоимость затрат полного жизненного цикла вследствие сокращения затрат на капитальные ремонты
- Низкие потери пользователей вследствие уменьшения общей продолжительности времени на выполнение ремонтных работ
- Уменьшение воздействия на окружающую среду вследствие сокращения расходов материалов и повторного использования материала от фрезерования верхнего слоя.
Какие факторы нужно учитывать при проектировании «вечных» дорог
- Безусловно настал тот момент, когда необходимо говорить о принципах проектирования долговечных дорожных одежд, - подчеркнул Виктор Ушаков. - Сложность их проектирования заключается в необходимости учета большого числа различных факторов. В первую очередь, транспортных нагрузок. За последние 30 лет они возросли в 3-4 раза!
Неправильный учет транспортных нагрузок может привести в возникновение проломов и иных дефектов уже в первый год службы. Сегодня в РФ зарегистрировано более 60 млн автомобилей, около 12% из которых составляют большегрузы.
Во-первых, очень важно уметь прогнозировать транспортные нагрузки в будущем, чтобы дорога строилась с запасом.
Вторым важным фактором при проектирование «вечных» дорожных одежд глава Ассоциации бетонных дорог считает учет природно-климатических условий района проектирования. Климат в РФ все более становится резко континентальным. Значительно увеличивается среднегодовое количество переходов температуры «через ноль». В конце апреля в Москве, по сути, была зима. Во многих российскх городах тоже была нетипичная для данного времени года погода. Климат меняется. При проектировании важно учитывать не только скачки температур, но и влажность грунта, степень его промерзания и т д. Вечная мерзлота постоянно сдвигается - это тоже надо иметь в виду.
Третий важный момент – проектирование водоотвода и дренажа. Если здесь допустить ошибку, то произойдет замыкание конструктивных слоев и, как итог, снижение срока службы дороги. Нижние слои будут повреждаться от поверхностных и грунтовых вод.
- В последнее время появилось немало различных композитных и геосинтетических материалов, которые в том числе позволяют грамотно проектировать системы водоотвода и дренажа, - продолжил Виктор Ушаков. - Появились геомембраны, снижающие приток поверхностных вод в грунты рабочего слоя земляного полотна, исключающие попадание грунтовых вод в конструктивные слои дорожной одежды, предотвращающие миграцию влаги при промерзании – оттаивании грунтов земляного полотна.
Также сегодня очень важно правильно предъявлять требования к земляному полотну, - добавил спикер. От рабочего слоя земляного полотна во многом зависит срок службы автодороги. За последние годы требования к нему изменились, и сегодня они следующие:
Величина общего модуля упругости на поверхности рабочего слоя земляного полотна при расчетной относительной влажности грунта земляного полотна при устройстве новой дорожной одежды (в случае выполнения строительства, реконструкции, капитального ремонта и ремонта) в зависимости от ДКЗ (дорожно- климатической зоны) должна быть не ниже следующих значений:
- 60 МПа - в ДКЗ II, - 53 МПа - в ДКЗ III, - 45 МПа - в ДКЗ IV, V.
Широко известно, что в РФ много слабых и пучинистых грунтов. В таких случаях есть два выхода: или замена грунтов или их стабилизация и укрепление. Сегодня уже недостаточно применять минеральные и комплексные вяжущие. Широко внедряются различные модификаторы, позволяющие принципиально изменять физико-механические свойства грунтов и их морозостойкость. Это тоже в значительной степени способствует повышению сроков службы дорожных одежд и в целом автодорог.
Что такое ПНСТ – предварительный национальный стандарт по проектированию жестких дорожных одежд
Сегодня прослеживается тенденция на сокращение стоимости строительно-монтажных работ. Проекты сравнивают и выбирают по стоимостным показателям. Это не всегда оправдано, - считает Виктор Ушаков. В большинстве стран такое сравнение идет с учетом жизненного цикла, то есть, последующих затрат на ремонт и содержание. Если изначально выбрать менее дорогой проект, то в дальнейшем затраты на ремонт и содержание будут гораздо значительнее.
Нижележащие слои должны быть более жесткими, так как верхние слои передают на них нагрузку от движущегося транспорта. При высокой жесткости основания будут лучше переносить тяжелые транспортные нагрузки, в меньшей степени будут накапливаться остаточные деформации. Поэтому необходимо применять укрепленные основания, в том числе основания из цементобетона. Как рассказал Виктор Ушаков, недавно специалисты МАДИ разработали ПНСТ (предварительный национальный стандарт) по проектированию жестких дорожных одежд, в котором заложены основные принципы «вечных» дорожных одежд.
Сегодня видятся следующие четыре задачи по совершенствованию норм проектирование дорожных одежд:
- Совершенствовать методику приведения к расчетной нагрузке различных типов транспортных средств.
- Уточнять требования к расчетным характеристикам материалов конструктивных слоев дорожных одежд.
- Разработать новые подходы к конструированию и расчету дорожных одежд на основе мониторинга и проведения научных исследований.
- Закладывать принципы конструирования долговечных дорожных одежд на срок службы 50 лет, что является эффективным и экономически обоснованным решением.
