Уникальные материалы фирмы TEXINOV — для эффективного решения сложных задач армирования слабых оснований.
119435 Москва, Большой Саввинский пер., д. 12, стр. 16 Тел/факс +7 495 223 3454 www.aerostroy.ru
Журнал «Мир дорог» входит в состав Общественного совета при Федеральном дорожном агентстве
ДЕФОРМАЦИОННЫЕ ШВЫ РОССИИ
П ол н ы й с п е кт р ко н ст ру к ц и й для обеспечения перемещений п рол е т н ы х ст ро е н и й • Резиновые опорные части • Резино-фторопластовые опорные части • Дисковые опорные части • Сферические опорные части • Однопрофильные и многопрофильные (модульные) деформационные швы • Щебеночно-мастичные деформационные швы Торма-Джоинт BJ • Резинометаллические деформационные швы • Сейсмоизоляторы различных конструкций • Конструкция переходной зоны деформационных швов ПУГМК (BJ BAUM). • Карточки скольжения для надвижки пролетных строений
Журнал «Мир дорог» — официальный информационный партнер Координационного совета Общественного совета при Федеральном дорожном агентстве
СОДЕРЖАНИЕ Новости ................................................................................................................................ 6
Перспективы, планы, решения О. В.Ступников Привлечение иностранных организаций, обладающих современными технологиями и управленческими компетенциями, к участию в конкурсах и аукционах на строительство автомобильных дорог федерального и регионального значения................................................................................................... 9 С. М. Холтобин Состояние и перспективы дорожного хозяйства Ульяновской области в условиях функционирования дорожного фонда................................................ 12
Строительство Т. С. Вавренюк, Е. В. Федоренко Инженерные изыскания и транспортная геотехника: аспекты взаимодействия.................................................................................................14 Прочные и долговечные сооружения на слабом основании — это возможно. Комплексные эффективные решения для армирования слабых грунтов с использованием материалов TEXINOV................................................17 (Инжиниринговая компания «ЦЕНТРСТРОЙКОМПЛЕКТ»)
Мосты, тоннели А. В. Сырков Необходимость совершенствования российской нормативной базы в области обеспечение долговечности транспортных сооружений............. 20 А. В.Черницын Отечественная продукция — гарантия надежности и долговечности мостовых сооружений......................................................................................................24 (Филиал ОАО «Мостостройиндустрия» Завод № 50) Гибкий подход..................................................................................................................... .26 (ООО Дока Рус) А. Д.Соколов Армогрунтовые системы автодорожных мостов................................................ 28
ООО «Деформационные швы и опорные части» 143000, Московская обл., г. Одинцово Транспортная ул., д. 2 Тел: +7 (499) 189-42-87 Факс: +7 (499) 189-56-13 info@dshoch.ru www.dshoch.ru
Круглый стол Материалы и технологии для защиты откосов и склонов от эрозии..........33 Д. М. Антоновский, технический и коммерческий консультант в области инфраструктуры РФ, NAUE GmbH & Co. KG; О. Е. Киселев, технический директор, ЗАО «АРЕАН-геосинтетикс»; А. Ф. Ковыгин, начальник инженерно-конструкторского отдела, ООО «Спецпром 1»; В. С. Метлицкий, заместитель начальника инженерно-конструкторского отдела, ООО «Спецпром 1»; Н. В. Ревенков, директор, ООО «Спецпром 1»; Д. А. Корнеев, технический директор, группа компаний «МИАКОМ»; Ю. С. Румянцева, генеральный директор, ООО «СИБУР ГЕОСИНТ».
Издатель и учредитель: ООО «Издательский дом «Мир» 197342 Санкт-Петербург, ул. Белоостровская, 20, офис 34
Журнал «Мир дорог» — официальный публикатор Межрегиональной общественной организации «Координационный совет по организации дорожного движения»
Генеральный директор: Ирина Савельева Коммерческий директор: Михаил Савельев Главный редактор: Ирина Савельева savelieva@mirpress.ru Руководитель проекта: Андрей Гончаров andrey@mirpress.ru Выпускающий редактор: Мария Мотрий mmotrij@yandex.ru, maria_m@mirpress.ru Редактор: Аркадий Орлов orlov1961@inbox.ru Верстка:МИР-дизайн Корреспонденты: Анна Иванова, Николай Безручко Отдел маркетинга: Людмила Быкова, Светлана Морозова, Ольга Кувашкина, Виктория Гринчак, Иван Савельев тел. (812) 337-6616 Руководитель отдела аналитики и подписки: Ирина Ершова ershova@mirpress.ru тел. (812) 337-6613 Отдел аналитики и подписки: Валерия Буренкова, Регина Сорокина podpiska@mirpress.ru Главный бухгалтер: Галина Бижева Экспертный совет: Н. В. Быстров, генеральный директор ООО «Автодор Инжиниринг», зав. кафед рой «Дорожно-строительные материалы» МАДИ (ГТУ); С.И. Дубина, к.т.н., почетный дорожник России, член Международного общества механики грунтов, геотехники и фундаментостроения; Н.И. Иванов, д.т.н., профессор, заслуженный деятель науки РФ, зав. кафедрой «Экология и безопасность жизнедеятельности» БГТУ («Военмех»), член Высшего экологического совета в Государственной думе РФ; Н. Е. Кокодеева, д.т.н., доцент кафедры «Строительство дорог и организация движения» Саратовского государственного техническ ого университета; А.М. Кулижников, д.т.н., профессор, заведующий отделением методов проектирования и экспертизы проектной документации ФГУП «Российский дорожный научно-исследовательский институт»; И.В. Мардиросова, к.х.н., доцент кафедры автомобильных дорог Ростовского государственного технического университета, В.Н. Свежинский, генеральный директор ООО ЦИТИ «Дорконтроль»; А. В. Скворцов, д.т.н., генеральный директор ООО «ИндорСофт»; В. Н. Смирнов, д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Мосты» Санкт-Петербургского государственного университета путей сообщения. Адрес редакции: 197342 Санкт-Петербург, ул. Белоостровская, 20, офис 34 Тел./факс: (812) 337-6616, 337-6909 Факс: (812) 337-6901 E-mail: office@mirpress.ru Адрес в сети Интернет: www.mirpress.ru Территория распространения: Российская Федерация Свидетельство о регистрации средства массовой информации ПИ № ФС77-29519 от 13 сентября 2007 года выдано Федеральной службой по надзору в сфере массовых коммуникаций, связи и охране культурного наследия Установленный тираж 15 000 экз. Цена свободная. Заказ № 27434. Подписано в печать 28.08.2014 г. Бумага мелованная. Печать офсетная. Отпечатано ООО «Цветпринт» 191119 Санкт-Петербург, ул. Роменская, д. 10 При перепечатке опубликованных материалов ссылка на журнал «Мир дорог» обязательна. За содержание рекламы редакция ответственности не несет.Материалы со знаком публикуются в авторской редакции. Рекламируемые товары и услуги имеют все необходимые сертификаты и лицензии. Мнение авторов статей не является официальной точкой зрения редакции.
СОДЕРЖАНИЕ В.В. Лощев Технологии армирования грунта при строительстве транспортной развязки мостового перехода через реку Обь в г. Новосибирске ...............................................................................................................42 (ООО «АРЕАН геосинтетикс Сибирь») Мосты в Башкирии усилили композитами............................................................. 47 (ЗАО «Препрег — СКМ») И. Г. Овчинников Проблема защиты от коррозии металлических и железобетонных мостовых сооружений — пути решения................................................................ 49
Безопасность Организация и безопасность дорожного движения в России.......................52 В. Н. Кузьменко, Д. В. Мозалевский, А. С. Полховская, Н. С. Ермакова Проектирование транспортной сети городов: проблемы, теория, практика.........................................................................................55 А.Л. Рыбин Аудит — современный инструмент повышения безопасности дорожного движения......................................................................... 59
Материалы и технологии А. Б. Соломенцев, А. В. Куликова, С. В. Бухтияров Оценка свойств дорожного битума и асфальтовяжущего с полимерными добавками............................................................................................63 С. Э. Филиппов, М. Д. Соколова, А. А. Христофорова Исследование дорожно-строительных материалов на основе органического вяжущего с применением резиновой крошки........................................ 67 Битумные эмульсии в дорожном строительстве. Часть IV...............................69 Дискретное армирование дорожной одежды как фактор повышения жизненного цикла асфальтового покрытия ..........................................................71 (ЗАО «Препрег — СКМ»)
Дорожная техника В. Зубков 70 лет в строю...................................................................................................................... 72 (ОАО «Автомобильный завод “Урал”») С. Н. Николаев Организация высокоэффективной аренды строительно-дорожной техники. Часть 3. (Окончание).......................................................................................76 На фронте погрузочных работ......................................................................................80 (ООО «Завод «Дорожных машин»)
мир дорог | август 2014 «Пермский пороховой завод» отмечает 80-летие! ФКП «Пермский пороховой завод» — одно из крупнейших российских предприятий оборонного комплекса, история которого началась в 1934 году с выпуска взрывчатки для горнорудных работ. Богатый опыт, высочайший профессионализм специалистов, высокая технологическая и исполнительская дисциплина, постоянный поиск новых идей обеспечивают высокое качество продукции, производимой заводом в настоящее время. Для гражданского строительства выпускаются: краска для разметки дорог АК-539; химстойкая эмаль ХП-799 для окраски строительных железобетонных, металлических, кирпичных, оштукатуренных, деревянных и асбоцементных конструкций; антикоррозионная система «Акромет» и многое другое. Желаем и дальше успешно и плодотворно работать!
новости
Меры дорожной безопасности
6
Незначительные и быстроокупаемые затраты на улучшение дорожной инфраструктуры населенных пунктов могут дать огромный эффект в плане безопасности дорожного движения. К такому основному выводу пришли эксперты из соседней Финляндии, составив «дорожную карту» ликвидации очагов аварийности в четырех городах Ленинградской области. Об этом было заявлено на завершающем семинаре проекта «Безопасность трансграничного дорожного движения» в рамках программы приграничного сотрудничества «Юго-Восточная Финляндия — Россия. Санкт-Петербург, Ленинградская область 2007-2013». Он состоялся в генеральном консульстве Финляндии в Санкт-Петербурге. За счет средств проекта оплачивалась работа экспертов и проектировщиков, закупалось оборудование и материалы, необходимые для выполнения строительно-монтажных работ на «пилотных» участках улично-дорожной сети населенных пунктов. На установку шумовых полос, дорожных знаков, ограничителей скорости, пешеходных дорожек выделено 5,8 млн рублей из местных бюджетов в Выборге, Сертолово, Светогорске и Всеволожске. Финансирование проекта осуществлялось на паритетных началах: Евросоюзом, Финляндией и муниципальными образованиями-участниками. Общий бюджет составил 1,3 млн евро. На эти средства разработаны и внедрены мероприятия по БДД как для Ленинградской области (предложения экспертов найдут отражение в
целевых программах по безопасности дорожного движения Выборского и Всеволожского районов), так и Финляндии (отдельная программа создана для финских пунктов пропуска на границе).
качество проверит спецлаборатория
Комитет дорожного хозяйства Ленинградской области принимает отремонтированные дороги с помощью передвижной спецлаборатории, которая позволяет оценить качество асфальтобетонного покрытия в каждом конструктивном слое на всех участках ремонта. Передвижная лаборатория оснащена четырьмя цифровыми видеокамерами, ультразвуковыми датчиками и георадаром. Ее работа позволяет в сжатые сроки оценить соответствие выполненных работ требованиям технического задания. Использование современных технологий и методов неразрушающего контроля позволяет оперативно оценить как количественные, так и качественные показатели выполненных работ, выявить участки брака.
Расширена линейка
Группа предприятий «Северсталь-метиз» (входит в ОАО «Северсталь») расширила линейку приварных упоров, освоив гибкие упоры нового типоразмера. Пробная партия упоров диаметром 16 мм и длинами 100 и 150 мм уже направлена клиенту. Перед отгрузкой упоры прошли контроль в испытательной лаборатории орловской площадки компании в присутствии мостового инспектора.
Осуществление поставок упоров стало возможным после успешного прохождения необходимых испытаний. Гибкие упоры «Северсталь-метиза» были испытаны в лаборатории НПЦ Мостов, институте электросварки им. Е. О. Патона Национальной академии наук Украины, а также Воронежской лаборатории сварки Филиала научно-исследовательского института транспортного строительства «Научно-исследовательской Центр «Мосты» (Филиал ОАО ЦНИИС «НИЦ «Мосты»).
Новый путепровод
Открыт автодорожный путепровод на 78-м километре Приозерского шоссе — первая из 14-ти развязок, запланированных для строительства над трассой Лосево—Каменногорск. Также был дан старт рабочему движению на новом участке автомобильной дороги А-121 «Сортавала». На 42 километре трассы в месте пересечения с железнодорожной линией открылось рабочее движение по эстакаде длиной 700 м, которая должна обеспечить безопасный выезд автотранспорта и решить проблему заторов на железнодорожном переезде. В следующем году будет открыт участок А-121 до Сосново. Благодаря строительству трассы Лосево — Каменногорск и Каменногорск — Выборг удастся увести грузовые потоки от перегруженного Выборгского пути на окружное направление и обеспечить беспрепятственной доступ к портам севера Финского залива. Кроме того открытие этих объектов сделает поездку по шоссе комфортнее Строительство эстакады на 42-км велось с учетом современных технологий. Для выполнения работ по монтажу металлических сооружений использовалось оборудование, не имеющее аналогов по всему Северо-Западу России. Отдельного внимания заслуживают конструкции дорожной одежды. На опытном участке трассы «Сортавала» строители применили инновационную разработку голландских ученых — смесь на основе высокомодифицированного битума, которая позволяет создавать долговечные асфальтовые покрытия меньшей толщины без потери качества, обеспечивая прямую экономию средств. Трасса на Сортавалу спроекти-
рована как четырехполосная дорога категории 1В, движение по которой будет осуществляться со скоростью 110 км/ч. Предыдущие три очереди строительства были введены в эксплуатацию в 2011-2013 гг. Открытие движения на участке IV очереди протяженностью 22,8 км (от 36 км автодороги до поселка Сосново) планируется уже в 2016 году. Срок реализации V-й очереди запланирован на 2014-2019 гг., протяженность участка составляет 17,4 км. На остальные участки ведется разработка проектной документации.
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР
ОАО «ГК Полипласт» открыл в Новомосковске новый лабораторно-исследовательский комплекс, расположившийся на территории бывшего завода органического синтеза. Здесь разместились три высококлассные, оборудованные самой современной техникой и приборами, лаборатории: строительная, химическая и аналитическая. Главная задача строительной лаборатории заключается во всесторонней проверке эффективности предложенных составов, оптимизации создаваемых добавок и подготовке рекомендаций по их использованию. В задачу химиков, как и прежде, входит разработка новых добавок как смесевого типа (комплексных), так и получаемых в результате синтеза. Строительная лаборатория оснащена оборудованием, позволяющим характеризовать бетоны по всем основным показателям: прочность на сжатие и при изгибе, водонепроницаемость, морозостойкость. Кроме того, лаборатория имеет оборудование для описания полной характеристики самоуплотняющихся бетонов Химическая лаборатория, помимо стандартного оборудования, имеет высокоточный спектрометр и мощнейшие жидкостной и газо-жидкостной хроматографы. Это позволяет исследовать и характеризовать добавки уже на молекулярном уровне. В аналитической лаборатории будут формироваться и уже формируются методики оценки состава и качества производимой и вновь создаваемой на предприятии продукции.
мир дорог | август 2014
7
мир дорог | август 2014
Привлечение иностранных организаций, обладающих современными технологиями и управленческими компетенциями, к участию в конкурсах и аукционах
на строительство автомобильных дорог федерального и регионального значения Статья основана на материалах доклада, сделанного в рамках «Всемирной конференции по сотрудничеству в области инфраструктуры 2013», которая прошла под эгидой Международной ассоциации подрядчиков Республики Корея в г. Сеул.
П
резидентом Российской Федерации В.В. Путиным в 2012 году определен основополагающий вектор развития российской экономики, включающий в себя выстраивание эффективного механизма обновления экономики, привлечения необходимых для нее материальных и кадровых ресурсов, а также современных технологий, в том числе, и в сфере транспортного строительства. Основные задачи были формализованы в Указе Президента Российской Федерации «О долгосрочной государственной экономической политике», в частности, установлена необходимость обеспечения создания механизма привлечения иностранных организаций, обладающих современными технологиями и управленческими компетенциями, к участию в конкурсах и аукционах на строительство автомобильных дорог федерального и регионального значения. Во исполнение данного поручения Министерством транспорта Российской Федерации проведены обсуждения проблемных вопросов с рядом отечественных саморегулируемых, проектных и строительных организаций, а также с Международной Федерацией инженеров-консультантов, Международной дорожной федерацией и зарубежными компаниями «Винси Консессьон Сервисез» (Франция), Штрабаг АГ (Австрия). В первую очередь следует отметить, что в настоящее время не существует формальных препятствий иностранным компаниям участвовать в конкурсах и аукционах на строительство автомобильных дорог федерального и регионального значения в Российской Федерации. Однако, в результате совместных обсуждений определены ключевые факторы, частично сдерживающие участие иностранных компаний в дорожном строительстве в России и вызывающие озабоченность у российских заказчиков. В целях устранения проблемных момен-
тов, принят ряд Федеральных законов Российской Федерации, таких как: 1. Федеральный закон от 25 апреля 2012 года № 38-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «О концессионных соглашениях» и статью 16 Федерального закона «О Государственной компании «Российские автомобильные дороги» и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Реализация норм указанного федерального закона в рамках заключения долгосрочных комплексных контрактов на весь срок жизненного цикла дорожного объекта обеспечивает: ◆ внедрение современных технологий и материалов, направленных на снижение совокупной стоимости создания и эксплуатации автодорог и повышение надежности работы объектов; ◆ консолидацию ответственности за выявленные неудовлетворительные потребительские свойства автомобильных дорог за единой организацией, исполняющей контракт на создание участка автомобильной дороги.
2. Федеральный закон от 05 апреля 2013 года № 44-ФЗ «О контрактной системе в сфере закупок товаров, работ, услуг для обеспечения государственных и муниципальных нужд», позволяющий обеспечить выполнение условий государственных заказов квалифицированными исполнителями. Положениями данного федерального закона, в частности, предусматривается введение новых способов проведения государственных закупок, включающих в себя в том числе: ◆ создание единой информационной системы извещений о проведении конкурсов; ◆ проведение предквалификационных отборов и возможность обсуждения
с участниками конкурса технических решений и технических характеристик объектов конкурса; ◆ установление в качестве критерия оценки заявок, окончательных предложений участников конкурсов стоимости жизненного цикла созданного в результате выполнения работы объекта; ◆ привлечение экспертов и экспертных организаций при проведении конкурсов.
Таким образом, введение Федеральным законом новых способов проведения государственных закупок, включая возможность проведения двухэтапных конкурсов и конкурсов с ограниченным участием, позволит эффективнее привлекать к осуществлению дорожной деятельности организации, обладающие современными технологиями и управленческими компетенциями. 3. Федеральный закон 23 июля 2013 г. № 247-ФЗ «О внесении изменений в статью 70 Земельного кодекса Российской Федерации и в Градостроительный кодекс Российской Федерации», устанавливающий положения, регламентирующие подготовку документации по планировке территории, предназначенной для размещения линейных объектов, в соответствии с результатами инженерных изысканий, а также позволяющие включать в проектную документацию имеющиеся у подрядной организации, современные технологии и управленческие компетенции без необходимости прохождения длительных процедур переработки всей проектной документации, а также проведения повторной государственной экспертизы. Кроме того, с учетом состоявшихся обсуждений проблемных вопросов, Правительством Российской Федерации приняты следующие постановления: ◆ постановление Правительства Российской Федерации от 22 апреля 2013 года № 360 «О внесении изменений в поста-
9
мир дорог | август 2014 новление Правительства Российской Федерации от 16 февраля 2008 г. № 87»; ◆ постановление Правительства Российской Федерации от 27 апреля № 377 «О внесении изменений в постановление Правительства Российской Федерации от 5 марта 2007 г. № 145»;
перспективы, планы, решения
◆ постановление Правительства Российской Федерации от 3 июня 2013 года № 470 «О внесении изменений в некоторые акты Правительства Российской Федерации ».
10
Необходимо отметить, что вышеуказанные постановления, в том числе, направлены на совершенствование процедур изъятия земельных участков, необходимых для размещения линейных объектов, совершенствование проектирования и строительства автомобильных дорог, улучшение условий предпринимательской деятельности, стимулирование использования инновационных технологий в дорожной отрасли, сокращение административных барьеров и привлечение организаций, обладающих современными технологиями и управленческими компетенциями, к участию в конкурсах и аукционах на строительство автомобильных дорог федерального и регионального значения. Так, принятые постановления Правительства Российской Федерации направлены на обеспечение возможности установления отдельного этапа по подготовке территории строительства для последующего строительства или реконструкции автомобильных дорог, тем самым обеспечив оптимизацию сроков строительства путем предоставления возможности параллельного выполнения работ по подготовке территории строительства с учетом выполнения работ по изъятию земельных участков, сносу зданий, строений и сооружений, переустройству (перенос) инженерных коммуникаций, вырубки леса, проведения археологических раскопок в пределах территории строительства, разминирования территории строительства и одновременного осуществления проектно-изыскательских работ по основному объекту капитального строительства, что позволит передавать исполнителям контрактов, земельные участки во временное пользование, освобожденные от прав третьих лиц и иных обременений, до начала непосредственно строительно-монтажных работ. Помимо этого, с принятием Постановлений упрощается процедура прохождения экспертизы и подтверждения достоверности сметной стоимости при корректировке проектной документации в процессе выполнения работ, в случае применения инновационных технологий (модификации). Вместе с тем, в настоящее время, в части гармонизации российского законодательства с нормами, используемыми международными финансовыми институтами,
выполнена научно-исследовательская работа по теме «Разработка предложений по гармонизации российского законодательства с нормами, используемыми международными финансовыми институтами, для обеспечения возможности иностранным и отечественным компаниям использовать при проектировании и строительстве типовые формы и отдельные условия контрактов, разрабатываемых международной федерацией инженеров-консультантов (ФИДИК)». Основной целью данной работы является проведение сопоставительного анализа российского законодательства, регулирующего вопросы проектирования и строительства, в том числе, в бюджетной сфере, с западными аналогами, определение первоочередных, среднесрочных и долгосрочных мероприятий по корректировке и дополнению действующих в Российской Федерации нормативных правовых норм для возможности применения в транспортном и, прежде всего, дорожном строительстве, усовершенствованных вариантов контрактов, основанных на проформах Международной Федерации инженеров-консультантов, а также подготовка рекомендаций по основным изменениям, необходимым для внесения в российское законодательство, с тем, чтобы повысить заинтересованность компаний, обладающих современными технологиями в работе на российском дорожном рынке. В рамках проведенной научно-исследовательской работы выполнены следующие мероприятия: ◆ комплексный анализ становления и формирования ФИДИК, как международной инженерно-консалтинговой организации с учетом исторического, политического, экономического и юридического аспекта; ◆ оценка и анализ контрактов ФИДИК с точки зрения соответствия (не соответствия) основам российского законодательства, а также законодательства, регулирующего вопросы проектирования и строительства в бюджетной сфере; ◆ подготовлены рекомендации по основным изменениям, необходимым для внесения в российское законодательство, с тем чтобы повысить заинтересованность компаний в работе на российском дорожном рынке, в рамках гармонизации с нормами и практиками ФИДИК; ◆ подготовлен проект плана мероприятий (Дорожная карта), направленного на развитие инженерного консалтинга в Российской Федерации.
В этой связи, в настоящее время разрабатываются варианты договоров по строительству с учетом применения необходимых норм из контрактов ФИДИК начиная с первоочередного эта-
па применения и заканчивая долгосрочной перспективой. В тоже время, привлечение иностранных организаций, обладающих современными технологиями и управленческими компетенциями, к участию в конкурсах и аукционах на строительство, реконструкцию, содержание и проектирование автомобильных дорог федерального значения уже реализуется Государственной компанией «Российские автомобильные дороги» в рамках правоприменения норм Федерального закона от 17 июля 2009 года № 145-ФЗ «О государственной компании «Российские автомобильные дороги» и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», а также Порядка закупочной деятельности Государственной компании
определены ключевые факторы, частично сдерживающие участие иностранных компаний в дорожном строительстве в России «Российские автомобильные дороги», разработанного на основании Федерального закона от 18 июля 2011 года № 223ФЗ «О закупках товаров, работ, услуг отдельными видами юридических лиц», и утвержденного решением Наблюдательного совета Государственной компании «Российские автомобильные дороги» с принятыми 3 октября 2012 года дополнениями, предусматривающими: ◆ расширение количества способов проведения закупки: добавлен вариант проведения двухэтапного конкурса (этап предварительного отбора, этап квалификационного отбора), который необходим для проведения конкурсов на заключение договоров с привлеченными подрядными организациями (организациями с участием иностранного капитала); ◆ оптимизацию системы квалификационных требований и критериев оценки заявок участников закупки путем внедрения дополнительной системы, предназначенной для сложных договорных конструкций (инвестиционных соглашений, операторских контрактов, комплексных договоров), используемых Государственной компанией «Российские автомобильные дороги», с учетом критериев и требований, предъявляемых к участникам таких закупок (квалификационные
мир дорог | август 2014 требования, критерии оценки заявок, требования к определению их параметров, порядок оценки заявок). При этом добавлены требования к участникам конкурса по использованию разработанных в рамках научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ инновационных технологий в сфере строительства, реконструкции, капитального ремонта и ремонта автомобильных дорог и искусственных сооружений на них.
(Австрия), Brisa — Auto-estradas de Portugal, S.A. (Португалия). ◆ Долгосрочное операторское соглашение от 30.12.2011 года на содержание и осуществление эксплуатации на платной основе автомобильной дороги М-4 «Дон» на участке км 225 — км 633 — «Kapsch Group» (Австрия).
◆ Концессионное соглашение от 27.07.2009 о финансировании, строительстве и эксплуатации на платной основе «Скоростной автомобильной дороги Москва-Санкт-Петербург на участке 15-й км-58-й км» — «VINCI Concessions S.A.» (Франция).
◆ Инвестиционное соглашение от 22.11.2011 на разработку проектной документации и финансово-экономического обоснования (включая землеустроительную документацию, бизнес-план и конкурсную документацию) для проведения открытого конкурса на право заключения концессионного соглашения по проекту строительства с последующей эксплуатацией на платной основе автомобильной дороги М-4 «Дон» — от Москвы через Воронеж, Ростов-на-Дону, Краснодар до Новороссийска на участке км 633 — км 715 (обход с. Лосево и г. Павловск), Воронежская область — «Vision Transportation Group» (Канада).
◆ Концессионное соглашение от 17.07.2009 о финансировании, строительстве и эксплуатации на платной основе «Нового выхода на московскую кольцевую автомобильную дорогу с федеральной автомобильной дороги М-1 «Беларусь» Москва-Минск — «FCC Construction S.A.» (Испания), «Alpine Bau Gmbh»
В целях реализации принципа информационной открытости закупки, а также обеспечения доступности для потенциальных организаций информации о проводимых закупках, Наблюдательным советом Государственной компании «Российские автомобильные дороги» на заседании 15 апреля 2013 года приняты дополнения в Порядок закупочной
В настоящее время Государственная компания «Российские автомобильные дороги» реализует следующие инвестиционные проекты с участием иностранных инвесторов и иностранных подрядных организаций:
деятельности Государственной компании «Российские автомобильные дороги», предусматривающие публикацию проектной документации на выполнение работ по строительству и/или реконструкции, и/или капитальному ремонту, и/или ремонту объекта капитального строительства на сайте Государственной компании «Российские автомобильные дороги». Таким образом, в проектах Государственной компании «Российские автомобильные дороги» уже участвуют ведущие зарубежные компании, обладающие передовым управленческим опытом и технологиями в сфере дорожного хозяйства и реализации крупных инфраструктурных проектов, при этом Государственной компанией «Российские автомобильные дороги» и Федеральным дорожным агентством в рамках имеющихся полномочий предпринимаются дополнительные меры, позволяющие организациям, обладающим современными технологиями и управленческими компетенциями, заблаговременно знакомиться с проектными решениями и объемами работ по объектам капитального строительства, с целью последующего участия в конкурсах и аукционах на строительство и реконструкцию автомобильных дорог федерального значения. О. В. Ступников начальник отдела автомобильных дорог Министерства транспорта Российской Федерации
новости Утвержден Свод правил
Министр строительства и жилищно-коммунального хозяйства Михаил Мень подписал приказ об утверждении свода правил «Усиление железобетонных конструкций композитными материалами. Правила проектирования», разработанный по инициативе ЗАО «ХК «Композит» Свод правил распространяется на проектирование, восстановление и усиление железобетонных конструкций зданий и сооружений различного назначения путем устройства внешнего армирования полимерными композитными материалами на основе углеродных, арамидных и стеклянных волокон. В документе содержатся сведения о характеристиках композитных материалов, требования к подготовке материалов усиления, непосредственно к усилению железобетонных
конструкций, методики расчета, указания по проведению входного и операционного контроля. Холдинговая компания «Композит», являясь инициатором настоящего Свода правил, принимала активное участие в разработке документа. Одновременно на предприятии «Препрег-СКМ», входящем в структуру холдинга «Композит», велась кропотливая работа по разработке системы внешнего армирования углеродными композитными материалами FibArm. Технология предназначена для усиления строительных конструкций с целью устранения последствий разрушения и коррозии арматуры в результате длительного воздействия природных факторов и агрессивных сред в процессе эксплуатации зданий и сооружений, а также для реализации мероприятий по сейсмоусилению.
Подготовка к чемпионату
В течение трех лет — с 2014 по 2016гг. — Федеральное дорожное агентство направит свыше 22,9 млрд рублей на строительство и реконструкцию дорог регионального и местного значения и искусственных сооружений на них в рамках подготовки проведения чемпионата мира (ЧМ) по футболу 2018 года. Для этих целей в 2014 году выделено 3 млрд 90 млн рублей. Кроме того, еще 10 млрд 750 млн рублей будет направлено из федерального бюджета в 2015 году, 9 млрд 106 млн рублей — в 2016-м. Согласно постановлению Правительства Российской Федерации финансирование из федерального бюджета мероприятий по подготовке к чемпионату в части объектов дорожной инфраструктуры будет осуществлено в рамках федеральной целевой программы «Развитие транспортной
системы России (2010-2020 годы)». По итогам рассмотрения заявок от субъектов страны в программу подготовки к проведению в 2018 году в Российской Федерации чемпионата мира по футболу включены ключевые объекты дорожной инфраструктуры на территории 7 регионов: Республики Мордовия, Волгоградской области, Калининградской области, Нижегородской области, Ростовской области, Самарской области, а также Санкт-Петербурга. В настоящее время по большей части объектов, включенных в вышеуказанную программу, ведется разработка проектной документации. Необходимо отметить, что в соответствии с бюджетным законодательством Российской Федерации данные мероприятия осуществляются за счет средств региональных бюджетов.
11
мир дорог | август 2014
Состояние и перспективы дорожного хозяйства Ульяновской области в условиях функционирования дорожного фонда
перспективы, планы, решения
Ульяновская область — 73 регион по общероссийскому классификатору — расположена на обоих берегах реки Волги. Общая площадь составляет 37,2 тыс. км2, административно поделена на 24 муниципальных образования. Область граничит с республиками Татарстан, Мордовия и Чувашия, Самарской и Пензенской областями. Численность населения составляет 1,3 млн. чел. Зарегистрировано 400 тыс. автотранспортных средств.
12
П
ротяженность сети автомобильных дорог на территории Ульяновской области составляет 12064,7 км, из них: 431 км — федерального значения, в том числе: I категории — 24 км, II категории — 309,6 км, III категории — 97,8 км; 4624,1 км — регионального значения, в том числе: I категории — 24,9 км, II категории — 69,7 км, III категории — 931,6 км, IV категории — 3442 км, V категории — 155,9 км (грунтовые — 52 км). 7008,6 км — дороги муниципального значения, из которых 3,6 тыс. км, или 51 % — грунтовые (V категории). Период дорожной деятельности до образования дорожного фонда можно охарактеризовать низким уровнем финансирования по остаточному принципу, отсутствием возможности вести долгосрочное планирование, развалом дорожной отрасли и потерей квалифицированных кадров. Период «После» — это новый этап в развитии субъекта. Восстановление регионального дорожного фонда привело к «перезагрузке» дорожной отрасли. Стабильное финансирование, возможность заключения долгосрочных контрактов и 3-5-летнее планирование деятельности — это лишь малая часть появившихся преимуществ. По социальному накалу вопрос состояния автомобильных дорог находится на 2 месте после сферы ЖКХ, связанно это, в первую очередь, с низким качеством дорожной инфраструктуры. Так, на территории Ульяновской области в настоящее время не соответствуют нормативным требованиям порядка 60% дорог (2800 км) регионального значения, из которых в очень плохом состоянии находится порядка 1000 км дорог (22%). 187 км дорог требуют реконструкции для повышения пропускной способности. После ввода в эксплуатацию нового мостового перехода через реку Волгу в г. Ульяновске интенсивность движения преимущественно транзитного транспорта на автодорогах «Ульяновск — Димитровград — Самара» и «Сурское — Алатырь — выход на Нижний Новгород» сильно возросла — до 15 тыс. автомобилей в сутки.
Существенно выросшее финансирование дорожной отрасли (в 2,5 раза) позволяет решить часть имеющихся проблем: ◆◆ В 2012 году нами был заключен трехлетний контракт на содержание сети автодорог регионального и межмуниципального значения с финансированием 2,4 млрд рублей (в 2012 году — 732,2 млн рублей, в 2013- 819,5 млн рублей, в 2014 — 853,9 млн рублей), что позволило довести расходы на содержание1 км дороги до 186 тыс. рублей (в текущем 2014 году). ◆◆ В текущем году будут проведены торги и заключен контракт на содержание дорог сроком уже на 5 лет (2015 — 2019 годы) с финансированием не менее 6 млрд. рублей. При этом затраты на содержание 1 км дороги к 2019 году составят 330 тыс. рублей, при потребности 450 тыс. рублей. ◆◆ Восстановление дорожных фондов позволяет нам ежегодно охватить ремонтом порядка 200 км автодорог, что составляет порядка 4,5 % от общей протяженности. Конечно же, этого недостаточно, потребность на сегодняшний день составляет 600 км, то есть для соблюдения межремонтных сроков необходимо в три раза увеличивать расходы на ремонт дорожной сети. ◆◆ В текущем году мы заключили два двухлетних контракта на ремонт дорог, основным условием которых является выполнение работ за счет привлеченных подрядной организацией кредитных средств в 2014 году. Расчет за выполненные работы будет произведен за счет средств дорожного фонда 2015 года по итогам весеннего осмотра состояния отремонтированных участков дорог. Таким образом, в текущем году мы дополнительно привлекаем 530 млн рублей и отремонтируем 72 км дорог. ◆◆ Стабильное финансирование привело к тому, что с 2012 года в торгах на проведение дорожных работ стали принимать активное участие частные компании, обладающие современной техникой и асфальтобетонными заводами. В настоящее время на территории региона 100 % дорожных работ выполняется силами компаний негосударственных форм собственности.
В этом году мы завершаем разработку проектов организации дорожного
движения на всю сеть дорог (100 %), а также паспортизацию всех мостов (100 % — 367 шт.) и в течение ближайших 3-х лет планируем оформить все земельные участки под автомобильными дорогами. Немаловажную роль играет созданная в 2012 году с целью повышения уровня сохранности автомобильных дорог общего пользования регионального значения служба весового контроля. Функционирование службы осуществляется в круглосуточном режиме на 2 стационарных пунктах, расположенных на правои левобережном подходах к мостовому переходу через р. Волга в г. Ульяновске («Президентский»), а также тремя передвижными пунктами весового контроля на базе автомобилей «Газель». Отдельно необходимо обозначить вопросы повышения уровня безопасности дорожного движения. Нами принимаются все возможные меры, направленные на уменьшение количества ДТП на автодорогах регионального значения. В текущем году на реализацию мероприятий по нанесению разметки, установки знаков и барьерных ограждений направлено более 80 млн рублей. В результате принятых в 2013 году мер на областных автодорогах по сравнению с 2012 годом сократилось количество ДТП на 4 % (360 и 347 соответственно), и количество погибших сократилось на 22% (83 и 65 человек соответственно). Стратегия развития дорожной инфраструктуры Ульяновской области увязана с федеральной и направлена на увеличение промышленного потенциала региона, повышение безопасности дорожного движения. Основой стратегии является проект «Волжский транзит». У нас уже имеется документация на объекты на сумму 7,8 млрд рублей, в том числе: завершение строительства второго пускового комплекса первой очереди строительства мостового перехода через р.Волгу в г.Ульяновске (II этап. Левый берег-левобережная развязка с выходом в дорожно-уличную сеть города Ульяновска, 3,0 млрд рублей в ценах 2014 года), реконструкция участка автодороги «Ульяновск-Димитровград-Самара» в Чердаклинском районе (6,3 км-1,55 млрд рублей),
мир дорог | август 2014 строительство I очереди обхода города Димитровграда (5,7 км — 3,2 млрд рублей). Все дороги запроектированы I категории с обеспечением максимального уровня безопасности дорожного движения. Продолжаются работы по разработке проектной документации на строительство обхода города Димитровграда (20,1 км) Завершить проектирование I этапа планируется в 2015 году. Реализация этих задач — часть проекта «Волжский транзит» по территории Ульяновской области. Вдоль автомобильной дороги «Ульяновск-Димитровград-Самара» расположен ряд важнейших инвестиционных площадок. К примеру, создаваемая на базе международного аэропорта «Ульяновск-Восточный» портовая особая экономическая зона, в границах которой планируется развитие крайне востребованных в настоящее время видов деятельности, таких как ремонт, техническое обслуживание, модернизация воздушных судов, производство авиатехники и авиакомплектующих, а также аэропортовые и транспортно-логистические услуги. Развивается промышленная зона «Заволжье» в г. Ульяновске — инвестиционная площадка, в границах которой уже сейчас реализуется 19 инвестиционных проектов российских и зарубежных компаний с общим объемом инвестиций более 58 млрд рублей. Не менее важным является создаваемый в городе Димитровграде Ульяновской области ядерно-инновационный кластер. Его основой станет центр медицинской радиологии, способный оказывать современную высокотехнологичную помощь более 40 тысячам больных онкологическими заболеваниями ежегодно. Надеемся на понимание в федеральных структурах и включение проекта «Волжский транзит» в федеральную целевую программу «Развитие транспортной системы Российской Федерации на 2010-2020 годы».
Необходимо отметить, что для выполнения указа Президента об увеличении в два раза объема строительства и реконструкции дорог в ближайшее десятилетие в сравнении с предыдущим, на территории Ульяновской области необходимо ежегодно строить и реконструировать не менее 35 км дорог. Для исполнения данной задачи, а также перехода на нормативное содержание и ремонт дорог объем дорожного фонда Ульяновской области необходимо увеличить как минимум в 2 раза. Хочу высказать предложения, принятие которых оказало бы существенную поддержку дорожным фондам субъектов: 1.Считаем необходимым в Бюджетном кодексе Российской Федерации прописать обязательное перечисление в дорожные фонды субъектов следующего года сверхплановых поступлений по доходным источникам текущего года по аналогии с федеральным дорожным фондом. 2. Считаем необходимым в Бюджетном кодексе Российской Федерации, помимо акцизов на нефтепродукты и транспортного налога, в обязательном порядке закрепить дополнительные источники формирования дорожных фондов субъектов Федерации (по аналогии с федеральным дорожным фондом), связанные с дорожной деятельностью, такие как: ◆◆ плата в счет возмещения вреда, причиняемого автомобильным дорогам общего пользования регионального или межмуниципального значения транспортными средствами, осуществляющими перевозки тяжеловесных и крупногабаритных грузов; ◆◆ поступления от использования имущества, входящего в состав автомобильных дорог общего пользования регионального или межмуниципального значения; ◆◆ государственная пошлина за выдачу специального разрешения на движение по автомобильным дорогам транспортных средств, осуществляющих перевозки опасных, тяжеловесных и крупногабаритных грузов;
Формирование дорожного фонда Ульяновской области в 2014 году Источники формирования 2014 год С учетом предлагаемых доп. Отклонение дорожного фонда предусмотрено в источников и сверхплановых бюджете, млн рублей доходов млн. рублей на 2014 год Доходная часть: Транспортный налог 630,4 750,0 +119,6 Акцизы на нефтепродукты Иные источники Итого Расходная часть: Отчисления 10% от акцизов на нефтепродукты в муниципальные дор. фонды Субсидии муниципальным образованиям Прочие расходы Мероприятия на областных автодорогах
2120,2 2750,6
2561,7 300,0 3611,7
212,0
256,2
550,0
550,0
223,4 1765,2
223,4 2582,1
+441,5 +300,0 +861
◆◆ плата за оказание услуг по присоединению объектов дорожного сервиса к автомобильным дорогам общего пользования регионального или межмуниципального значения; ◆◆ штрафы за нарушение правил перевозки крупногабаритных и тяжеловесных грузов по автомобильным дорогам общего пользования регионального или межмуниципального значения; ◆◆ санкций за нарушение обязательств, условий государственных контрактов, финансируемых из дорожного фонда; ◆◆ плата в счет возмещения вреда, причиняемого физическими или юридическими лицами автомобильным дорогам регионального или межмуниципального значения, инженерным сооружениям на них; ◆◆ денежные средства, внесенные участником конкурса или аукциона, проводимых в целях заключения государственного контракта, финансируемого за счет средств дорожного фонда Ульяновской области, в качестве обеспечения заявки на участие в таком конкурсе; в случае уклонения участника конкурса или аукциона от заключения такого контракта; ◆◆ поступления в виде обеспечения исполнения контрактов на поставки товаров, выполнение работ, оказание услуг, финансируемого за счет средств дорожного фонда Ульяновской области, в качестве обеспечения заявки на участие в таком конкурсе в случае неисполнения указанных контрактов; ◆◆ поступления от уплаты штрафов за нарушение законодательства Российской Федерации о безопасности дорожного движения.
На примере Ульяновской области принятие данных мер позволило бы привлечь в 2014 году порядка 861 млн рублей. Также предлагаем рассмотреть возможность придания дорожным фондам статуса внебюджетных. Одно из преимуществ создания внебюджетных дорожных фондов — это зачисление всех источников в полном объеме, в том числе и сверхплановых поступлений и привлечение кредитных ресурсов (кредитов банков) с последующим планированием по их погашению. Тем более, что данный опыт имел место в ряде субъектов в начале 2000-х годов, в том числе и на территории Ульяновской области. Все предложения, направленные на увеличение дорожных фондов субъектов требуют срочного рассмотрения и принятия решений, чтобы уже в 2015 году мы могли ощутить положительный эффект и спроецировать его на состоянии дорожной сети. С.М. Холтобин, директор ОГКУ «Департамент автомобильных дорог Ульяновской области»
13
мир дорог | август 2014
Инженерные изыскания и транспортная геотехника: аспекты взаимодействия
строительство
Сокращение затрат на инженерно-геологические изыскания приводит к ухудшению качества проектных решений, необходимости их пересмотра и корректировки в процессе строительства, а также к необоснованным затратам при эксплуатации объекта. Современное развитие лабораторного оборудования, с одной стороны, и не менее мощное развитие вычислительных программных комплексов, с другой - позволяет решать как очень сложные геотехнические задачи, так и выполнять более достоверное прогнозирование для типовых условий. Однако, проблема заключается во взаимодействии геологов (изыскателей) и геотехников (проектировщиков-расчетчиков): одни должны давать техническое задание на выполнение изысканий с полным представлением о процессе, а другие понимать, для чего выполняются те или иные лабораторные опыты и как правильно использовать полученные характеристики.
14
С
овременная транспортная геотехника как наука, представляющая собой синтез знаний в области инженерной геологии, механики грунтов, проектирования дорожных конструкций и геотехнологий, претерпела значительные изменения по сравнению с той областью знаний, которая зародилась более 50 лет назад, сформировавшись под влиянием двух академических направлений — почвоведения и горного дела. Последние представления позволяют определять для каждого слоя грунтов величины, адекватно характеризующие их жесткость, прочность, предварительное напряжение, водопроницаемость, реологические свойства и анизотропию. Набор параметров для геотехнических расчетов может включать более 30 величин! На сегодняшний день в мировой практике проектирования транспортных сооружений появились мощные геотехнические программные комплексы (Plaxis, Phasa2, Z-Soil и др.), работающие на основе численного моделирования (МКЭ — метод конечных элементов) и позволяющие решать различные задачи (рис. 1). Например, определять величину осадки с учетом взвешивающего действия грунтовых вод; учитывать в расчетах наличие существующего земляного полотна и его консолидированного основания при уширении и увеличении размеров насыпей; определять возможность быстрого и медленного возведения насыпей; вычислять коэффициент стабильности слабых оснований земляного полотна и водопропускных труб; оценивать общее состояние сложных склонов, с большим количеством различных противооползневых сооружений (например, Олимпийские объекты в Сочи). С помощью таких программ можно осуществлять контроль расчетов по инженерным методам (методы
предельного равновесия) устойчивости земляных сооружений, в том числе, на слабых основаниях, а также армогрунтовых подпорных структур, выполнять динамические (сейсмические) и фильтрационные расчеты и пр. Считается, что численный анализ более достоверный в случаях учета геосинтетических армирующих прослоек.
С другой стороны, методы лабораторных испытаний также не стоят на месте, и возможности современных приборов позволяют получать характеристики более точно и полно. Таким образом, имеются все возможности для расчетов и проектирования сооружений, работа которых будет надежной и безопасной. После выполнения буровых работ производятся лабораторные испытания
Рис. 1. Программа численного моделирования Plaxis
Рис. 2. Принципы взаимосвязи результатов лабораторных испытаний и геотехнических расчетов
мир дорог | август 2014 грунтов. Современные геотехнические программные комплексы используют для расчетов модели грунтов, которые позволяют максимально реалистично описать их поведение при нагружении и разгрузке. Это позволяет рассчитывать устойчивость и осадки насыпей без искусственного разделения основания на зоны по характеру деформаций (по оси — трехосное сжатие, под откосной частью — простой сдвиг, за пределами подошвы — трехосное расширение). Однако, для применения современных программных продуктов необходимо использовать новейшие достижения механики грунтов и приборы для лабораторных и полевых исследований. Транспортная геотехника помогает проектировщику принять правильное обоснованное расчетами решение, основанное на результатах инженерных изысканий. Сложностей здесь много, отчасти они связаны с большим «простоем» в развитии Механики грунтов и Инженерной геологии, что привело к появлению в нормативных документах новых и, на первый взгляд, не совсем понятных показателей. Так, например, в ГОСТ 12248-2010 «Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости» появились новые термины: недренированная прочность; пиковый угол внутреннего трения; критический угол внутреннего трения; угол трения при остаточной прочности; компрессионный модуль деформации; одометрический модуль деформации (последние два термина, с точки зрения русского языка — одно и то же). В действительности, это все было известно еще в советское время, однако, эта информация является заимствованной из-за рубежа и не всегда понятной проектировщикам изза недостатка информации на русском языке. В последнее время значительное развитие получили методы полевых испытаний, позволяющие путем погружения зондов и приборов получать необходимые геотехнические параметры на месте. Несмотря на наличие нормативной базы и длительного опыта применения полевых методов в нашей стране, существуют сложности, препятствующие более широкому применению этих методов. Прежде всего, это отсутствие новых (за последние 20 лет) руководств или методических пособий, которые позволяли бы более полноценно интерпретировать результаты измерений. Современное состояние развития приборов позволяет получать большое количество различных результатов, однако, на практике этого не происходит. Например, по данным статического зондирования принято определять границы слоев
грунта и оценивать несущую способность свай, а между тем этот метод позволяет определять прочностные и деформационные характеристики [7]. Кроме того, в мировой практике для грунтов, характеризующихся сложным поведением, принято устраивать экспериментальные площадки. Наблюдения, измерения и моделирование грунтов на таких площадках ведутся на протяжении более пятидесяти лет, а их результаты представляют большую практическую и научную ценность. Стоит сказать, что в геотехнике сегодня не существует универсального подхода к интерпретации лабораторных и полевых данных для оценки несущей способности сооружений на слабых грунтах. Однако, несомненная польза от наблюдений на экспериментальных площадках заключается в стимулировании развития методов анализа и корректировки численных моделей. Самой представительной в мире базой по наблюдению за осадками зданий считается организованная ведущими российскими геотехниками из Санкт-Петербурга (ГК «Геореконструкция»). По результатам наблюдений установлено, что метод послойного суммирования имеет погрешность около 30% [5]. А последние данные для Исаакиевского собора, обобщающие большой накопленный опыт, свидетельствуют о его незатухающей во времени осадке (так называемой вековой), скорость которой составляет 0,7 мм/год [1]. В этом отношении показательным является пример аэропорта Кансай (Япония), территория которого (размером 4 км на 1,2 км) представляет собой намывное сооружение. Учитывая то, что будущий остров будет проседать, первоначально его насыпали на 30 метров над уровнем моря. За первые 5 лет искусственный остров просел на 8 метров, что намного превысило расчетные величины инженеров, планировавших это суперсооружение. Расчет был выполнен только на фильтрационную осадку, а ползучесть грунта учтена не была. В настоящее время осадка продолжается с меньшей интенсивностью (менее 7 см в год) [6]. Это реологические свойства грунтов, называемые ползучестью и описываемые вторичной консолидацией. Учет этой особенности в расчетах возможен в программах численного моделирования, но для этого необходимы соответствующие консолидационные испытания. В практике бывает так, что при имеющихся консолидационных испытаниях нет возможности использовать их в расчетах. Причина заключается в том, что испытания производятся при нагрузке, значи-
тельно отличающейся от расчетной (от веса насыпи), что связано с отсутствием практики совместной работы изыскателей и проектировщиков на этапе составления технического задания для изысканий.
Транспортная геотехника помогает проектировщику принять правильное обоснованное расчетами решение, основанное на результатах инженерных изысканий Независимое развитие оборудования для испытаний грунтов способствовало тому, что их результаты интерпретируются различными методами — аналитическими, численными, по эмпирическим зависимостям (например, испытания сдвигомером-крыльчаткой базируются на теории предельного равновесия, а штамповые тесты — на теории пластичности). Это приводит к получению отличающихся друг от друга результатов. Например, сравнение значений недренированной прочности по данным испытаний девятью методами [4] показало, что минимальное значение (0,14 кПа) было получено при тестировании на одноосное сжатие, а максимальное (0,34 кПа) — при испытании на сжатие в условиях плоской деформации. Таким образом, был получен большой разброс важной величины, позволяющей определять устойчивость насыпей при быстрой отсыпке. Если же данные лабораторных испытаний сравнить с полевыми, расхождение результатов будет еще больше (до 6 раз) [4]. Стоит отметить, что понятие недренированной прочности включено в ГОСТ 12248-2010 как сопротивление недренированному сдвигу, однако, использование этого показателя в практике расчетов затруднено в связи с недостаточным объемом информации о применимости. В действительности, значение недренированной прочности, которое получают по результатам трехосных испытаний или при использовании крыльчатки, представляет собой прочность грунта при полном водонасыщении. Этот показатель применяется для проверки быстрого
15
мир дорог | август 2014
строительство
возведения насыпи, а трудности его восприятия связаны с устоявшейся в нашей стране теорией «плотностивлажности».
В связи с отсутствием (на момент создания) доступной и мощной новейшей вычислительной техники все принятые в нашей стране методы обработки результатов лабораторных испытаний и построенные на их основе методы расчетов используют теорию полных напряжений Все это свидетельствует о насущной необходимости дальнейшего развития и совершенствования методов определения характеристик грунтов. И если в новейшей мировой геотехнической практике, вооруженной современными приборами и компьютерными программами и развиваемой ведущими мировыми специалистами, существуют такие недостатки, то что можно сказать о состоянии этого вопроса в нашей стране? Для нас стало нормой принимать табличные значения. В лучшем случае проводятся компрессионные испытания, реже — тестирование в приборе одноплоскостного среза. Но, даже при имеющихся перечисленных испытаниях, результаты носят скорее приблизительный характер (рис. 2). Даже в тех случаях, когда имеются результаты трехосных и консолидационных испытаний, при расчетах становится ясно, что сотрудники лабораторий при их проведении не имели представления о том, для чего они выполнялись, т.е. основная проблема заключается в отсутствии прямой связи между геологами и геотехниками (проектировщиками-расчетчиками). В связи с отсутствием (на момент создания) доступной и мощной новейшей вычислительной техники все принятые в нашей стране методы обработки результатов лабораторных испытаний и построенные на их основе методы расчетов используют теорию полных напряжений, что
16
связано со сложностями определения порового давления и, соответственно, эффективных напряжений. Развитие компьютерных технологий позволило объединить разные подходы — и на основе совместного учета полных и эффективных напряжений были разработаны широко известные и продвинутые модели, реализованные в программах численного моделирования. Теория совместного расчета была впервые предложена в 1968 году и получила название «Механика грунтов критических состояний» (Critical State Soil Mechanics — CSSM) [4]. В ее основе лежит модель К. Терцаги, в соответствии с которой выделяют полные и эффективные напряжения, различающиеся на величину порового давления. В нашей стране была принята упрощенная модель, основанная только на полных напряжениях, — модель «плотности — влажности» Н.Н. Маслова. При проектировании насыпей на слабых водонасыщенных грунтах необходимо выполнять оценку стабильности сооружения путем проверки устойчивости при быстром возведении, и в случае медленной отсыпки. Принятая методика расчета базируется на теории «плотности-влажности» Н.Н. Маслова. В этом случае величиной меры консолидации является не поровое давление, а влажность и определение порового давления не требуется, это обстоятельство предопределило практическое преимущество применения указанного подхода. Однако, применение некоторых положений этой теории на практике невыполнимо. Речь идет о расчетах быстрого и медленного возведения насыпей на слабых водонасыщенных основаниях, для чего необходимо иметь зависимость прочностных характери-
Список литературы
стик от влажности. В действительности достаточно трудоемкие и длительные испытания не выполняются, что приводит к невозможности производить расчеты в соответствии с «Пособием по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах» [3].
Заключение
Сложившаяся в нашей стране обстановка в области взаимодействия инженерных изысканий и проектирования транспортных сооружений, связанная прежде всего с приостановкой развития строительной сферы после распада Советского союза и с другими более современными проблемами, приводит к снижению качества изысканий и проектных решений, и соответственно, к снижению надежности построенных объектов. Одними из общих путей решения связанных с этим проблем являются проведение курсов повышения квалификации сотрудников проектных и изыскательских организаций, а также обеспечение их нормативно-технической литературой, обобщающей последний мировой опыт. Инженерно-технический отдел группы компаний «Миаком» принимает самое непосредственное участие в этом процессе и надеется на поддержку в этом отношении со стороны других организаций, небезразличных к судьбе транспортной отрасли Российской Федерации. Т. С. Вавринюк, инженер-геотехник. Е. В. Федоренко, к.г-м.н., член РОМГГиФ, главный инженер (ГК «Миаком», Санкт-Петербург)
1. Васенин В. А. Оценка современных вертикальных движений земной поверхности для целей определения устойчивости исходных пунктов нивелирной сети г. Санкт-Петербурга и определения длительных осадок зданий и сооружений // Развитие городов и геотехническое строительство. 2012. № 14. С. 37–59. 2. Методические рекомендации по применению георадаров при обследовании дорожных конструкций. М.: Росавтодор, 2003. 37 с. 3. Пособие по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах. М.: Минтранс России, 2003. 4. Mayne P. W., Coop M. R., Springman S., Huang A. B., Zornberg J. State-of-theart paper (SOA-1): Geomaterial behavior and testing // Proceedings of the 17-th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, ICSMGE, Alexandria, Egypt, 2009. Rotterdam, the Netherlands: Millpress/IOS Press, 2009. V. 4. P. 2777–2872. 5. Улицкий В. М., Шашкин А. Г., Шашкин К. Г. Гид по геотехнике (путеводитель по основаниям, фундаментам и подземным сооружениям) / ПИ «Геореконструкция» — СПб. 2010. — 208 с. 6. Федоренко Е. В. Вавринюк Т. С. Современное представление о геотехнике применительно к расчетам аэродромных конструкций. Airports International, выпуск №3, март 2014. 7. Болдырев Г. Г. Полевые методы испытаний грунтов (В вопросах и ответах) — Саратов:РАТА., 2013. — 356 с.
мир дорог | август 2014
ПРОЧНЫЕ И ДОЛГОВЕЧНЫЕ СООРУЖЕНИЯ НА СЛАБОМ ОСНОВАНИИ — ЭТО ВОЗМОЖНО
Комплексные эффективные решения для армирования слабых грунтов с использованием материалов TEXINOV
П
роектирование и строительство по слабым основаниям, заболоченным участкам и т.п. — распространенная и больная проблема всей российской стройки. И особенно остро она стоит для дорожных строителей. Живучесть этой проблемы во многом обусловлена тем, что в каждом отдельно взятом месте строительства слабые грунты слабы по-своему, индивидуально. Общее, самое простое решение для всех случаев хорошо известно с давних времен: оно подразумевает полное замещение слабого грунта прочным, хорошо несущим и распределяющим нагрузку строительным грунтом. Но во-первых, этот подход обходится дорого, порой очень дорого. А во-вторых, в ряде случаев даже очень большие затраты при замещении грунта могут оказаться недостаточно эффективными. Ведь к современным дорогам предъявляются гораздо более высокие требования, чем в прошлом, когда и таких решений было бы достаточно. Значительно повысились нагрузки, интенсивность, скорость движения. При этом стоимость на инертные материалы, затраты на их доставку к объектам возрастают. Решить задачу можно только с помощью новых материалов и технологий. Мы
хотели бы остановиться здесь на некоторых вопросах, связанных с геотехнологией. Современные технологии армирования земляного полотна специальными высокопрочными геосинтетическими материалами являются наиболее экономичными и рациональными. Однако применять их по одному лекалу нельзя. Для экономичного и надежного упрочнения грунта посредством армирования требуется индивидуальное инженерно-техническое решение на каждом конкретном объекте. Разработка технического решения обязательно должна основываться на тщательном анализе данных геологических изысканий, особенностях проекта и на точно подобранном варианте. Московская компания «ЦЕНТРСТРОЙКОМПЛЕКТ» заниАлександр Анатольевич мается разработкой комплексных решений Щербаков по армированию грунта основания насыпи. Руководитель проекта В своих решениях специалисты компании инжиниринговой компании используют высокопрочные материалы фран- «ЦЕНТРСТРОЙКОМПЛЕКТ» цузской компании MDB TEXINOV. Об особенностях этих материалов и специфике предлагаемых решений мы беседуем с руководителем проекта инжиниринговой компании «ЦЕНТРСТРОЙКОМПЛЕКТ» Александром Щербаковым. Александр Анатольевич, почему при решении сложных геотехнических задач, с которыми вам приходится сталкиваться постоянно, вы выбрали именно материалы MDB TEXINOV? Для нас первично комплексное решение геотехнических задач. Грунтовое основание сооружения должно быть стабильным, способным нести проектную нагрузку в течение срока эксплуатации объекта (120 лет и более). То есть материалы MDB TEXINOV лучше всего подходят для этого? Совершенно верно. Они позволяют наиболее эффективно решать задачи, связанные со слабыми грунтами основания. Кстати, производителей подобной геосинтетики не «великое множество». На данном рынке представлено всего 5-6 компаний. Почему так мало? Потому что это особые, высокопрочные материалы. Разумеется, и требования к ним жесткие, производство их стоит
17
мир дорог | август 2014 дорого. Практика показывает, что стоимость лабораторного оборудования для контроля качества выпускаемой продукции на подобного рода производстве сравнима со стоимостью самого производства. Это доступно лишь немногим производителям.
строительство
В чем, если конкретно, главные преимущества материалов от MDB TEXINOV? Защитные и монтажные элементы у них тканые, а элемент армирования произведен нетканым способом, это делает данные материалы дешевле в сравнении с их ткаными конкурентами — при полном сохранении всех характеристик по прочности, долговечности и т. п. Итак, более низкая стоимость — это первое важное преимущество. Она обусловлена тем, что в нетканом способе производства по сравнению с тканым отсутствует ряд затратных технологических этапов. Чем меньше технологических этапов — меньше требуется затрат, ресурсов и т. п. Второе преимущество: наши армирующие материалы сразу, без подготовки начинают полноценно работать в конструкции, поскольку армоэлементы изначально пребывают в выпрямленном состоянии и не требуют растяжения в отличие от тканых материалов.
земляного полотна в строительстве дорог? Очень широко. Особенно в регионах, подобных тому, в котором мы с вами живем — средняя полоса России, на территории которой много болот. Вот один из примеров применения при строительстве головного участка СПАД Москва — Санкт-Петербург. Представьте насыпь высотой около 12 метров — на слабом основании, на слабых, мягкопластичных грунтах. Кроме того, на глубине 9 метров — слой обводненного торфа мощностью около метра. Понятно, что если ничего не предпринять, огромный массив насыпи будет постепенно деформировать слабое основание и уплывать от проектных отметок. При этом осадка конструкции должна завершиться до момента окончания строительства, точнее, даже до укладки дорожного покрытия. А как предсказать, когда они закончатся? Проектировщик ООО «Росинсталпроект» обратился к нам. Мы предложили комплексный инженерно-технический подход: частичную замену грунта и ускоренную осадку в едином решении. По песчаным сваям-дренам вода отводилась из грунтов сжимаемой толщи, а сверху была устроена армирующая прослойка из геотекстильного материала Geoter F 800/100, которая обеспечивала устойчивость и
добились того, чтобы грунт стабилизировался на проектных отметках. В итоге нами было реализовано техническое решение, которое позволило разместить на слабом грунте массивную конструкцию дорожного «пирога», с высокой точностью спрогнозировав ее поведение, обеспечив устойчивость сооружения с учетом эксплуатационных нагрузок Еще одно интересное решение было применено при строительстве испытательного учебно-тренировочного центра корабельной авиации МО РФ. Сооружение возводилось на слабых просадочных грунтах, несущая способность которых резко ухудшалась при поступлении атмосферных осадков. В результате была использована конструкция, включающая армирующий равнопрочный геотекстиль Notex GX с прочностью 150/150 кН/м и дренажный композитный материал Terram 1BZ, совмещающий в себе функции гидроизоляции и транспортной системы для отведения воды. Активно применяются эти материалы при строительстве временных дорог и технологических проездов. Допустим, вам надо сделать временную дорогу на болоте. Она не должна служить долго, нет такой необходимости. Это значит, что можно уложить материал на слабонесущую поверхность, сделать на нем минимальную насыпь — и наш армирующий материал будет держать ее спокойно в течение расчетного срока. Очень широкое поле применения.
Сплошная линия - Характеристика поведения Geoter F (то же справедливо и для Notex GX). Прерывистой линией обозначено поведение тканого геотекстиля.
Просто не материалы, а сказка какая-то… На самом деле, главное — даже не в материалах, какими бы хорошими и правильными они ни были. Вспомните начало разговора. Наша базовая цель — обеспечить прочность и надежность грунтового основания на каждом конкретном объекте. Проще говоря, превратить слабое основание в прочное, способное воспринимать проектные нагрузки в течение многих десятилетий. А это делается только на базе комплексного инженерно-технического решения, которое мы разрабатываем для каждого объекта индивидуально.
Нагрузка
Geoter F тканый геотекстиль
По оси Y — разрывное усилие (Т - Нагрузка), по оси X — относительное удлинение материала (ε - деформация).
ΔT
∆Т — это разница в прилагаемой нагрузке к материалам одного прочностного номинала при одинаковой деформации Geoter F
ε - деформация Рис. 1. График сравнения поведения тканых материалов и Geoter F под нагрузкой
Третье преимущество: наличие дополнительного защитного слоя, который повышает устойчивость ко внешним воздействиям, в том числе при транспортировке и при укладке. Четвертое преимущество — объемная, «рельефная» структура поверхности, которая обеспечивает более надежное взаимодействие с грунтом конструкции. Также замечу, что мы используем материалы с прочностью от 300 до 2000 кН/м. Материалы с такими показателями пока не производятся в РФ — они применяются в проектах, как говорят специалисты, «по признаку уникальности». Скажите, как широко используется геосинтетика для армирования основания 18
равномерную осадку насыпи. Данное решение было рассмотрено генеральным подрядчиком ООО «Транстроймеханизация» и заказчиком, компанией «Vinci», на предмет его технической и экономической эффективности и было определено как наиболее оптимальное Решение было реализовано подрядчиком ООО «Трансстроймеханизация» в декабре 2012 года: насыпь стоит, осадка закончилась в расчетный период на расчетных отметках. Задача выполнена. То есть, вы ускорили этот процесс, как в быстрой съемке, и стабилизировали основание насыпи. Да, мы точно рассчитали, откуда убрать воду, какая в результате получится осадка,
Разве нет готовых альбомов технических решений? Отчего же? Есть и типовые решения. Но важно понимать: не бывает в природе двух абсолютно одинаковых грунтов. На одном месте геологические условия одни, но сместитесь чуть в сторону — и они совсем рядом могут оказаться заметно иными. Я уже не говорю о разных регионах нашей необъятной Родины. Разные условия, разные объекты с различными проектными нагрузками соответственно, предполагают разные решения по укреплению грунтов оснований. Типовой, стандартизированный подход не позволяет на сто процентов гарантировать нужный результат. Каждое техническое решение мы тщатель-
мир дорог | август 2014 но просчитываем, и оно входит в состав рабочей документации проекта. Наши материалы хороши, но их нельзя назвать уникальными. Зато вполне можно назвать уникальным каждое решение индивидуальной геотехнической проблемы, возникающей у конкретного заказчика. Знаете, как нередко строители называют армирующие геосинтетики? «Тряпки»! И знаете, в какой-то мере я соглашусь с таким нелицеприятным «званием». Это действительно «тряпка», без осмысленного инжинирингового обеспечения, которое мы обеспечиваем в полном объеме. Вы знаете, что мы материал заказываем производителю индивидуально, по результатам анализа и расчетов, под конкретный проект? Интересная деталь… Поясните подробнее, пожалуйста. Поясняю. Долговечность работы материала в конструкции определяется, помимо прочего, правильно подобранными исходными сырьевыми составляющими, среди которых основные — полиэфир, полипропилен, поливинилалкоголь. Выбор сырья зависит от тех условий, в которых будет эксплуатироваться конструкция. Зная детально все эти условия, мы размещаем заказ на производство материала по обоснованным спецификациям под каждый конкретный случай, для решения конкретной проблемы заказчика. Это и есть сервис. Его цепочка очень проста: мы получаем информацию, готовим техническое решение и определяем вид материала, при этом не только выбирая определенные его «силовые» параметры, не только его конструкцию, но и сырье, из которого он выполнен. Наши специалисты всегда собирают полную, максимально возможную информацию об особенностях армируемого основания — о свойствах грунтов, об особенности конструкции и условиях эксплуатации т.п. Это позволяет обеспечить устойчивость армирующих элементов и конструкции в целом. От исходного сырья, по-видимому, существенно зависит и цена получаемого в итоге армирующего материала… Мы очень ответственно подходим к выбору исходного сырья, стремясь к тому, чтобы цель достигалась оптимальными затратами. На данный момент мы имеем возможность производить наши материалы из всех видов полимерного сырья, применяемого для производства армирующих геосинтетических материалов. В том числе из недешевого — такого, как поливинилалкоголь или арамид. Несмотря на то, что стоимость нашего материала из поливинилалкоголя значительно ниже, чем у прочих производителей, мы редко рекомендуем его к применению, так как понимаем, что использование подобных продуктов должно быть обусловлено особыми условиями, в которых материал
будет эксплуатироваться, а не просто желанием заработать больше денег. Завершая тему исходного сырья, напомню: у всех исходных компонентов — у полиэфира, у поливинилалкоголя, у полипропилена, помимо избирательности в плане химической стойкости и воздействию факторов окружающей среды, имеются и другие значимые отличительные характеристики, в том числе относительное удлинение. Например, в тех конструкциях, где необходимо минимальное относительное удлинение, применяется арамид. Это очень жесткий, прочный материал. Но он очень дорог. И настоящая необходимость в его применении возникает довольно редко. Потому что на самом деле можно избежать деформации конструкции не только за счет высокой жесткости материала, но и, к примеру, за счет увеличения его номинальной прочности при максимальной деформации. При таком решении материал в конструкции будет вести себя точно так же, хотя это и будет, скажем, полиэфир, который значительно дешевле, или полипропилен (если имеет место щелочная среда). Это пять-таки к вопросу правильного, целесообразного выбора исходных компонентов. Здесь важно сделать точную оценку, что является наиболее оптимальным, выгодным в данном конкретном случае. Во всем этом не так легко разобраться… Согласен. Именно поэтому так важен профессиональный инжиниринг. Пользуясь случаем, приглашаю к сотрудничеству заказчиков строительства, проектировщиков, подрядчиков — всех, кому по воле бизнеса и по долгу службы приходится сталкиваться со слабыми грунтами оснований. Я непонаслышке знаю, насколько серьезным препятствием при реализации самых разных проектов способен стать такой грунт. Поэтому предлагаю: обра-
щайтесь к нам, и мы возьмем преодоление этого препятствия на себя. Мы подходим к разработке инженерно-технических решений очень тщательно, глубоко обосновываем их (так, решение по упомянутому выше участку строительства платной автодороги Москва-Петербург мы в виде обоснованного технического решения аргументировали перед заказчиком, ссылаясь на специалистов РосдорНИИ, с которыми давно сотрудничаем). Взаимодействие с компанией, производителем материалов, MDB TEXINOV, отлажено до мелочей. Эта компания располагает всем необходимым оборудованием для выпуска полной линейки армирующих материалов в любых объемах, а также для жесткого контроля их качества. Она находится в постоянным контакте с ведущими научными институтами и кафедрами, специализирующимися на данной тематике. Название переводится буквально как «текстильные инновации», и оно очень точно отражает дух компании, в которой работают интересные люди, горящие своим делом. В Европе высокопрочные геосинтетические материалы для армирования грунтовых оснований активно применяют уже более полувека. Они многократно эффективнее технологии полной замены грунта. Специалисты нашей компании доказывают справедливость этого утверждения в каждом новом геотехническом решении. Обращаясь к нам, вы не просто покупаете материал — вы приобретаете индивидуально разработанное под Ваш конкретный случай решение инженерно-технической задачи. Александр Анатольевич, спасибо за интересную беседу. Удачи и успехов Вам в такой важной и нужной работе.
Ирина Савельева
19
мир дорог | август 2014
Необходимость совершенствования российской нормативной базы в области обеспечения долговечности транспортных сооружений
мосты, тоннели
П
роцесс преобразования нормативной базы РФ в области проектирования зданий и сооружений приобрел более организованный характер после принятия Федерального закона (ФЗ) № 184-ФЗ «О техническом регулировании». Данный ФЗ регулирует отношения, возникающие, в том числе, при разработке, принятии, применении и исполнении обязательных требований к зданиям и сооружениям, как к продукции, а также к процессам их проектирования, изысканий, производства, строительства, эксплуатации и утилизации. То есть, в соответствии с государственным хозяйственным типом подхода к организации развития инфраструктуры, в том числе и транспортных сооружений (ТС), в ФЗ обозначены процессы всего жизненного цикла (ЖЦ), схематично приведенные на рис.1 для случая искусственного сооружения (ИС). Общеизвестно, что одной из главных проблем, сдерживающих развитие
дорожной сети Российской федерации, является финансовый дефицит. При этом наблюдаются следующие главные негативные тенденции: во-первых, снижение финансирования и уровня содержания существующих ТС, во-вторых — необоснованный рост стоимости их нового строительства и реконструкции. Третьей тенденцией, в ряде случаев, является снижение качества и перспективной долговечности вновь строящихся, реконструированных и отремонтированных ТС, что выглядит особенно противоестественным на фоне далеко не самых низких в мире удельных затрат на строительно-монтажные работы (СМР). Анализ сложившегося к концу первого десятилетия XXI века состояния отрасли показывает, что эти тенденции неразрывно связаны в рамках единой малопродуктивной системы. В настоящее время, к сожалению, в нашей стране такие тесно взаимосвязанные процессы ЖЦ ТС, как проектирование, строительство и эксплуатация, имеют множество противоречий
Рис.1. Основные этапы жизненного цикла ИС в сопоставлении с уровнем затрат
20
с «интересами национальной экономики», которым, согласно упомянутому 184-ФЗ, должны удовлетворять обязательные к применению технические регламенты (ТР). Как следствие, эти противоречия вызывают снижение долговечности и безопасности, а также большие непродуктивные затраты из бюджетов всех уровней. Основными причинами преждевременного износа и старения элементов ТС являются изначально неверные и неэффективные в смысле обеспечения долговечности проектные решения, строительный брак, неудовлетворительный строительный контроль, плохое содержание, в том числе надзор и профилактика. Заметим, что допущенные на проектной и строительной стадиях ЖЦ ошибки и брак в значительной степени определяют негативные последствия на стадии эксплуатации. Так, например, рост дефектов в процессе эксплуатации происходит, главным образом, как следствие непродуманных проектных решений и как развитие строительного брака, сопровождаясь низкой эффективностью надзора и содержания, что также часто напрямую связано с уровнем проектирования. Как показывает анализ ЖЦ ТС за рубежом, а с недавних пор и в России, главным образом проектирование и строительство определяют потребительские свойства дорожных объектов и уровень стоимости их поддержания на протяжении длительного периода эксплуатации. Стоимость создания ТС складывается из суммы проектно-изыскательских работ (ПИР) и СМР. Стоимость эксплуатации включает прямые затраты на надзор, содержание, ремонты. На данном этапе в РФ планируемая стоимость эксплуатации, как правило, объективно не оценивается (за исключением единичных концессионных объектов). Следовательно, и заинтересованность проектировщиков и строителей в повышении долговечности ТС невелика. Прогрессивной тенденцией, наметившейся к началу второго десятилетия
мир дорог | август 2014 XXI века, является контракт жизненного цикла (КЖЦ), когда прибыль увязана с затратами на эксплуатацию. Это должно стимулировать применение улучшенных материалов и технологий, когда повышение стоимости создания объекта экономически обосновано снижением затрат на эксплуатацию в течение ЖЦ. Чем больше срок действия КЖЦ, тем он более эффективен. Например, концессионер, построивший объект и имеющий право взимания платы за проезд в течение 30 лет, но и несущий все затраты по содержанию и замене элементов ТС в этот период, при обязательном поддержании высокого уровня транспортно-эксплуатационного состояния (ТЭС), будет заинтересован в устройстве несущих слоев дорожной одежды и гидроизоляции со сроком службы 30 лет. Если же срок КЖЦ 6-8 лет, то стимулы применения улучшенных решений, обеспечивающих большую долговечность, соответственно снижаются. Но, если даже срок КЖЦ или концессии составляет 30-40 лет, что в мировой практике не редкость, то эффективные сроки службы многих элементов ТС, например, несущих конструкций мостов, должны быть порядка 100 лет. И здесь существует опасение, что один только принцип КЖЦ не сможет создать гарантию наиболее эффективной амортизации ТС в период их эксплуатации. Подробный анализ состояния около 3000 мостов на федеральных дорогах России показал, что предельный срок службы их несущих элементов составил на 2002 год всего 49 лет (Концепция улучшения состояния мостовых сооружений на федеральной сети автомобильных дорог России на период 2002 — 2010 гг.). В этом же программном документе планировалось к 2010 году довести этот показатель до 60 лет. Однако, результаты наблюдений за скоростью деградации даже ряда вновь построенных за прошедший с 2002 года период ТС дают основание считать, что средний прогнозируемый срок службы остается на уровне 50 лет (рис.2, а, б). В то же время передовые мировые стандарты регламентируют проектные сроки службы несущих конструкций мостов не ниже 100 лет (Еврокод ЕN 1990-2007, табл.1). То есть, существует реальная возможность экономии, как минимум, 50% столь дефицитного национального бюджета. Не говоря уже о сопутствующем повышении безопасности и ТЭС ТС. Анализ Еврокодов показывает, что, кроме высоких регламентированных сроков службы ТС, в них заложен действенный механизм реализации этой цели на проектном уровне. Предлага-
Рис. 2. Примеры ускоренного старения современных ИС на автомобильных дорогах РФ: а — состояние проезжей части через 8 лет эксплуатации; б — состояние плиты сталежелезобетонного пролетного строения, изготовленной в неизвлекаемой стальной опалубке, через 11 лет эксплуатации.
ется достаточно широкий ряд алгоритмов и регламентов по управлению негативными ситуациями, возникающими в процессе эксплуатации ТС, например, классы агрессивного воздействия окружающей среды, соответствующие требования к характеристикам конструкций и материалов. Но наиболее комплексными инструментами, обосновывающими проектные решения по критериям долговечности и эффективности, являются методики анализа ЖЦ. Так, существует методика LCA (Life Cycle Assessment), регламентированная в международных стандартах ISO14040, ISO14044, в соответствии с которой обосновывается выбор проектных решений, рекомендуемых Еврокодами EN 1990-2007,
EN 1992-1.1(-2), EN 1993-1(-2) и т.п. В последние годы отечественные нормы были отчасти актуализированы и расширены, особенно в связи с выходом технического регламента о безопасности зданий и сооружений (384-ФЗ от 30.12.2009). Распоряжением Правительства РФ от 21.06.2010г. №1047-р утвержден перечень национальных стандартов (НС) и сводов правил (СП), частей таких НС и СП, в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований 384-ФЗ. В состав этого перечня вошли и некоторые документы, способствующие повышению долговечности, наряду с обеспечением безопасности. Например, СП 28.13330.2012 «Защита стро-
21
мосты, тоннели
мир дорог | август 2014
22
ительных конструкций от коррозии» (актуализированный СНиП 2.03.1185). Содержание данного СП очень перекликается с соответствующими разделами Еврокодов, но при этом, в отличие от последних, назначение характеристик материалов и конструкций не приведено в соответствие с проектными сроками службы. Сами проектные сроки службы нашли воплощение в ГОСТ Р 54257-2010 «Надежность строительных конструкций и оснований», разработанного на основе Еврокода EN 1990-2002. Однако, в таблице 1 ГОСТа они даны как «примерные сроки службы зданий и сооружений», при этом подразделены на 4 группы, а не на 5 классов, как в Еврокоде. Мосты, в отличие от последних, конкретно в ГОСТе не выделены в класс со сроком службы 100 лет (табл.2). Не доработан документ и в части обоснования индексов надежности (не следует смешивать их с коэффициентами надежности по нагрузке и по значению), которые являются основой обеспечения долговечности. Анализируя современное состояние вопроса, можно заключить, что пока в отечественных нормах техническое регулирование процесса проектирования, осуществляемого с целью обеспечения сроков службы ТС, близкого к сроку полезного износа (100 лет) несущих конструкций, находится в начальной стадии. Вместе с тем, в 184-ФЗ заложены все необходимые предпосылки для создания механизма, не менее эффективного, чем в Еврокодах. Предусмотрена разработка технических регламентов, документов в области стандартизации, подтверждение соответствия, аккредитация органов по сертификации и испытательных лабораторий, создание и порядок функционирования государственного контроля, или надзора, за соблюдением требований технических регламентов, соответствующие санкции и ответственность. На данный период технического регулирования в области обеспечения эффективных сроков службы ТС представляется первоочередной разработка технического регламента по обеспечению эффективной долговечности зданий и сооружений, по аналогу с ТР о безопасности 384-ФЗ. На основе нового ТР, в полной мере соответствующего одной из основных целей 184-ФЗ «обеспечение интересов национальной экономики», должны быть модернизированы соответствующие существующие стандарты и разработаны дополняющие их новые. Комплекс данных мероприятий приобретет в рамках технического регламента статус обязательности
Таблица 1. Проектные сроки службы из Еврокода ЕN 1990-2007
Наименование объектов Временные здания и сооружения (бытовки строительных рабочих и вахтового персонала, временные склады, летние павильоны и т.п.) Сооружения, эксплуатируемые в условиях сильноагрессивных сред (сосуды и резервуары, трубопроводы предприятий нефтеперерабатывающей, газовой и химической промышленности, сооружения в условиях морской среды и т.п.) Здания и сооружения массового строительства в обычных условиях эксплуатации (здания жилищногражданского и производственного строительства) Уникальные здания и сооружения (здания основных музеев, хранилищ национальных и культурных ценностей, произведения монументального искусства, стадионы, театры, здания высотой более 75 м, большепролетные сооружения и т. п.)
Примерный срок службы 10 лет
Не менее 25 лет
Не менее 50 лет
100 лет и более
Таблица 2. Проектные сроки службы из ГОСТ Р 54257-2010
исполнения, что обеспечит контроль со стороны надзорных инстанций и (или) управляющего аппарата, заинтересованного в повышении эффективности функционирования дорожного хозяйства и экономии бюджета.
Выводы
Для реализации государственного и хозяйственного подхода в области экономии бюджетных средств за счет повышения долговечности и характеристик ТЭС ТС следует усовершенствовать подходы к обоснованию проектных решений и продолжить процесс технического регулирования нормативной базы в данной области: ◆◆ производить технико-экономическое обоснование проектных решений не только по критериям безопасности, но также долговечности и параметрам жизненного цикла;
◆◆ разработать в установленном 184ФЗ порядке технический регламент по обеспечению эффективной долговечности зданий и сооружений, по аналогу с ТР о безопасности 384-ФЗ; ◆◆ модернизировать и привести в соответствие с единой системой технического регламента соответствующие существующие стандарты и разработать дополняющие их новые; ◆◆ за основу решений по техническому регулированию принять логику и взаимоувязанные положения Еврокодов, адаптировав и дополнив их в соответствии с отечественным заделом в области обеспечения эффективной долговечности и сроков полезного износа конструкций ТС.
А. В. Сырков, к. т. н., начальник отдела жизненного цикла транспортных сооружений (ОАО «Трансмост»)
мир дорог | август 2014
23
мосты, тоннели
мир дорог | август 2014
Отечественная продукция — гарантия надежности и долговечности мостовых сооружений В последнее время мы разучились гордиться тем, что произвели сами в России. Многие настолько привыкли к применению импортных материалов и изделий, что не хотят не то что применять, но и слышать об отечественном производителе. Наши выводы основываются не на голословных рассуждениях, а на достоверных фактах, касающихся продукции Завода №50, филиала ОАО «Мостостройиндустрия», изготовителя металлоконструкций для мостовых сооружений автодорожных и железнодорожных мостов и эстакад, опорных частей всех типов, в том числе и шаровых сегментных. Ежегодный выпуск мостовых металлоконструкций составляет 17-20 тысяч тонн.
П
родукция завода широко известна и востребована во всех регионах России. Но хотелось бы остановиться на отдельных ее видах, а именно шаровых сегментных опорных частях. История их появления на отечественном рынке продиктована требованиями развития транспортной инфраструктуры нашей страны. Транспортные потоки стали более плотными и скоростными. Проектные организации задумались о внедрении новых, более прогрессивных и удобных в монтаже и эксплуатации материалов и изделий. Но, по непонятной причине, вместо того, чтобы поставить задачу перед отечественными разработчиками и производителями мостовых конструкций, они обрати-
24
лись за рубеж, где опорные части с шаровым сегментом давно применяются. С одной стороны, все верно, прогрессивный вид опорных частей, пусть даже импортных, нужно внедрять, но почему так безапелляционно? Завод №50, как и некоторые другие предприятия отрасли, поставил на производство свои шаровые сегментные опорные части (ШСОЧ), для производства которых подготовлен отдельный цех с новым оборудованием. Кроме того, чтобы не зависеть от поставок импортного материала скольжения, Завод №50, совместно с отечественными производителями фторопластов получил свой полимер. Но, к сожалению, на протяжении последних пяти лет Завод №50 вынужден буквально
«пробивать» дорогу на российский рынок шаровым сегментным опорным частям собственного производства. И это притом, что строительные организации готовы закупать нашу продукцию, т.к. она имеет более низкую цену. Но проектировщики препятствуют, аргументируя тем, что зарубежные аналоги применяются на территории Росси уже более 10-ти лет, а у ШСОЧ Завода №50 такой истории нет. Но позвольте, господа проектировщики, не стоит забывать о том, что Завод №50 на протяжении 80-тилетней истории своего существования является одним из основных в России производителей опорных частей всех типов, и качество его продукции многократно удостоено наградами различного достоинства,
мир дорог | август 2014 от «золотого» до «платинового». В 2010 году Завод № 50 получил Экспертное заключение Центра ИССО ОАО «РЖД» о включении в Реестр заводов-изготовителей металлических пролетных строений для нужд ОАО «РЖД». Оно предоставляет право предприятию изготавливать для нужд ОАО «РЖД» наряду с металлическими конструкциями пролетных строений и опорные части всех типов — литые, сварные и опорные части с шаровым сегментом (сферические). Такой чести удостоены немногие предприятия и среди них, кстати, нет зарубежных. В 2013 году продукция Завода №50 была отмечена Дипломом Национального конкурса «Национальный знак качества», выданным АНО НИИ «Статэксперт» г. Москва. Изготовление всей продукции ведется по чертежам КМ, разработанным проектными институтами, стадия же КМД разрабатывается проектной группой завода. Из опыта последних лет мы наблюдаем такую картину: в чертежах КМ проектировщики никогда не указывали и не указывают конкретного изготовителя пролетных строений, катковых, стаканных, литых, сварных, резиновых и других опорных частей, т.к. их должен выбирать на основе внутреннего тендера подрядчик, выполняющий строительно-монтажные работы. А вот, что касается изготовителей шаровых сегментных опорных частей (ШСОЧ), гидроизоляции и некоторых других материалов и изделий, то во многих проектах четко указываются зарубежные фирмы-изготовители, и их практически невозможно пересогласовать на отечественные, например, на ШСОЧ Завода №50, т.к. проекты на стадии «П» уже прошли экспертизу. Это упорное неприятие отечественной продукции наводит на мысль о намерении зарубежных фирм не допустить развития отечественного производства, а наши проектировщики прямо или косвенно им в этом помогают. Иначе, как вредительством, это не назовешь. Президент России призывает нашу промышленность сокращать зависимость от зарубежных поставок, развивать свое производство, что и делает Завод №50. Наши опорные части установлены на эстакадах МКАД в 2003 году и прекрасно работают. А чтобы получить широкое применение наших ШСОЧ, у кого нам искать поддержки? Может быть, Федеральная антимонопольная служба поможет нам в этом? Но мы не хотели бы такой помощи, мы за мирное сотрудничество со всеми нашими партнерами. Поэтому сейчас не называем конкретные проектные институты, нарушающие, по нашему мнению, антимонопольное законодательство, в надежде на то, что, прочитав эту статью, проектировщики
вспомнят о национальной гордости и чувстве патриотизма. Наши опорные части по надежности и долговечности, как минимум, не уступают зарубежным аналогам, а по некоторым параметрам и превосходят их. Все детали изготавливаются из отечественных материалов: металлопрокат поставляют: ОАО «Северсталь» (г. Череповец), ОАО «УралСталь» (г. Новотроицк), ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (г. Магнитогорск). Материал скольжения — полимерный модифицированный фторопласт марки FTT50MSI, поставляет ЗАО «Фторопластовые технологии» (С-Петербург). На все использованные при производстве материалы и изделия в целом предоставляются сертификаты качества. Приемку готовой продукции ведет независимая организация ООО «Мостовая инспекция». Чем же подтверждено качество зарубежных фирм-изготовителей? Практически ничем. Зарубежные поставщики не предоставляют сертификатов качества на свои изделия. В лучшем случае, некоторое их подобие напоминает отгрузочную ведомость. О сертификатах на материалы, использованные при производстве изделий, и комплектующие речи вообще не идет. 23 июля 2014 года в Главном управлении дорожного хозяйства Московской области состоялся расширенный технический совет, на который были приглашены, в том числе, и представители ведущих проектных и строительных организаций. Завод №50 представили: директор филиала ОАО «МСИ» Завод №50 Колгин В.П., начальник отдела маркетинга Черницын А.В. и начальник технического отдела Юрин И.Б. Общей целью данного мероприятия являлось ознакомление представителей строительной отрасли с наиболее эффективными материалами и изделиями. Завод №50 провел презентацию шаровых сегментных опорных частей собственного производства. После подробного обсуждения проектировщикам и заказчикам было рекомендовано применение шаровых сегментных опорных частей Завода №50. В настоящее время Завод № 50 изготавливает ШСОЧ для следующих объектов: ◆◆ «Строительство путепровода через ж/д пути на 20 км Носовихинского шоссе»;
У проектировщиков названных объектов верное представление об отечественном производителе и понимание экономической и политической ситуации. Это проектные институты: ООО «Институт «Мориссот» г. Москва, ООО «ГорКапСтрой» г. Москва, ОАО «Гипротрансмост» г. Москва, ООО «Геопроект» г. Москва, ОАО «Росжелдорпроект» г. Москва. Также хочется верить, что вложения Завода №50 в запуск производства ШСОЧ и еще двух видов продукции: деформационного шва модульной конструкции, адаптированного к российским нормативам строительства дорог, и шпунта ШК-1000-200 из трапецеидального профиля, Т-образный профиль замка которого обеспечивает водонепроницаемость соединения, оправдают себя в кратчайшие сроки, благодаря тому, что не будет ожесточенного сопротивления со стороны проектировщиков.
Надеемся, что стремление Правительства РФ активизировать процесс импортозамещения в России, в том числе и на уровне государственной политики, затронет и сферу строительства. В этом случае, бесспорно, выиграют все: и отечественные предприятия, и государство и российская экономика в целом.
◆◆ «Строительство путепровода через ж/д пути на 1 км а/д Ступино- Городище-Озеры»;
А.В.Черницын, начальник отдела маркетинга, Филиал ОАО «Мостостройиндустрия» Завод № 50
◆◆ «Строительство транспортной развязки на 27 км автомагистрали М-1 «Беларусь» от Москвы через Смоленск до границы с Республикой Беларусь».
150020 г. Ярославль, ул. Алмазная, д. 1-а Тел.: (4852)24-0866, факс. (4852)24-0979 E-mail: market-zavod50@yandex.ru www.zavod50.ru
25
мир дорог | август 2014
Гибкий подход
мосты, тоннели
Аренда опалубки — это как раз не тот случай, когда берешь чужое и на время, а отдаешь свое и навсегда. Нетиповой объект или короткий срок строительства — зачем покупать дорогостоящее оборудование, когда его можно арендовать? Если же понравится — то и выкупить. Удобный и экономичный способ решения строительных задач. Об особенностях аренды мы беседуем с Алексеем Мотовым, директором по продажам ООО «Дока Рус».
Алексей, в каких случаях аренда опалубки является экономически целесообразной и почему? Экономически целесообразной аренда опалубки является, прежде всего, при изготовлении сложных нетиповых конструкций по индивидуальным проектам. Как правило, для таких проектов требуется специальное оборудование, которое в дальнейшем сложно будет использовать для решения повседневных задач. А проектирование, монтаж такого оборудования, а, также, контроль за производством работ, требует привлечения высококвалифицированных специалистов. Именно все эти задачи и может решить компания-арендодатель. Но аренда выгодна и для типовых конструкций, особенно, когда планируемые сроки строительно-монтажных работ составляют менее года, и у компании нет четкого плана дальнейшего использования оборудования. Аренда позволяет иметь на площадке максимально эффективный комплект оборудования, а не приспосабливать уже имеющийся. Также компания избавляется от необходимости хранения, ремонта, доукомплектации своего опалубочного парка. Какие системы опалубки предлагает в аренду ваша компания? Что в аренду не входит? Каковы минимальные и максимальные сроки аренды? Предлагаете ли вы аренду с последующим выкупом? 26
Наша компания предлагает в аренду различные опалубочные системы — это и стеновая опалубка, опалубка колонн, перекрытий, лифтовых шахт, самодвижущиеся подъемно-переставные системы, опорные леса, опалубки туннелей и мостов, системы безопасности. В аренду не входят расходные материалы — они предлагаются в покупку. Стандартный минимальный срок аренды составляет 2 месяца. Максимального срока аренды не существует — мы никак не ограничиваем клиента, но в ряде случаев, когда мы понимаем, что аренда затягивается, то информируем клиента о целесообразности выкупить оборудование. Но в любом случае решение остается за нашим клиентом. Аренда с выкупом также практикуется в компании «Дока Рус» и предлагается наряду с другими видами аренды или приобретением оборудования. Как вы регламентируете по качеству возврат опалубки? В нашем договоре аренды имеется приложение–инструкция по возврату оборудования из аренды. Клиент заранее знает о всех допусках при приемке оборудования. Осмотр производится на нашей площадке в строгом соответствии с правилами Doka и указанными допусками. В чем заключаются основные преимущества аренды опалубки для
строительства транспортных сооружений именно у вашей компании (раскладка опалубки, шеф-монтаж, технические характеристики оборудования)? Ни для кого не секрет, что Doka Group является признанным лидером в сфере производства опалубочных систем, в том числе для строительства транспортных сооружений. С использованием опалубки Doka строятся такие объекты, как пилоны Западного Скоростного Диаметра в Санкт-Петербурге, был построен мост на о. Русский во Владивостоке, мосты в Ашхабаде, кольцевая автодорога, Лефортовский туннель и эстакады на Варшавском и Боровском шоссе в Москве, развязки Петербургской кольцевой автодороги. В нашей штаб-квартире в Амштеттене (Австрия) существует отдел или, как у нас его называют — компетенц-центр по разработке опалубки для мостов и туннелей, в котором сконцентрирован огромный опыт по строительству объектов транспортной инфраструктуры по всему миру. Наверное, нет такой задачи на сегодняшний день, которую мы не могли бы выполнить. Кроме разработки самого проекта, мы сопровождаем все объекты с предоставлением супервайзеров как на шеф-монтаж, так и на весь период производства работ, если есть такая необходимость.
мир дорог | август 2014
Специалисты по опалубке.
Новый уровень монолитных работ Сложные конструкции. Комплексные решения.
Индивидуальные решения
Сопровождение проекта
Безопасность
Опалубка для особых проектов и технологий строительства.
Профессиональные консультации специалистов по опалубке с международным опытом.
Интегрированные системы безопасности, обеспечивающие всестороннюю защиту.
Doka предлагает наиболее эффективные решения в области опалубочных систем для строительства мостов - опор, пилонов и пролетных строений.
ООО "Дока Рус" | Москва | Т +7 495 544 5454 | moscow@doka.com | www.doka-opalubka.ru | ООО "Дока Рус" | Санкт-Петербург | Т +7 812 333 1277 | st.petersburg@doka.com ООО "Дока Рус" | Ростов-на-Дону | Т +7 906 425 1235 | igor.smolin@doka.com | ООО "Дока Рус" | Хабаровск | Т +7 4212 462 111 | khabarovsk@doka.com
27
мосты, тоннели
мир дорог | август 2014
АРМОГРУНТОВЫЕ СИСТЕМЫ АВТОДОРОЖНЫХ МОСТОВ 1. Армогрунтовая система как часть транспортной природнотехнической системы (ТПТС)
Полагая, что давно пришло время посмотреть на старые проблемы с современных позиций методологии системного анализа, автор не случайно перешел к термину «армогрунтовые системы» вместо широко применяемых терминов «армогрунтовая конструкция», «армонасыпь», «армогрунтовая стенка», «армогрунтовый откос» и др. Не затрагивая всех областей применения армированного грунта (гидротехнические и гражданские сооружения, земляное полотно железных и автомобильных дорог, покрытия дорог и аэродромов, рекультивация свалок отходов и многие другие сферы), которым посвящена обширная зарубежная и отечественная техническая литература, акцентируем внимание на армогрунтовых системах мостов и транспортных развязок, включающих концевые участки подходных насыпей, устои, выезды и съезды с путепроводов и эстакад, подпорные стены, входящие 28
в состав этих комплексов, т.е. системы, непосредственно влияющие на надежность, долговечность, техническую и экологическую безопасность и живучесть мостов, путепроводов, эстакад в различных, в том числе неблагоприятных и экстремальных, инженерно-геологических условиях. Армогрунтовым конструкциям несомненно присущи все свойства природно-технической системы; она обладает новыми свойствами по сравнению с составляющими ее элементами (основание, грунт концевого участка насыпи, конуса или съезда, армирующие элементы, лицевые стенки или облицовки, фундаментные элементы и др.) целесообразно соединенными для достижения поставленных целей. По существующим определениям армогрунтовые системы мостов и транспортных развязок являются открытыми, т.е. имеющими связи и взаимодействие с более крупной системой и окружающей средой — природно-технической системой (ПТС). Им присущи свойства как детерминированной, так и
стохастической систем. Армогрунтовые системы следует отнести к сложным системам, отличающимся многообразием внутренних связей, которые пока лишь частично удается формализовать в виде математических моделей, что указывает на то, что армогрунтовые системы не являются в полной мере хорошо организованными системами. Вопрос о разработке модели армогрунтовой системы остается пока открытым. Попытка разработки аналитической динамической модели армогрунтовой системы, описывающей все стороны и аспекты ее существования в течение всего расчетного жизненного цикла, представляет достаточно сложную задачу. Такая модель будет либо слишком громоздкой, либо будет лишь грубым приближением к действительности. Адекватность, непротиворечивость, чувствительность и работоспособность такой гипотетической модели весьма проблематичны. Более «приземленным» представляется имитационное моделирование отдельных процессов и состояний (например,
мир дорог | август 2014
а)
б)
в) Рис. 1. Массивные устои мостов старой постройки: а) массивный устой на фундаменте мелкого заложения; б) массивный устой с открылками на свайном фундаменте; в) устой с обратными стенками.
их расчета, отвечающих требованиям надежности и безопасности, предъявляемых к мостам, является актуальной задачей. Обращаясь к истории мостостроения, проследим, как эволюционировали конструктивно-технологические решения сопряжения мостов с береговыми склонами и подходными насыпями, ключевым звеном которых являются непосредственно устои мостов. Устои мостов старой постройки представляли собой массивные и громоздкие сооружения из камня, бутовой кладки, бетона и, позднее, железобетона. Функциональное назначение устоя — воспринимать нагрузки от пролетного строения, переходной плиты и нагрузки от давления грунта берегового склона и подходной насыпи. Именно эта, вторая функция и приводила к громоздким, тяжелым и трудоемким конструктивным решениям устоев, которые устраивались в глубоких котлованах или на мощных свайных фундаментах. Грунты насыпи и берегового склона выполняли «агрессивную» роль среды, создающей огромные нагрузки, для восприятия которых требовались адекватные конструкции, обеспечивающие относительную неподвижность устоя, диктуемую условиями опирания и работы пролетного строения (рис. 1). Именно это обстоятельство и подвигло инженерную мысль к созданию обсыпных конструкций устоев с конусами, внутри которых находятся несущие элементы устоя (рис. 2), которые, практически, вытеснили гравитационные массивные конструкции устоев и в настоящее время являются самым рас-
пространенным типом устоев мостов и путепроводов. Глядя на рис. 2, где показаны различные варианты обсыпных конусных устоев, создается впечатление, что наконец-то удалось избавиться от массивных и дорогих устоев; что грунт насыпи сам по себе спокойно лежит, имея устойчивый откос, а несущие элементы устоя, находясь внутри конуса, могут быть легкими и дешевыми. То есть по диалектическому закону «отрицания отрицания» старое, морально устаревшее было вытеснено новым и прогрессивным. Однако, кажущаяся эффективность обсыпных конусных сопряжений мостов с береговыми склонами и насыпями весьма обманчива. С устройством конусов, имеющих обычно откос с заложением 1:1,5, а при высоких насыпях и слабых грунтах основания это заложение увеличивается до 1:2 и более, а по высоте откоса устраиваются бермы, длина моста существенно увеличивается. Для малых и средних мостов это увеличение составляет два пролета длиной 18–24 м, необходимых для перекрытия конусов. Вместе с этими «лишними» двумя пролетами появляются две «лишних» опоры. И этим еще не исчерпываются «прелести» обсыпных конусных устоев. Находящиеся в теле насыпи и конуса несущие элементы устоя вовсе не освобождены от горизонтального давления грунта насыпи. По действующему в мостостроении основному нормативному документу [1] элементы устоя загружаются активным давлением грунта насыпи с временными нагрузками на ней, прикладываемым
напряженно-деформированного состояния, предельных состояний, механизмов разрушения), возникающих в реальной системе.
2. Эволюция конструктивно-технологических решений устоев мостов
Устои мостов, являющиеся составной частью сопряжения моста с геомассивами склонов и насыпей, и, в то же время — несущими элементами — береговыми опорами моста, подвергаются наиболее сложным сочетаниям воздействий, различающихся по своей физической природе и уровню. Вместе с тем это едва ли не самая малоизученная, наиболее уязвимая и дорогая часть сооружения. Для малых (длиной до 25 м) и средних (длиной от 25 до 100 м) мостов устои по стоимости и трудоемкости составляют 15–40% от сметной стоимости и общих затрат на возведение сооружения. В связи с этим совершенствование конструктивно-технологических решений и разработка конкурентоспособных инновационных конструкций устоев, новых методов
Рис. 2. Схемы обсыпных устоев автодорожных мостов: а) стоечный устой на фундаментах мелкого заложения; б) козловой устой на фундаментах мелкого заложения; в) рамный устой с ростверком на забивных сваях; г) безростверковый устой на буровых сваях.
29
мир дорог | август 2014
Мостовой переход подходы к мосту
мостовое сооружение
мост
нормативная база по ЗП автомобильных и железных дорог
сопряжение моста с геомассивами береговых склонов и подходных насыпей
нормативная база по мостостроению
потребительские свойства функциональные потребительские свойства
технологические потребительские свойства
пропускная способность
мосты, тоннели
грузоподъемность безопасность и комфортность движения долговечность и безотказность
технологичность и экономичность при строительстве и реконструкции технологичность в эксплуатации экологичность архитектурная выразительность
Рис. 3. Новая структурная схема мостового перехода
к удвоенной (!) ширине стоек, если их общая ширина менее 0,5 ширины устоя; и на полную ширину устоя, если суммарная ширина стоек превышает 0,5 от ширины устоя. Освободить несущие элементы обсыпного устоя от давления грунта насыпи разрешается только в тех случаях, когда насыпь возведена гидронамывом, обеспечивающим высокую степень уплотнения грунта, или когда эта насыпь отсыпана и уплотнена до устройства несущих элементов устоя и его фундамента, что в практике мостостроения бывает сравнительно редко. В работах Д.М. Шапиро [2] показано, что можно учитывать работу несущих элементов обсыпного устоя, находящихся внутри тела насыпи, как работу упругих элементов в линейно-деформируемой среде, что, однако, требует тщательного уплотнения грунта между элементами устоя, в том числе под ригелем, что труднодостижимо и нетехнологично. Им же (Д. М. Шапиро) показано, что в несущих элементах обсыпного устоя появляются дополнительные изгибающие моменты, связанные с деформацией основания под действием веса подходной насыпи. Обсыпные конусные устои мостов стали на многие десятилетия превалирующими конструкциями в мостостроении. С появлением армогрунтовых систем отпадает необходимость и в старых массивных конструкциях, и в обсыпных конусных сопряжениях. На схеме (рис. 3) показаны необходимые потре30
армогрунтовые системы мостов
социально-экономические потребительские свойства
Рис. 4. Классификационная схема армогрунтовых систем мостов по их функциональному назначению
мир дорог | август 2014 бительские свойства мостового перехода, которые с успехом обеспечиваются с помощью армогрунтовых систем различного целевого назначения, что показано на схеме (рис. 4, 5).
3. Основные положения новой структурной схемы мостового перехода
а)
1. В соответствии со схемой на рис. 3 мостовой переход включает в себя мостовое сооружение и подходы к мосту. 2. Мостовое сооружение включает в себя непосредственно мост и узлы сопряжения моста с геомассивами береговых склонов и подходных насыпей. 3. Узел сопряжения, таким образом, включает в себя часть походной насыпи за пределами переходных плит, если этот участок насыпи по своим инженерно-геологическим свойствам склонен к проявлению опасных для моста процессов (оползни, обводнение, сейсмика, закарстованность, слабые, требующие уплотнения, грунты основания и т.п.). 4. Проектирование и строительство узла сопряжения моста с геомассивами береговых склонов и подходных насыпей должно осуществляться в соответствие с требованиями норм по мостостроению, а не по нормам для земляного полотна. 5. Временные нагрузки при проектировании узла сопряжения моста с геомассивами береговых склонов и подходных насыпей должны размещаться так, как это делается для моста и переходной плиты, а не так, как это требуется для земляного полотна автомобильных дорог. 6. Требования к инженерно-геологическим изысканиям 6.1. Инженерно-геологические изыскания под проектирование и строительство мостов, путепроводов и транспортных развязок должны проводиться в соответствии с требованиями СНиП 11-02-96 «Инженерные изыскания для строительства. Основные положения». 6.2. Должна быть проведена специальная съемка по выявлению действующих оползней и потенциально оползневых участков, которые могут представлять опасность для надежности мостовых сооружений. При необходимости продольный инженерно-геологических разрез должен быть продлен за пределы моста на такую длину, где воздействие возможных оползневых процессов не влияет на эксплуатационную надежность и безопасность моста.
б)
в)
Рис. 5. Эволюция конструктивных схем устоев: а) двухпролетный путепровод с массивными устоями с обратными стенками; б) четырехпролетный путепровод с обсыпными устоями («отрицание старого»); в) двухпролетный путепровод с устоями с раздельными функциями («отрицание отрицания»). 1 — устой с обратными стенками; 2 — обсыпной устой; 3 — устой с раздельными функциями
6.3. Необходимая длина инженерногеологического разреза и количество поперечников должны быть назначены Главным инженером проекта на основании расчетов, учитывающих техногенные воздействия на склоны, возникающие от пригрузки склонов весом подходных насыпей, подрезкой склонов, обводнением и другими факторами, ухудшающими устойчивость склона и подходной насыпи. 6.4. Должны быть выявлены слабые прослойки грунтов геомассива и основания, требующие их усиления или принятия специальных конструктивно-технологических мероприятий, обеспечивающих стабилизацию узла сопряжения моста с геомассивами береговых склонов и подходных насыпей при условии минимизации осадок, допустимых для безопасности и эксплуатационной надежности мостового сооружения. 6.5. Должны быть выявлены возможные участки карстообразования: их расположение, глубина, объемы полостей и т.д. 6.6. При проектировании и устройстве фундаментов опор на буровых сваях
должна быть выявлена необходимость прохождения слабых, заторфованных, илистых слоев для учета технологии устройства буровых свай при прохождении этих грунтов.
4. Основные положения проектирования армогрунтовых систем различного целевого назначения
Классификация армогрунтовых систем по их целевому (функциональному) назначению представлена на схеме (рис. 4). В соответствии с этой схемой обозначим кратко область их применения. 4.1. Системы армирования конусов Данные армогрунтовые системы могут применяться в типовых конструкциях обсыпных устоев мостов и путепроводов с целью уменьшить или полностью снять давление грунта насыпи с несущих элементов устоя, находящихся внутри конуса, а также для повышения устойчивости конуса и устройства более крутых его откосов. В первом случае может быть облегчено фундирование устоя (уменьшено число свай), облегчены стойки, рамные или козловые конструкции устоя. Во втором случае может быть увеличен габарит проезда под путепроводом или сокращена длина пролета.
31
мир дорог | август 2014 4.2. Устои диванного типа Устои диванного типа предпочтительней применять для однопролетных схем мостов и путепроводов при длине пролета не более 33 м, а для температурно-неразрезных систем — длиной до 100 м на дорогах всех категорий. Пролетное строение опирается на диванный блок, опирающийся, в свою очередь, на армированный концевой участок подходной насыпи. Устройство таких устоев допустимо при следующих грунтах основания, подстилающих концевой участок подходной насыпи: ◆◆ скальные грунты; ◆◆ гравелистые грунты с песчаным или глинистым заполнением;
мосты, тоннели
◆◆ крупные и средней крупности пески, плотные и средней плотности, необводненные; ◆◆ твердые и полутвердые глины и суглинки; ◆◆ отсутствие в сжимаемой толще слабых прослоек грунтов (мягкопластичные суглинки, текучие супеси, тиксотропные грунты, торфяные или иные органические прослойки); ◆◆ уровень грунтовых вод должен быть на глубине не менее 2,0 м.
При устройстве устоев диванного типа для мостов должны быть обеспечены меры, предотвращающие размыв концевых участков подходных насыпей. 4.3. Устои с раздельными функциями Эти устои представляют собой конструкцию бесконусного сопряжения моста или путепровода с геомассивом склона и подходной насыпи. Крайняя опора воспринимает нагрузки от пролетного строения и переходной плиты, а основная нагрузка на несущие элементы устоя — давление грунта насыпи — воспринимается армогрунтовой системой. Устои с раздельными функциями были применены в СССР в 1975–1980 гг. при реконструкции автодороги «Балтия». Проектная организация «Гипродорнии», ГИП В. В. Молотков, который назвал эти конструкции: «путепровод тоннельного типа», «анкерные подпорные стены крайних опор автодорожных путепроводов», которые отделяли подходную насыпь на автомобильных дорогах I–V категорий от опоры искусственного сооружения. Аналогичные по своей идее конструкции, имеющие, однако, определенные отличия, применяются во многих странах мира. Введенный А. Д. Соколовым термин «устой с 32
раздельными функциями» подразумевает полную силовую изоляцию крайней опоры от подходной насыпи. Этот термин принят специалистами, вошел в техническую терминологию и постоянно употребляется в литературе и периодической печати [3, 4, 5] При этом не требуется удлинять мост или путепровод за пределы потенциально оползневых склонов. Это открывает большие возможности для строительства мостов и путепроводов в потенциально опасных оползневых районах. Применение противооползневых армогрунтовых систем мостов и путепроводов должно носить превентивный характер. 4.4. Многофункциональные армогрунтовые системы мостов и путепроводов Такие системы могут быть запроектированы для выполнения нескольких функций: ◆◆ обеспечить разгрузку крайних опор от давления грунта насыпи и исключить конус, т.е. обеспечить схему устоя с раздельными функциями; ◆◆ осуществить разгрузку ростверков фундаментов крайних опор от давления грунта, создаваемого весом подходной насыпи; ◆◆ обеспечить защиту конструкций моста или путепровода от воздействий оползневых склонов; ◆◆ обеспечить минимизацию осадок концевого участка насыпи, если он подстилается слабыми грунтами основания, путем устройства «висячей» насыпи, опирающейся на свайное поле и гибкий ростверк или мембрану; ◆◆ обеспечить устойчивость насыпи в поперечном к оси направлении путем устройства в нижней части насыпи поперечной стяжки из высокопрочной геосинтетической ткани;
Литература
◆◆ обеспечить возможность производства работ при строительстве моста или путепровода при большом количестве полос движения в две очереди с переброской движения на одну из очередей с устройством крутого откоса возводимой насыпи путем поперечного армирования.
4.5. Армогрунтовые системы при ремонте и реконструкции мостов и путепроводов Достаточно часто конструкции устоев под действием давления грунта подходной насыпи или оползневых проявлений получают наклон и перемещения, в результате которых заклинивается пролетное строение. Наиболее эффективным и экономичным техническим решением этой проблемы является разборка концевого участка насыпи с последующей ее отсыпкой с применением армирования грунта, что полностью устранит воздействие насыпи или оползневых проявлений на конструкции устоя, обеспечив необходимый зазор между шкафной стенкой и торцом пролетного строения. 4.6. Буровые сваи в геосинтетических оболочках При устройстве буровых свай фундаментов опор методом ВПТ иногда приходится проходить крайне слабые (текучие) прослойки грунтов основания. При извлечении обсадной трубы бетон сваи может растекаться в сторону слабых слоев грунта, нарушая сплошность и целостность ствола сваи. Это может быть предотвращено путем устройства буровых свай в геосинтетических оболочках — «чулках», одеваемых на арматурный каркас сваи. Эти оболочки не позволят бетону сваи растекаться в сторону слабых прослоек грунта [6, 7]. А.Д. Соколов, к. т. н., академик Международной академии транспорта (НИЦ «Мосты» ОАО ЦНИИС)
1. Свод правил СП 35.13330.2011. Мосты и трубы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84. Минрегионразвития РФ, М., 2011. 2. Шапиро Д.М. Математическое моделирование и методы расчета устоев автодорожных мостов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. МИСИ, 1991. 3. Соколов А.Д. Устои с раздельными функциями «Дорожная держава», 2007, № 3. 4. Соколов А.Д., Солодунин А.Н. Армогрунтовые конструкции устоев с раздельными функциями моста через р. Ликову. «Дороги и мосты», 2006, вып. 15/1. 5. Соколов А.Д., Беда В.И. и др. Устой моста: патент на изобретение № 2136808. РФ, № 98123108/03: заявл. 25.12.1998, опубл. 10.09.1999; Бюл. № 25. 6. Соколов А.Д., Солодунин А.Н. и др. Конструкция буронабивной сваи: патент на полезную модель, № 38179 РФ. № 2004105467; заявл. от 27.05.2004; Опубл. Бюл. № 15. 7. Соколов А.Д., Жуков Ю.М. и др. Использование геосинтетики при устройстве буронабивных свай. Транспортное строительство. 2006, №6.
мир дорог | август 2014
Круглый стол
Материалы и технологии для защиты откосов и склонов от эрозии На вопросы отвечали:
Д. М. Антоновский, технический и коммерческий консультант в области инфраструктуры РФ, NAUE GmbH & Co. KG; О. Е. Киселев, технический директор, ЗАО «АРЕАН-геосинтетикс»; А. Ф. Ковыгин, начальник инженерно-конструкторского отдела, ООО «Спецпром 1»; В. С. Метлицкий, заместитель начальника инженерно-конструкторского отдела, ООО «Спецпром 1»; Н. В. Ревенков, директор, ООО «Спецпром 1»; Д. А. Корнеев, технический директор, группа компаний «МИАКОМ»; Ю. С. Румянцева, генеральный директор, ООО «СИБУР ГЕОСИНТ»
Какую номенклатуру материалов для защиты от различных видов эрозий предлагает ваша компания? Какие свойства Ваших материалов являются определяющими их эффективность и почему? Д. М. Антоновский (NAUE GmbH & Co. KG): — Компания NAUE производит как классические геоматы Secumat® для защиты от водной и ветровой эрозии, так и композитные маты на их основе, усиленные армирующей георешеткой Secugrid®. Как известно, определяющей является структура материала, позволяющая оптимально распределить семена трав при гидропосеве и обеспечить максимальное сцепление с существующим грунтом склона или откоса. Небольшие размеры рулонов геоматов Secumat® позволяют производить их укладку без привлечения специальной техники, что особенно актуально при небольших объемах работ и на труднодоступных для техники склонах и откосах. О. В. Киселев (ЗАО «АРЕАН-геосинтетикс»): — Сразу оговорюсь, что в РФ сейчас существуют два действующих документа, дающих определения различным видам геосинтетических материалов, а именно: «ГОСТ Р 53225-2008, МАТЕРИАЛЫ ГЕОТЕКСТИЛЬНЫЕ, Термины и определения», и «ГОСТ Р 55028-2012», дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для дорожного строительства. Классификация, термины и определения». В части терминов и определений они вступают в противоречие друг с другом, но я буду ориентироваться на более поздний, т.к. его терминология ближе принятой во всем мире. Кроме того, имея в виду, что тематика журнала — дорожное строительство, а не портовые сооружения и берега
внутренних водоемов или морей (океанов), я не буду останавливаться на материалах, применяемых для защиты от волновой эрозии. Хотя, зачастую, дороги проходят по берегам, дамбам, и их основания подвержены волновым нагрузкам. Наша фирма предлагает материалы, в основу которых положен геомат Enkamat, георешетка Fortrac 3D и геооболочки Incomat. Остановлюсь на каждом подробнее. Enkamat — это целый класс материалов, в основе которых лежит собственно Enkamat — путанная структура из полиамидной проволоки, сваренная в местах соединения, изготавляемая в виде плоских гибких полотен различной толщины. Более 90% структуры геомата занимают пустоты, заполняемые грунтом или минеральным заполнителем. Прочность на разрыв таких геоматов невысока — до 3 кН/м, но стандартно они выпускаются и армированными за счет присоединения силовой георешетки или ткани практически любой прочности. Есть и виды, содержащие кокосовое (джутовое) волокно на поверхности контакта с грунтом откоса. Суть работы геомата заключается в том, что на момент отсутствия растительности на поверхности откоса, подверженного эрозии он, уложенный на поверхность откоса, заполненный грунтом и засеянный семенами трав, обеспечивает временную защиту откоса до момента появления укоренившегося растительного слоя. В дальнейшем он играет роль арматуры, т.е. обеспечивает дополнительную прочность дерновому слою. На мокрых откосах или их частях, постоянно омываемых водой, Enkamat засыпается отсевом щебня, а при высоких скоростях течения (до 1 м/сек), применяется Enkamat А, заполненный отсевом щебня или ПГС с органиче-
ским вяжущим. Применение того или иного вида геомата диктуется конкретными условиями, от географической широты места укладки, ориентации откоса по сторонам света до крутизны и грунта основания. Для упрощения процесса выбора того или иного вида геомата Enkamat разработана балльная система. Сумма баллов, определяемая по различным входным параметрам, определяет рекомендуемый тип геомата. Эффективность геомата Enkamat определяется сырьем, способом изготовления, структурой и большим числом стандартных типов. Fortrac 3D — одноосно-ориентированная георешетка из высокомодульного полиэстера с защитным покрытием, у которой поперечные волокна как бы «распушены», что придает ему объем. Выпускается в рулонах стандартной прочностью от 20 до 120 кН/м, шириной 4,5 м и толщиной 10 мм. Имеются типы с нетканой подложкой. Применяется на сухих откосах с заполнением ячеек грунтом с семенами трав. Основное преимущество — хорошее сцепление с грунтом и отсутствие необходимости крепления вниз по откосу. Типовое крепление — анкерная траншея по верху откоса. Incomat — геооболочки в виде двух полотнищ, скрепленных между собой стяжками определенной длины и прочности, служащие для заполнения бетоном. Выпускается шести видов различной толщины каждый. Применение каждого вида диктуется видом эрозии и степенью защиты от нее. Как правило, применяется для защиты от водной эрозии, возникающей вследствие скоростного напора и волновой нагрузки на подтопляемых или лежащих ниже уровня воды частях откосов. Могут укладываться и заполняться бетоном как выше, так и ниже
33
мир дорог | август 2014 уровня воды. Обеспечивают полную или частичную гидроизоляцию в зависимости от требований проекта.
мосты, тоннели
Д. А. Корнеев (Группа компаний «Миаком»): — В сегменте противоэрозионных материалов Группа компаний «МИАКОМ» предлагает следующие материалы: объемная георешетка ГЕО ОР, геомат трехмерной хаотичной структуры ГЕО ГМ, геомат с увеличенными разрывными характеристиками Стабимат®-СМТ, геокомпозит из геомата и полиэфирной сетки Стабимат®-СМТ-К, геокомпозит из геомата и нетканого геотекстиля с семенами трав Стабимат®-Био, противоэрозионная геосетка Армостаб-3Д®. С подробным описанием материалов можно ознакомиться на нашем сайте http://www.miakom.ru/production/
Для каждого конкретного материала есть свои параметры эффективности, которые определяются его назначением. Например, для геокомпозита Стабимат®-СМТ-К, который обеспечивает защиту скальных сильновыветриваемых склонов, такими параметрами являются прочность полиэфирной геосетки, которая гарантирует целостность покрытия при возможных осыпаниях грунта, а также толщина геомата и ширина рулона. Н. В. Ревенков, А. Ф. Ковыгин, В. С. Метлицкий (ООО«Спецпром 1»): — Наша компания ООО «Спецпром 1» более 10 лет занимается разработкой и производством противоэрозионных конструкций — гибких бетонных покрытий. На сегодняшний день крупносерийно выпускается Покрытие бетонное защитное гибкое универсальное (ПБЗГУ) по ТУ 5859-002-59565714-2012. Покрытие ПБЗГУ является модернизированной конструкцией Универсальных гибких защитных бетонных матов (УГЗБМ). Гибкое бетонное покрытие представляет собой сборную конструкцию, состоящую из отдельных бетонных блоков, соединенных между собой замоноличенным искусственным канатом. На строительные объекты покрытие поставляется в виде отдельных плит, оснащенных соединительными элементами, для их дальнейшей сборки в единое защитное покрытие. Плиты ПБЗГУ выпускаются нескольких моделей, имеющих одинаковые габариты и отличающихся по форме, высоте и массе. При производстве плит ПБЗГУ применяется бетон марки В30 по прочности, с высокой морозостойкостью (F300) и водонепроницаемостью (W8), что позволяет применять конструкции в условиях Крайнего Севера.
34
Гибкое бетонное покрытие нашло широкое применение в следующих отраслях строительства: ◆◆ защита от размыва подтопляемых откосов дорог и конусов мостов; ◆◆ защита гидротехнических сооружений от разрушения; ◆◆ защита трубопровода подводного перехода от механических повреждений; ◆◆ укрепление берегов; ◆◆ защита дна акваторий портов от размыва потоками воды, создаваемыми движителями судов.
Основные преимущества защиты от размыва откосов инженерных сооружений из ПБЗГУ, по сравнению с традиционными конструкциями защитных покрытий в аналогичных условиях эксплуатации, заключаются в следующем: ◆◆ покрытия из ПБЗГУ работают практически без изгибающих моментов, что обеспечивает повышение надежности и увеличивает время бездефектной эксплуатации сооружения; ◆◆ сравнительно высокие показатели допустимых деформаций грунта откосов в процессе эксплуатации; ◆◆ технико-экономические преимущества, обусловленные сокращением трудовых и материальных затрат при производстве строительно-монтажных работ; ◆◆ высокое качество сооружений из ПБЗГУ, в связи с применением изделий заводской готовности «под ключ» и исключением необходимости выполнения на строительной площадке каких-либо ручных доводок и подгонок; ◆◆ меньшая материалоемкость и масса, при сравнительно тонкой конструкции и крупногабаритных ее размерах; ◆◆ обеспечение возможности выполнения всех работ специалистами средней квалификации.
Проведенные расчеты ОАО ЦНИИС (Научно-исследовательский институт транспортного строительства) и опыт эксплуатации показали, что ПБЗГУ выдерживает нагрузку от течения реки со скоростью до 7 м/с, от льда толщиной до 2,5 м, от волн высотой до 4 м. Ю. С. Румянцева (ООО «СИБУР ГЕОСИНТ»): Наша компания ООО СИБУР ГЕОСИНТ предлагает технологии по защите откосов от эрозии с применением геосинтетических материалов — георешетки, геотекстиля и композитных материалов.
Какие технические решения с использованием ваших материалов вы предлагаете для защиты от водной и ветровой эрозии в зависимости от высоты, крутизны откоса, типа грунтов, климатических условий? Д. М. Антоновский ( NAUE GmbH & Co. KG): — Тип и марка геомата определяются исходя из конкретных условий каждого проекта. В зависимости от исходных данных (геометрия, протяженность и крутизна склона или откоса, угол внутреннего трения грунта, скорость течения воды, расчетные снеговая и ветровая нагрузки, сейсмичность региона) определяются расчетная прочность геомата на разрыв, а также расход и размеры П-образных нагелей для крепления. Основным сырьем для производства геоматов Secumat® является полипропилен, что позволяет использовать их в достаточно широком диапазоне климатических условий и сфер применения. О. В. Киселев (ЗАО «АРЕАН-геосинтетикс»): — Каждое техническое решение определяется в зависимости от перечисленных в вопросе параметров. Зачастую требуется расчет с использованием дополнительных параметров, запрашиваемых у заказчика. Конечно, имеющийся опыт позволяет делать оценку «на глазок» для простых ситуаций, но в целом наша фирма такой политики не придерживается. Мы стараемся «выжать» из клиента всю возможную информацию, прежде чем давать рекомендации. Д. А. Корнеев (Группа компаний «Миаком»): — На каждый тип материала в зависимости от внешних условий инженерами нашей компании разработаны типовые конструктивные решения и технические регламенты на укладку. Ознакомиться с этой информацией частично можно из «Альбома конструктивных решений по применению геосинтетических материалов ГК «МИАКОМ», а также на курсах повышения квалификации, которые периодически проводят сотрудники технической поддержки в г. Санкт-Петербурге на базе ЦНТИ «Прогресс» или на выездных однодневных семинарах для крупных региональных проектных и подрядных организаций. Н. В. Ревенков, А. Ф. Ковыгин, В. С. Метлицкий (ООО «Спецпром 1»): — С целью повышения качества и уровня безопасности проектирования, строительства и эксплуатации, защиты от размыва
мир дорог | август 2014
35
мир дорог | август 2014
мосты, тоннели
грунтовых откосов с помощью инженерных сооружений из ПБЗГУ, было проведено множество расчетов. На основе этих расчетов были разработаны методические рекомендации. В методических рекомендациях рассмотрены вопросы проектирования и возведения защиты из ПБЗГУ, даны рекомендации по выбору модели плит ПБЗГУ, в зависимости от условий применения. Вся техническая документация, в том числе методические рекомендации, представлены в открытом доступе на нашем сайте www.gib-plita.ru. Ю. С. Румянцева (ООО «СИБУР ГЕОСИНТ»): — Наиболее часто используемый способ укрепления откоса от эрозии — засев многолетних трав. Данный способ прост, и после прорастания травы эффективен, но до того момента (пока трава прорастет) возможно появление неблагоприятных обстоятельств — образование размывов, вымывание семян, повреждение корней, неравномерное прорастание травы, недостаточная жесткость поверхности откоса. Именно в этих случаях геосинтетические материалы помогают избежать проблем. Наша технология заключается в укреплении откоса после засева трав иглопробивным геотекстилем КАНВАЛАН МФ5, технология простая и экономически выгодная, при этом надежная и современная. Геотекстиль КАНВАЛАН МФ5 обеспечивает следующие функциональные эффекты: ◆◆ до прорастания травы и в момент прорастания укрепляет откос; ◆◆ повышает жесткость и однородность поверхности откоса; ◆◆ после прорастания травы защищает корни; ◆◆ трава после прорастания через геотекстиль, связывает в монолитную конструкцию грунт, образуя жесткий «ковер», который круг-лый год будет защищать откос от эрозии.
Применение геотекстиля экономически выгодно, так как при небольшой стоимости материала и высокой прочности геотекстиль укрепляет откос на долгие годы.
На смену каким устаревшим технологиям пришли Ваши? Чем они лучше? Д. М. Антоновский ( NAUE GmbH & Co. KG): — Геоматы на сегодняшний день являются самостоятельным видом противоэрозионной защиты. К традиционным методам можно отнести засев трав, фашину, каменную наброску, сборные бетонные элемен36
ты и некоторые другие. В последние годы широко используются также торкрет-бетон, габионные конструкции и различные геосинтетические материалы (объемные георешетки, биоматы, заполняемые бетоном геооболочки и другие). Основным преимуществом геоматов является значительное повышение надежности и плотности засева трав на склонах и откосах, позволяя обеспечить лучшие условия прорастания семян трав, обеспечить защиту корневой системы и поверхностное армирование откоса для эффективного предотвращения развития эрозионных процессов.
Д. А. Корнеев (Группа компаний «Миаком»): — Применение геосинтетических материалов для противоэрозионной защиты пришло на смену традиционным способам защиты откосов гидропосевом трав, железобетонными/бетонными плитами и плитками, каменной наброской и т.д. Кроме очевидной экономической выгоды, новые материалы позволили компенсировать большинство недостатков традиционных решений — потерю формы, дополнительную нагрузку на откос от веса укрепления, низкую прочность, малую долговечность и т.д.
Геоматы не требуют эксплуатационных затрат, более экономны и менее трудозатратны по сравнению с габионными конструкциями и большинством других классов геосинтетических материалов, а также по сравнению с различными системами укрепления откосов из бетонных конструкций. По сравнению с биоматами, геоматы имеют значительно больший срок службы, позволяя достигнуть эффекта долговременного поверхностного армирования грунта. Естественно, технологию геоматов не имеет смысла применять на неустойчивых склонах, где нужны мероприятия по повышению устойчивости (например, устройство подпорных стен из армированного грунта). По сравнению с другими геоматами, использование материалов Secumat® позволяет производить работы по укладке достаточно быстро и без использования специализированной техники и механизмов.
Н. В. Ревенков, А. Ф. Ковыгин, В. С. Метлицкий (ООО «Спецпром 1»): — Первые упоминания о гибком бетонном покрытии на территории нашей страны встречаются в Советской технической литературе еще в 1964 году — «Методические рекомендации по проектированию и строительству гибких железобетонных покрытий, откосов транспортных сооружений». В восьмидесятые годы на основе этих рекомендаций были разработаны технические условия на гибкие железобетонные плиты и Гирлянды железобетонные гибкие сборные. Конструкции представляли собой бетонные блоки, соединенные между собой замоноличенной металлической арматурой. Однако, эта разработка не пошла в массы. Основные причины — использование металлической арматуры, подверженной коррозии, что приводило к быстрому разрушению защитного покрытия и сложность в изготовлении — соединительная арматура покрывалась полиэтиленом.
О. В. Киселев (ЗАО «АРЕАН-геосинтетикс»): — Наши технологии насчитывают не один десяток лет, и ничего абсолютно принципиально нового в них нет. Тот же эффект может быть достигнут с применением других материалов и технологий, в том числе и использовавшихся на протяжении веков. Например, Incomat применяется вместо каменной наброски с минеральным фильтром, который требует высокой квалификации от исполнителя и наличия соответствующего оборудования и качественного цементного раствора, а также достаточно приличных объемов, чтобы окупить дополнительные затраты на транспорт и т.п. Enkamat и Fortrac 3D заменяют в сложных случаях засев трав или одерновку. В каждом конкретном случае выбор производится на основе технико-экономического обоснования. Основными преимуществами наших технологий является скорость и надежность решения проблемы.
Следующим шагом в развитии гибкого бетонного покрытия стал переход от металлической соединительной арматуры к искусственному материалу, не подверженному корродированию. В начале 2000-х годов наша организация запустила в серийное производство маты УГЗБМ, где в качестве арматуры используется искусственный канат. Гибкое бетонное покрытие явилось технологичной заменой бетонных плит и по многим характеристикам стало превосходить габионные конструкции. В наш адрес поступали вопросы и рекомендации от строительных и эксплуатирующих организаций, связанные со сборкой матов в единое покрытие на объектах проведения работ. У матов УГЗБМ отсутствовали соединительные элементы и для их скрепления использовались металлические скобы, вбиваемые в грунт, что приводило к повреждению подложки
мир дорог | август 2014
мосты, тоннели
из геосинтетических материалов. Поэтому требовалась модернизация конструкции, которая привела к переходу на плиты ПБЗГУ. Отличительной особенностью плит ПБЗГУ стало наличие соединительных канатов и закладных деталей для их стыковки между собой на объектах строительства в единое полотно, также были пересмотрены характеристики бетона в сторону увеличения его морозостойкости и водонепроницаемости. На сегодняшний день, для уменьшения логистических издержек, производство плит ПБЗГУ развернуто более чем на 10 заводах, рассредоточенных по всей стране от центральной части до Дальнего Востока. Ю. С. Румянцева (ООО «СИБУР ГЕОСИНТ»): — Технология по защите откосов с помощью засева травой очень эффективна в южных регионах, однако, в местах с более агрессивным климатом данная технология не обеспечивает должною защиту. С помощью геотекстиля КАНВАЛАН МФ5 удалось существенно улучшить качественные характеристики сложившейся практики укрепления откосов и ликвидировать недостатки традиционной технологии. Помимо укрепляющих функций геотекстиль служит одеялом для семян и корней, создает температурно-влажностный режим для быстрого и комфортного прорастания семян.
На какие факторы использования ваших материалов вы могли бы обратить внимание с точки зрения экологичности? Каким будет долговременный результат использования ваших материалов? Д. М. Антоновский (NAUE GmbH & Co. KG): — Геоматы Secumat® производятся из безвредного для окружающей среды сырья (без использования минеральных компонентов), поэтому они не представляют никакой экологической опасности (в том числе и в долговременной перспективе) как для корневой системы растений, так и для грунтовых вод, грунта склона или откоса. О. Е. Киселев (ЗАО «АРЕАН-геосинтетикс»): — Enkamat и Fortrac 3D абсолютно экологически чистые материалы, и с этой точки зрения никаких отрицательных последствий от их применения не возникает. Что касается геооболочек Incomat, то бетонные работы, особенно под водой, экологически чистыми на момент проведения назвать сложно. Был случай, когда из соображений экологии изготовитель отказался от поставки 38
Incomat’а, хотя наши проектировщики такими моментами пренебрегли. На длительную перспективу применение бетона вопросов не вызывает. Д. А. Корнеев (Группа компаний «Миаком»): — В своей практике как представитель проектной организации (в составе Группы компаний «МИАКОМ») при выезде на объекты чаще всего сталкиваюсь с ущербом окружающей среде, который последовал вследствие неправильной укладки материала и общего нарушения технологии производства работ. Зачастую это приводит к сплывам и смывам откосов и склонов, а также образованию участков подтопления или заболоченности. Долговременным результатом применения противоэрозионных геосинтетических материалов является общее увеличение срока службы конструкции, поддержание естественного задернения, снижения интенсивности размыва и т.д. Н. В. Ревенков, А. Ф. Ковыгин, В. С. Метлицкий (ООО «Спецпром 1»): — При производстве гибких плит используются экологически чистые инертные материалы, не выделяющие вредных веществ. Плиты ПБЗГУ безопасны для окружающей среды. Длительный срок эксплуатации защитного покрытия, а гарантия на плиты составляет до 40 лет, дает уверенность, что защищаемые объекты, в период их эксплуатации до капитального ремонта, не будут разрушаться, и это не приведет к экологическим катастрофам. Ю. С. Румянцева (ООО «СИБУР ГЕОСИНТ»): — Производство компании ООО СИБУР ГЕОСИНТ завязано на собственной сырьевой базе — на первичном полипропилене. Данный полимер широко используется в пищевой промышленности и дорожном строительстве, так как абсолютно нейтрален к окружающей среде, устойчив в почвенной среде и не выделяет токсичных веществ. Соответственно, геотекстиль КАНВАЛАН МФ5, производимый из 100% первичного полипропилена, наследует свойства исходного сырья. Так как разложение полипропилена в естественной среде длится более ста лет, то эти материалы долговечны и служат на протяжении всего срока службы сооружения.
Каковы ваши решения с эстетической точки зрения в сравнении с другими? Какой они дают визуальный эффект, кроме своей основной функции защиты? Д. М. Антоновский (NAUE GmbH & Co. KG): — Технология производства работ по противоэрозионной
защите склонов и откосов геоматами Secumat® предусматривает их укрытие растительным грунтом высотой около двух сантиметров. Засев трав может производиться как вручную, так и по технологии гидропосева. При соблюдении технологии производства работ и обеспечении необходимого полива откоса в процессе роста семян и укрепления корневой системы, геомат оказывается закрытым растительным грунтом и травяным покровом, что позволяет получить полностью зеленый склон или откос. В отличие от бетона (подвержен коррозии, темнеет, трескается), металла (подвержен коррозии, требует покраски), дерева (подвержено процессам гниения, требует обработки антисептиком), геоматы лишены указанных недостатков. Кроме этого, озеленение склонов и откосов с применением геоматов позволяет легко вписать объект в любой естественный или искусственный ландшафт. О. Е. Киселев (ЗАО «АРЕАН-геосинтетикс»): — Enkamat и Fortrac 3D после укладки находятся в грунте и на эстетику не влияют. Incomat придает пейзажу несколько промышленный вид, поэтому, когда к нам обратились проектировщики с просьбой защитить береговую линию реки Нева в исторической части Санкт-Петербурга, мы отказались. Д. А. Корнеев (Группа компаний «Миаком»): — Материалы Группы компаний «МИАКОМ» также широко применяются в ландшафтном дизайне, где их разнообразная цветовая гамма и гибкость формы позволяют воплотить в жизнь практически любую дизайнерскую идею. В границах транспортных коридоров конуса мостов и откосы, укрепленные объемной георешеткой или геоматом, уже давно гармонично вписались в общий урбанистический ансамбль. Н. В. Ревенков, А. Ф. Ковыгин, В. С. Метлицкий (ООО «Спецпром 1»): — Возможность придания элементам защиты практически любой формы и возможность применения красителей в бетоне дает возможность придавать красивый, эстетичный вид всему защищаемому инженерному сооружению. Ю. С. Румянцева (ООО «СИБУР ГЕОСИНТ»): — В нашем современном мире лучшая эстетика — это живая природа. Наша технология помогает развитию и сохранению травяного покрова на откосах, а это не может не радовать глаз и положительно влиять на экологию.
мир дорог | август 2014 Какими нормативными документами вы руководствуетесь в своей работе? Что, по вашему мнению, нуждается в изменении в нормативно-технической документации? Д. М. Антоновский (NAUE GmbH & Co. KG): — Противоэрозионная защита склонов и откосов является не такой ответственной инженерной задачей как, например, возведение насыпных конструкций на слабом основании. Поэтому нормативных документов здесь не так много, и они носят рекомендательный характер (касаемо укладки материалов и назначения конструктивного решения). При этом данные документы развиваются и совершенствуются в дорожной отрасли (в системе нормативных документов ОДМ Росавтодора), на наш взгляд, в правильном направлении.
Испытания материалов на определение их физико-механических характеристик проводятся по действующим стандартам ГОСТ Р для геосинтетических материалов, применяемых в дорожной отрасли. Что касается расчетов, то они не такие объемные и могут производиться вручную на основании формул статической поверхностной
устойчивости откоса. Для сложных по конфигурации склонов и откосов ответственных инженерных сооружений мы рекомендуем проводить расчеты общей устойчивости конструкции и, в случаях недостаточно обеспеченной устойчивости, рекомендуем проводить различные укрепительные мероприятия (от подпорных стен до грунтовых анкеров и шпунтовых сооружений). Кроме этого, для наших партнеров мы производим бесплатные расчеты требуемой толщины материалов Secumat® и прочность армирующей георешетки Secumat® для каждого отдельного объекта. Для строительных организаций разработаны Рекомендации по укладке геоматов Secumat®, которые составлены на основе многолетнего опыта реализации огромного числа проектов во всем мире. О. Е. Киселев (ЗАО «АРЕАН-геосинтетикс»): — Как правило, инструкциями по укладке, разработанными техническими службами фирм-изготовителей, и общими рекомендациями, попадающимися в отечественных документах. Этого хватает. Д. А. Корнеев (Группа компаний «Миаком»): — В проектной работе мы руководствуемся действующими нор-
мативными документами обязательного и рекомендательного характера, собственными стандартами организации, и, когда имеющейся информации недостаточно, зарубежными источниками — стандартами, отчетами научных исследований, публикациями и пр. На данный момент отечественная нормативная база перерабатывается, но не достаточно быстро, чтобы соответствовать современному уровню развития производства геосинтетических материалов и их применения на западе. Особо следует отметить стандарты по испытаниям геосинтетических материалов, их гармонизации с зарубежными документами и имеющемуся оборудованию для испытаний. Н. В. Ревенков, А. Ф. Ковыгин, В. С. Метлицкий (ООО «Спецпром 1»): — Гибкие бетонные плиты выпускаются по техническим условиям, разработанным нашей организацией в полном соответствии с действующими нормативно-техническими документами. К сожалению, большинство нормативных документов, действующих в нашей стране, не актуализировано. Работы, которые ведутся сейчас в
39
мир дорог | август 2014
мосты, тоннели
этом направлении, в большинстве своем, сводятся к перепечатке советских ГОСТов с изменением дат. Считаю, что при составлении нормативной документации необходимо более гибко подходить к вопросу возможности применения инновационных материалов и технологий. Это будет значительно ускорять внедрение новых материалов и технологий, в том числе и эффективных методов защиты от эрозии. Ю. С. Румянцева (ООО «СИБУР ГЕОСИНТ»): — Компания ООО СИБУР ГЕОСИНТ на протяжении нескольких лет была инициатором строительства экспериментальных участков с применением различных технологий с использованием геосинтетических материалов. Благодаря этому была наработана статистика применения «геосинтетиков». Весь этот положительный опыт лег в основу ГОСТов и другой нормативной документации. Использовав эту информацию, мы совместно с РОСДОРНИИ создали альбом типовых конструкций с готовыми проектными решениями. В альбоме представлены практически все технологии с использованием геосинтетических материалов. Уникальное отличие этого документа в том, что он отталкивается не от геосинтетического материала, а от проблемы в дорожном строительстве и в нем представлены несколько технологий для решения каждой конкретной проблемы. После утверждения альбома в РОСАВТОДОРе он получил официальный статус и рекомендован РОСАВТОДОРом к использованию на федеральных трассах.
Какие необходимы решения на государственном уровне (организация испытательных полигонов, стендовых испытаний конструкций, обучающие программы для проектировщиков, заказчиков) для эффективного использования геосинтетических материалов в нашей стране? Д. М. Антоновский (NAUE GmbH & Co. KG): — Если говорить о геосинтетических материалах в целом, то, безусловно, проведение испытательных полигонов, лабораторные и полевые испытания (в том числе на определение поведения материалов во времени) крайне необходимы, в том числе для определения независимыми лабораториями соответствия заявленных производителем данных фактическим. Но на сегодняшний день одним из основных тормозов развития применения геосинтетических материалов является отсутствие единого руково40
дящего документа по проектированию инженерных сооружений и конструкций с применением геосинтетики (по примеру документа EBGEO, издаваемого Обществом Геотехники Германии). Особенно необходим подобный документ, предъявляющий требования и нормы проектирования, для таких сверхответственных случаев применения геосинтетических материалов, как устои мостовых сооружений из армированного грунта, перекрытие карстовых полостей и использование гибкого геосинтетического ростверка для насыпей на свайном основании. О. Е. Киселев (ЗАО «АРЕАН-геосинтетикс»): — Насколько мне известно, испытательные центры в стадии становления (вопрос муссировался давно), некоторые информационные центры проводят программы повышения квалификации по такой тематике, в СПбГАСУ на Автодорожном факультете такой курс есть. Т.е. что-то движется не шатко, не валко. Но это в Москве, СПб. Я всегда считал и говорил, что хотя бы вводный курс по геосинтетике должен быть в строительных вузах. У меня нет конкретных предложений по этому вопросу и давно пропало желание его обсуждать. Надеюсь на естественный отбор. Д. А. Корнеев (Группа компаний «Миаком»): — Наша компания всецело поддерживает озвученные в вопросе мероприятия, которые в разной степени уже сейчас реализуются в нашей стране. Со своей стороны ГК «МИАКОМ» активно участвует в испытании своих материалов на полигонах разработчиков отраслевых дорожных документов, сертификации своей продукции для различных областей народного хозяйства, по приглашению доводит свою точку зрения на технических советах заказчика, консультирует и обучает проектировщиков и подрядчиков, разрабатывает учебные пособия и методические рекомендации. Н. В. Ревенков, А. Ф. Ковыгин, В. С. Метлицкий (ООО «Спепром 1»): — На сегодняшний день усилия по популяризации и внедрению новых технологий и материалов полностью ложатся на плечи производителя. На личном опыте могу сказать, что тратится огромное количество времени и сил на то, чтобы донести до проектных институтов информацию о нашей продукции. Приходится напрямую взаимодействовать с проектировщиками, организовывать личные беседы и встречи. Но невозможно собственными усилиями охватить даже все центральные и основные проектные институты, не говоря уже о всей массе
проектных институтов. А существующие единые информационные базы, такие как ЦНТИ, созданные, для донесения научно-технической информации до предприятий, к сожалению, в настоящее время являются лишь хранилищем, где мертвым грузом оседают полезные разработки. Хотелось бы, чтобы государственный административный аппарат не создавал барьеры для разработчиков, а работал совместно с ними по внедрению новых технологий в нормативную базу. Например, выяснилось, что добавить инновационные материалы в Федеральные единичные расценки (ФЕР) практически невозможно. А ведь это один из обязательных документов для проектировщиков в нашей стране. И присутствие в нем увеличивает шансы на использование институтами инноваций в проектах. Ведь зачастую, идя по пути наименьшего сопротивления, проектировщик закладывает конструкции и технологии, которые применялись десятилетиями и на которые есть типовые проекты, ГОСТы, федеральные единые расценки и др. Мне известны случаи, когда заказчикам приходилось прибегать к услугам иностранных подрядчиков, предлагающих современные технические решения, но за гораздо большие средства, нежели могли предложить российские разработчики. Информация по нашим конструкциям — плиты ПБЗГУ полностью представлена на сайте gib-plita.ru. Ю. С. Румянцева (ООО «СИБУР ГЕОСИНТ»): — Что касается нормативной документации в области укрепления откосов, то ее достаточно для качественного проектирования. По нашему мнению: ◆◆ во-первых, необходимо ужесточить требования к выбору геосинтетических материалов во время строительства и контролю качества производства работ, ◆◆ во-вторых, пересмотреть систему заложения и закупок геосинтетиков.
При выборе материала выбирать именно тот набор технических параметров геосинтетических материалов, которые оказывают существенную роль в работе материала в конструкции. Мы не раз сталкивались с нарушениями проектирования и строительства по причине неправильного выбора свойств геосинтетических материалов, что влекло за собой негативные последствия. Пока строительные организации не осознают это и не научатся правильно использовать геосинтетику, мы будем сталкиваться с негативной практикой.
Объемные георешетки
«ГА ОР» Изготавливаются на современном высокопроизводительном оборудовании
Георешетки «ГА ОР» применяются для: • строительства автомобильных и железных дорог; • защиты слабых грунтов от эрозии и вымывания при строительстве и благоустройстве; • укрепления откосов, мостовых конусов и подпорных стен путем создания геоячеек (геосот), заполненных щебнем или бетоном; • укрепления берега природных и искусственных водоемов, каналов и водотоков; • обустройства нефтяных, газовых и других месторождений.
ООО «Гео-Альянс» Адрес: 196158, Санкт-Петербург, пр. Дунайский, д. 25, корп. 3, лит. А Телефоны: +7 (812) 382-87-66, +7 (812) 382-91-35 E-mail: info@geo-allianz.ru
www.geo-allianz.ru
мосты, тоннели
мир дорог | август 2014
Внешний вид армогрунтовой подпорной стены АГС2
Технологии армирования грунта
при строительстве транспортной развязки мостового перехода через реку Обь в г. Новосибирске
С
остав проекта строительства третьего мостового перехода через реку «Обь» включает строительство транспортной развязки на ул. Большевистская. Транспортная развязка предусматривает восемь съездов. Особое внимание следует уделить съезду С-4, по которому должно осуществляться направление транспортных потоков с будущего моста в город. Непосредственная близость к
42
существующей автомобильной дороге по ул. Большевистской предопределила необходимость устройства подпорной стенки без остановки или уменьшения пропускной способности существующей магистрали. По геологическому строению грунтовое основание под сооружением представлено следующими инженерно-геологическими элементами: супесь песчанистая текучая, суглинок легкий пылеватый текуче-пластич-
ный с модулем деформации Е=3,6 МПа, мощностью до 10 м. Подстилающий слой грунта с глубины 10 м — суглинок элювиальный твердый с включением дресвы не менее 25%. Уровень грунтовых вод встречен на глубине один метр от дневной поверхности земли. Проектная высота сооружения — 12 м, длина 288 м. Рассматривались несколько конкурирующих вариантов конструкции съездов: эстакада, бе-
Монтаж свайного поля. Устройство монолитных ростверков
Монтаж гибкого свайного ростверка. Укладка щебеночной платформы
Монтаж гибкого свайного ростверка. Укладка армирующих элементов
Строительство армогрунтовой подпорной стены
тонная или армогрунтовая подпорная стена. После сравнения вариантов по стоимостным показателям, а также по срокам строительства, принят вариант армогрунтовой подпорной стенки с облицовкой бетонными блоками. Разработку технических решений армогрунтового сооружения, оценку устойчивости и проектную документацию выполнили специалисты технического отдела компании «АРЕАН геосинтетикс. Сибирь». Специалисты компании «АРЕАН геосинтетикс» специализируются на таких типах конструкций уже более 15 лет и имеют обширный опыт применения геосинтетических материалов. Конструкция армогрунтовой подпорной стены на съезде С-4 имеет две несущие системы. Первая система — гибкий
свайный ростверк по подошве насыпи. Вторая система — армогрунтовая подпорная стена, стоящая на гибком ростверке. В связи со сложными геологическими условиями инженерами было принято решение об устройстве сплошного свайного основания для строительства безосадочной насыпи. Свайное поле устраивалось под всей шириной насыпи, за исключением откосной части, а также под облицовочную систему. Шаг свай определен в соответствии с расчетом по несущей способности сваи по грунту. Основанием для свай принят суглинок элювиальный твердый. Достаточность несущей способности сваи по грунту подтверждено статическими испытаниями, выполненными специализированной организацией.
На каждой свае выполнен отдельный монолитный железобетонный ростверк. Пазухи между сваями засыпались дренирующим грунтом. Каждый ростверк покрыт слоем гидроизоляции. Конструкция гибкого свайного ростверка представляет собой щебеночную платформу, армированную послойно высокопрочной двухосноориентированной георешеткой «Fortrac®». Во избежание контакта бетонной поверхности с полиэфирной георешеткой проектом предусмотрено устройство полиэтиленовой «отсечки» на каждом ростверке. Конструкция гибкого ростверка предусматривала обеспечение проезда построечных механизмов сразу после сооружения первого слоя армирования. В отличие от классических решений высотные
43
мир дорог | август 2014
Внешний вид облицовочной системы
мосты, тоннели
Строительство армогрунтовой подпорной стены.
44
Облицовочный блок
Устройство «Замка» пассивной облицовки
Конструкция армогрунтовой стены с пассивной облицовочной системой из бетонных блоков
отметки ростверков, как под телом насыпи, так и под облицовочные блоки, были выполнены в одном уровне. Это позволило построить армированную щебеночную платформу без бетонных ограждений от ростверка под облицовочные камни. Тем самым, под основанием стены образован «пластовый дренаж», пропускающий поверхностную воду с рельефа через тело насыпи, естественный ток которой был перегорожен сооружением. По завершению строительства ростверка открылся фронт для возведения второй несущей системы сооружения — армогрунтовой подпорной стены. Армогрунтовая подпорная стена на съезде С-4 представляет собой земляную насыпь с ненормативным уклоном (87°) со стороны существующей автомобильной дороги, армированную послойно силовыми геосинтетическими элементами. Со стороны подпора насыпь облицована ж/б блоками с устройством дренажной щебеночной призмы и организованными водостоками за лицевую грань. Устойчивость армогрунтового сооружения оценивалась двумя методами: методом кругло-цилиндрических поверхностей скольжения и методом полигональных призм скольжения с
использованием сертифицированной программы «HUESKER-STABILITY». Целью расчета был поиск требуемого коэффициента устойчивости за счет оптимального армирования земляного полотна (шаг, длина, марка армирующего материала). Для учета в расчете армирующего геосинтетического элемента в качестве расчетного параметра была принята долговременная прочность, полученная с использованием понижающих коэффициентов для принятого типа георешеток «Fortrac®». Понижающие коэффициенты предоставлены фирмой-изготовителем «HUESKER Synthetic GmbH» и подтверждены независимыми лабораторными исследованиями. Конструкция подпорной стены предусматривает устройство армированного грунтового массива с пассивной облицовочной системой. Такая система обеспечивает раздельную работу армогрунтового массива и облицовочных элементов. Армирование грунтового массива выполняется послойно высокопрочными георешетками с образованием обратного анкера на каждом слое. Для обеспечения требуемой геометрической формы используется «сетчатый элемент» в качестве теряемой несъемной опа-
лубки, выполняемый из обычной строительной сетки с ячейкой 100х100, арматурой класса Вр-I. Во избежание высыпания грунта тела насыпи между сетчатым элементом и георешеткой прокладывается нетканый материал «Typar», который благодаря своей изотропности и прочностным свойствам обеспечивает удержание грунта на весь период жизненного цикла. Исключительные свойства нетканого материала «Typar», препятствующие заиливанию его частицами грунта и, как следствие - стабильные дренирующие характеристики, обеспечивают отток воды из тела насыпи, как на протяжении построечного периода, так и в процессе эксплуатации, что значительно повышает надежность сооружения. В качестве облицовочного элемента на базе Тогучинского завода бетонно-прессованых изделий был разработан лекальный бетонный блок, позволяющий выполнять криволинейные поверхности, что особенно актуально для поворотных участков автомобильных дорог. Блок изготавливается по вибро-прессованой технологии, что обеспечивает быстрый выпуск продукции. Характеристики блока: бетон В25, W6, F300, в соответствии с требова-
мир дорог | август 2014
Внешний вид подпорной стены. Торцевой участок
ниями для таких типов конструкций. Максимально возможный угол поворота блока используется для оформления торцевых участков при подходах к опорам пролетных строений. Все конструкционные элементы облицовочной системы закрепляются за тело армированной насыпи с помощью гибких связей, которые предварительно устанавливаются между очередными рядами армирования. В качестве гибких связей служит георешетка из поливинилалкоголя (PVA), не теряющая своих прочностных свойств при взаимодействии с бетонными блоками, имеющими «щелочную» реакцию. Бетонные блоки монтируются «насухо» с перевязкой. Закрепление в плоскости гибкими связями выполняется через каждые 2 ряда блоков за счет «замка» в теле блока. «Замком» служат два паза в верхней части блока со скошенными в сторону насыпи гранями, что исключает обрезание гибкого анкера. При укладке очередного ряда блоков гибкий анкер протягивается на бетонный блок, зажимается композиционной арматурой (не менее 2 ø10 в каждый паз), а далее «замыкается » верхним рядом блоков. Такая конструкция облицовочной системы имеет ряд преимуществ перед
классической «активной» системой, так как позволяет возводить сооружение без облицовочной системы (строить опережающим ритмом), обеспечить необходимый технологический перерыв для осаживания тела насыпи (особенно актуально при высоких сооружениях) и устранить все неточности и неровности армированного земляного массива на стадии устройства облицовочной системы. Также появляется возможность ремонта облицовки в случае ее повреждения, не останавливая эксплуатацию всего сооружения. Форма облицовочных блоков придает массивному сооружению оригинальный, высоко эстетичный вид, разбивая его объем на мелкие элементы. Рельеф облицовочной поверхности, образованный бетонными блоками, притягивает взгляд наблюдателя в детали, а постоянно меняющийся наклон теней по рельефу камней из-за хода солнца создает уникальный динамично изменяющийся внешний вид сооружения. Внешний вид сооружения по окончанию строительства дополняет великолепие современных технических решений, принятых и реализованных в рамках строительства третьего мостового перехода через реку Обь в
г. Новосибирске, получившим народное имя — «Бугринский мост». Основой для успешной реализации проекта стал профессионализм сотрудников генерального проектировщика ЗАО «Институт «Стройпроект», г. -Санкт-Петербург, новосибирской проектной организации ООО «РосИнсталПроект», а также генерального подрядчика — ОАО «Сибмост». Отдельно стоит отметить специалистов ООО «Тогучинского завода бетонно-прессованых изделий», которые в кратчайшие сроки реализовали конструкцию облицовочных блоков от эскиза до массового промышленного производства. Особая заслуга принадлежит заказчикам сооружения — Администрации Новосибирской области, мэрии Новосибирска, Управлению дорожного строительства. В.В. Лощев, директор ООО «АРЕАН геосинтетикс». Сибирь» www.areangeo.ru
45
мир дорог | август 2014
Мосты в Башкирии усилили композитами Пять мостов в Республике Башкирия были усилены углеродными лентами FibArm. Их производством в России занимается предприятие «Препрег-СКМ», входящее в структуру холдинга «Композит». Усиление несущих конструкций мостов потребовалось для провоза по ним крупногабаритного оборудования ОАО «Газпром нефтехим Салават», которое будет установлено в строящемся комплексе акриловой кислоты и акрилатов.
В
начале июля 2014 года ОАО «Газпром нефтехим Салават» совместно с ООО «Транстерминал» начали транспортировку оборудования для комплекса акриловой кислоты и акрилатов из Уфы в Салават. В рамках реализации проекта по созданию нового комплекса акриловой кислоты и акрилатов на территории завода «Мономер», в Салават привезли абсорбционную колонну. Это сооружение высотой 54 метра, весом 91 тонна, шириной 6,5 метров. Также на стройплощадку доставят колонны и тяжеловесные реакторы Р-101 весом 446,7 тонн и Р-102 — 349,2 тонн. ООО «Транстерминал» разработало особую технологическую схему для того, чтобы многотонное оборудование смогло достигнуть пункта назначения. Одним из условий успешного прохождения груза до строительной площадки ОАО «Газпром нефтехим Салават» являлось усиление пролетных строений путепроводов и мостов. Для повышения несущей способности конструкций автомобильных мостов была применена перспективная разработка компании «Препрег-СКМ» — система внешнего армирования на основе углеродных лент FibArm. В их составе находятся углеродные волокна, обладающие уникальными свойствами — высокими прочностными характеристиками и абсолютной стойкостью ко всем агрессивным средам. «Эта уникальная технология позволяет в самые короткие сроки решать задачи по увеличению несущей способности строений в случае увеличения расчетных нагрузок, а также устранять повреждения конструкций в ходе их эксплуатации», — рассказал директор компании «Урал-Композит» Максим Калимуллин. Компания «Урал-Композит» (Магнитогорск) выполняла усиление пролетных строений путепроводов на участке автомобильной дороги Р-240 «Уфа — Оренбург» в рамках реализации проекта перевозки крупногабаритного груза. По словам Максима Калимуллина, в частности, «были усилены пролетные конструкции путепровода, автомобильной дороги Уфа — Оренбург на км 79 + 240, мост через реку Меселька на км 103 + 321, пролетные конструкции путепровода, автомобильной дороги Уфа — Оренбург на км 104+297, мост через реку Ашкадар в
городе Салават км 140+380, а также мост через реку Куганак в городе Стерлитамак км 121+328». Необходимость и эффективность применения Системы внешнего армирования для увеличения несущей способности балок пролетных строений были доказаны и обоснованы проектной документацией и проведением оценочных расчетов, выполненных ООО «ПИК» (г. Омск). «На выполнение работ по усилению 5 объектов потребовалось рекордно малое количество времени благодаря уникальным характеристикам материалов: удобству пропитки ткани, высокой адгезии к бетонным поверхностям и быстрому схватыванию материалов. В нашей работе была использована высокопрочная углеродная лента FibArm Tape 530/300, а также эпоксидный двухкомпонентный состав FibArm Resin 530+», — отметил Максим Калимуллин. Всего для усиления мостов потребовалось 1,5 км углеродной ленты. Во время транспортировки грузов компания «ПИК» осуществляла контроль технического состояния пролетных строений, усиленных углеродными лентами, посредством измерения прогибов центральных балок. Измерение производилось при помощи электронных рулеток, установленных на стационарных штативах, и индикаторов часового типа ценой деления 0,01 мм. В результате величина измеренных прогибов не превысила расчетных теоретических значений. После провоза грузов был осуществлен осмотр мостовых конструкций; изменений или новых деформаций зафиксировано не было. По словам Максима Калимуллина, компания «Урал-Композит» «использует продукцию «Препрег-СКМ» в своей работе продолжительное время»: «Система внешнего армирования доказала универсальность в ходе выполнения работ на различных объектах, которые мы реализовали в разных регионах России. Именно благодаря уникальным характеристикам композитов мы достигаем высоких результатов в ремонте и усилении конструкций, а также устранении ошибок проектирования». Холдинговая компания «Композит» создана с целью формирования рынка композиционных материалов в России в 2009 году. В вертикально-интегрированный холдинг входит завод по произ-
водству полиакрилонитрильного волокна «ООО «Композит-Волокно», предприятия Госкорпорации «Росатом» по производству высокопрочных и высокомодульных углеродных волокон — ООО «Аргон» и ООО «ЗУКМ». В управлении холдинга находится проектная компания ОАО «РОСНАНО» ЗАО «Препрег-СКМ», занимающаяся изготовлением тканей из углеродного волокна и высококачественных препрегов. Холдинговая компания «Композит» и Фонд инфраструктурных и образовательных программ осенью 2011 года учредили ООО «Нанотехнологический центр композитов»
благодаря уникальным характеристикам композитов мы достигаем высоких результатов в ремонте и усилении конструкций с целью оказания полного комплекса услуг по инжинирингу и опытно-промышленному производству композитных изделий. В числе задач, стоящих перед холдингом — создание высокоэффективного, экологически безопасного производства углеволокна и изделий из него на основе инновационных технологий получения непрерывных и дискретных волокон. Холдинговая компания «Композит» планирует занять лидирующее положение по инжинирингу, производству и продаже композиционных материалов нового поколения и обеспечить потребности в них отечественных предприятий. 109316, Москва, Волгоградский пр-т, д. 43, корп. 3 T: +7 495 787 8828 Ф: +7 495 783 7331 www.hccomposite.com
47
мир дорог | август 2014
ПРОБЛЕМА ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ — ПУТИ РЕШЕНИЯ
П
роблемы антикоррозионной защиты методом окрашивания поверхностей мостовых конструкций транспортных сооружений, расположенных на открытом воздухе или соприкасающихся с водной средой на нижних частях опор, расположенных в пределах русла реки, всегда были актуальны. В настоящее время нормативные документы разделяют защиту от коррозии на первичную, предусматривающую обеспечение коррозионной стойкости на стадии проектирования и изготовления конструкции, и вторичную, благодаря которой эта коррозионная стойкость, в необходимых случаях, повышается и сохраняется на определенный, заданный срок службы. В данной статье кратко рассмотрены проблемы вторичной защиты от коррозии металлических и железобетонных конструкций путем создания комплексной системы покрытия из современных лакокрасочных материалов, наносимых методом окрашивания. Более подробно о проблемах, поднятых в этой статье, говорится в книге «Защита от коррозии металлических и железобетонных мостовых конструкций методом окрашивания», которая выходит в свет осенью 2014 года. Как известно, вторичная защита металлических конструкций использовалась и в прошлом веке, но из-за применения недолговечных лакокрасочных материалов срок службы покрытий был невысок и составлял от 2 до 5 лет, после чего покрытие требовало ремонта или замены. Благодаря постоянному перекрашиванию и дорогостоящему ремонту защитного покрытия заданные сроки эксплуатации металлических пролетных строений мостовых сооружений в основном удавалось выдерживать. Другое дело — железобетонные мостовые конструкции. Традиционно считалось, что во вторичной защите от коррозии они не нуждаются и, как показал опыт, реальный срок эксплуатации их не превысил 30-50 лет и оказался ниже долговечности металлических конструкций. В конце прошлого века на российском рынке появились лакокрасочные материалы нового поколения со сроком службы более 20 лет и, как показали научные исследования и опыт прак-
тического использования, долговечность бетонных и железобетонных конструкций, имеющих покрытие из этих материалов, в значительной степени повысилась за счет снижения водопроницаемости, увеличения морозостойкости и других показателей. В этой связи особенно эффективно применение для защиты от коррозии металлических и железобетонных конструкций покрытий лакокрасочными материалами немецкой фирмы «Steelpaint GmbH». Однокомпонентные полиуретановые лакокрасочные материалы этой фирмы, известные под маркой Stelpant, химически отверждающиеся при взаимодействии с влагой из окружающего воздуха или с окрашиваемой поверхности, как будто созданы для защиты от коррозии именно мостовых конструкций, эксплуатирующихся во влажной среде. При этом они имеют высокую эластичность, прочное сцепление со специально подготовленными металлическими и бетонными поверхностями, имеют высокие технологические, санитарно-гигиенические и экологические характеристики, а также декоративные свойства по цвету, глянцу, противостоят разрушающему действию ультрафиолетового излучения. Развитие общества и технический прогресс привели к интенсивному строительству железных и автомобильных дорог, а также искусственных сооружений на них, преимущественно из металла и железобетона. Необходимость обеспечить долговечность этих сооружений поставила перед инженерами и учеными задачу разработки принципиально новых подходов к защите и стальных и железобетонных конструкций, так как опасность коррозионного разрушения висит над ними как дамоклов меч. Анализ коррозионных потерь показывает, что, например, за период с 1820 по 1923 год (то есть практически за сто лет и сто лет тому назад) при общем мировом производстве железа 1766 млн. тонн 40% (около 718 млн. тонн) уничтожено коррозией. Длительное время производители металла заботились не об увеличении срока службы металлических конструкций, а об увеличении количества выплавляемого металла. И около ста лет тому назад на Всемирном
геологическом конгрессе в Швеции был поставлен вопрос возможного скорого истощения запасов железной руды. К счастью, опасения специалистов оказались преувеличенными, и к настоящему времени в мире пока не ощущается нехватки сырья, но эти угрозы заставляют ученых и инженеров искать способы обеспечения большей сохранности металлических конструкций и большей долговечности сооружений из них. Можно отметить два основных варианта антикоррозионной защиты металлических конструкций: первый — электрохимический, направленный на повышение сопротивляемости материала самой конструкции, и второй — механический, направленный на создание наружной брони в виде различных покрытий и пленок. Механический метод также применим для защиты материалов неметаллического типа, например бетона и железобетона. Наиболее широко в настоящее время используются лакокрасочные антикоррозионные покрытия, которые применяются на 95% защищаемых объектов. К весомым преимуществам лакокрасочных материалов относятся: сравнительная простота нанесения, возможность обеспечить широкую цветовую гамму, практически неограниченные размеры защищаемых конструкций, относительная дешевизна, возможность быстрого восстановления и нанесения ремонтного покрытия. Применительно к транспортным сооружениям (мостам, путепроводам, эстакадам и др.) в последнее время особое значение приобретает такой фактор, как срок службы антикоррозионных покрытий, так как проведение повторных работ по антикоррозионной защите — это всегда дополнительные затраты, особенно ощутимые с ростом стоимости рабочей силы, а также выбросы вредных веществ в атмосферу. По этой причине во всем мире большее внимание стали уделять применению красок с большей вязкостью, содержащих минимум растворителя. Кроме того, любые ремонтные работы на транспортных сооружениях приводят к ограничению движения на них и, в конечном счете, к экономическим потерям и негативному воздействию на экологию.
49
мосты, тоннели
мир дорог | август 2014 Следует также учитывать, что при проведении работ по антикоррозионной защите действует своеобразная форма принципа Парето — стоимость лакокрасочных материалов составляет порядка 20%, а стоимость подготовительных работ и работ по нанесению лакокрасочных материалов — 80%. Следовательно, несмотря на высокую стоимость современных высококачественных красок, в случае, если они обеспечивают большую долговечность, следует применять именно их, ибо, в конечном счете, это приведет к экономии. Отметим также, что в последнее время большое внимание стало уделяться и антикоррозионной защите бетонных и железобетонных конструкций транспортных сооружений, хотя до недавнего времени этим вопросом в принципе не занимались. Опыт эксплуатации построенных во второй половине прошлого века мостовых сооружений с предварительно — напряженными железобетонными пролетными строениями, а также мостов на железобетонных и бетонных опорах, показал, что из-за значительного трещинообразования и последующей коррозии арматуры и цементного камня бетона уже через 30-50 лет они потребовали трудоемкого и высокозатратного капитального ремонта, реконструкции, а иногда и полной замены. Применение на одном сооружении одновременно более долговечных стальных пролетных строений, имеющих антикоррозионную защиту в виде высокоэффективных покрытий, и менее долговечных железобетонных опор, не имеющих такой защиты, делает сооружение неравно долговечным по времени эксплуатации этих элементов и ведет к преждевременному выходу из строя всего сооружения. Актуальность антикоррозионной защиты мостовых конструкций обусловлена Книга «Защита от коррозии
металлических и железобетонных мостовых конструкций методом окрашивания», выходит в свет осенью 2014 года. Она подготовлена коллективом авторов. Это: Овчинников Игорь Георгиевич — доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, Профессиональный инженер России, действительный член Российской академии транспорта, Международной академии наук высшей школы, Академии инженерных наук РФ, Американского общества гражданских инженеров (ASCE), Международной ассоциации по мостам и строительным конструкциям (IABSE), Международного союза лабораторий и
50
и особенностями природно-климатических условий России, приводящими к широкому применению противогололедных материалов. Химические вещества, применяемые для борьбы с гололедом, интенсивно разрушают дорожную одежду, а также конструктивные элементы обустройства проезжей части и тротуаров, обеспечивающих комфорт и безопасность движения транспорта и пешеходов, поэтому применение их запрещено нормативными документами по содержанию искусственных сооружений. Несмотря на это, такие вещества все равно используются. В связи с лавинообразным увеличением количества автомобилей на первый план выдвинулся вопрос обеспечения безопасности движения, что повлекло за собой увеличение количества химических веществ, используемых для борьбы с гололедом на транспортных сооружениях. В результате усилилось и без того интенсивное разрушение вышеуказанных элементов мостовых конструкций. Очевидно, что в ближайшем будущем ситуация не изменится: количество автомобилей будет только возрастать, а новые методы борьбы с гололедом пока не появились. Вывод простой: необходимо защищать указанные мостовые конструкции, применяя наиболее эффективные методы антикоррозионной защиты, в том числе методы «холодной оцинковки», используя лакокрасочные материалы Stelpant. Заметим, что, применительно к отрасли транспортного строительства, необходимо изменить критерии отбора тех или иных конструкций, технологий, материалов. При современном подходе — выбирать все самое дешевое ни новые конструкции и технические решения, ни высококачественные материалы, ни нанотехнологии просто не смогут прийти в отрасль, ибо в подавляющем большин-
экспертов (RILEM). В настоящее время профессор кафедры «Транспортное строительство» Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А.; Ликверман Анатолий Израилевич — до выхода на пенсию — ведущий главный инженер проекта ОАО «Гипротрансмост», «Профессиональный инженер России», заслуженный строитель Российской Федерации, лауреат премии Правительства Российской Федерации, Почетный транспортный строитель, Почетный дорожник России; Распоров Олег Николаевич — доктор транспорта, Почетный дорожник России, Почетный транспортный строитель, Почетный автотранспортник, Почетный
стве случаев они дороже традиционных на этапе строительства. Разрешить это противоречие можно только путем сравнения эффективности различных технологий, конструкций и материалов по конечному результату, в частности, по приведенным затратам, которые в случае антикоррозионной защиты включают в себя и стоимость лакокрасочного покрытия, и стоимость его нанесения, и эксплуатационные затраты, с учетом срока службы различных схем лакокрасочных покрытий. Видимо, необходимо повернуться лицом к российской науке, в той или иной форме стимулируя научную деятельность в сфере антикоррозионной защиты транспортных сооружений, а также написание монографий и учебных пособий по этой проблеме. К сожалению, анализ показывает, что в России существует не так уж много книг и пособий по проблемам антикоррозионной защиты, и большинство из них посвящено антикоррозионной защите трубопроводного транспорта. В целом книги, монографии и другие публикации по проблемам антикоррозионной защиты транспортных сооружений ориентированы на широкий круг читателей, для которых актуальны вопросы защиты от коррозии методом окрашивания мостовых конструкций. В первую очередь к таким заинтересованным читателям можно отнести представителей структур, которые будут эксплуатировать транспортные сооружения и потому должны быть заинтересованы в качественной и долговременной антикоррозионной защите стальных, бетонных и железобетонных конструкций. Кроме того, ими являются представители подразделений заказчика (дирекций по строительству, тендерных комитетов, служб контроля качества заказчика и других), которые определяют
строитель России, Профессиональный инженер России, действительный член Российской академии транспорта; Иванов Евгений Сергеевич — кандидат химических наук, специалист в области электрохимии, коррозии и средств противокоррозионной защиты. С 1986 по 2010 гг. заведующий лабораторией Всероссийского научно-исследовательского института коррозии (ВНИИК), в настоящее время доцент Московского машиностроительного университета (МАМИ); Мезенов Вячеслав Михайлович — кандидат технических наук, дипломированный участник программы TACIS (Technical Assistance for the Commonwealth of Independent States). В настоящее время пре-
подаватель курсов повышения квалификации руководителей и специалистов по противокоррозионной защите Института проблем развития кадрового потенциала ТЭК Российского государственного университета нефти и газа им. И.М. Губкина; Овчинников Илья Игоревич — кандидат технических наук, доцент, лауреат премии имени П.А. Столыпина, Профессиональный инженер России, лауреат Всероссийского конкурса в области науки и техники «Деловая слава России», действительный член РОНКТД. В настоящее время докторант кафедры «Транспортное строительство» Саратовского государственного технического университета имени Ю.А. Гагарина.
мир дорог | август 2014 параметры и технические характеристики транспортных сооружений, включая антикоррозионную защиту, и должны правильно отразить требования к антикоррозионной защите в заданиях на проектирование. Среди других целевых групп — проектировщики при выборе и обосновании систем антикоррозионной защиты на всех стадиях проектирования (от обоснования инвестиций до рабочей документации); представители экспертизы, которые также могут получить из них актуальную информацию для обоснованного заключения о правильности предложенных проектных решений и экономической целесообразности применения систем антикоррозионной защиты применительно к конкретным объектам и условиям их строительства и эксплуатации; представители мостовой инспекции и службы качества, которые найдут полезные сведения по обеспечению качества антикоррозионной защиты, контролируемым параметрам, современному оборудованию и методам контроля. Генеральному подрядчику будет интересно узнать о технологии нанесения антикоррозионных покрытий для оптимального планирования работ и выбора конкретных исполнителей окрасочных работ. Сами исполнители и инспектора по покраске найдут ответы на практические вопросы подготовки поверхности и нанесения антикоррозионных покрытий. Много полезного могут найти и специалисты предприятий-производителей современных лакокрасочных материалов и поставщиков этих материалов, участвующие в конкурсах и торгах. Наконец, такая информация может быть полезна для сотрудников научно-исследовательских организаций, работающих в области лакокрасочных материалов и разрабатывающих нормативную документацию по их применению, для профессорско-преподавательского состава учебных заведений, особенно — в плане актуальной информации о современных материалах и системах антикоррозионной защиты конструкций из стали, бетона и железобетона. И наконец, такие сведения должны быть востребованы студентами и слушателями различных курсов повышения квалификации, желающими получить представление о современных методах антикоррозионной защиты транспортных сооружений. С учетом вышесказанного можно отметить следующие основные направления, которые нуждаются в профессиональном освещении: 1. транспортные сооружения и действующие на них коррозионные факторы (здесь необходимо рассматривать виды транспортных сооружений, условия эксплуатации мостовых переходов и их влияние на коррозию, общие вопросы коррозии стальных и железо-
бетонных конструкций, анализировать влияние формы элементов мостовых конструкций на их долговечность, приводить примеры коррозии металлических и железобетонных конструкций и результаты обследования некоторых мостов, аварий мостовых сооружений, одной из причин которых явилась коррозия);
сооружений, обоснование включения систем антикоррозионной защиты в проект, проектно-сметная документация по защите мостовых конструкций от коррозии методом окрашивания, предложения по повышению долговечности мостовых конструкций за счет защиты их от коррозии методом окрашивания);
2. дефекты и повреждения транспортных сооружений, вызванные действием окружающей среды (виды и причины повреждений мостовых конструкций, механизмы защиты и разрушения защитных покрытий, анализ разрушений, типовые дефекты антикоррозионных покрытий стальных и железобетонных конструкций);
7. материалы для антикоррозионной защиты мостовых конструкций транспортных сооружений методом окрашивания (традиционные и современные ЛКМ для антикоррозионной защиты и области их применения, информация о некоторых российских и зарубежных производителях ЛКМ, о полиуретановых материалах, механизме их защиты и технологических преимуществах, применение полиуретановых материалов Stelpant в сложных погодно-климатических условиях);
3. общие представления о коррозии мостовых конструкций и способах их защиты (общие вопросы коррозии стали и бетона, использование бетона и железобетона на объектах транспорта, новые тенденции в создании высокоэффективных, высокофункциональных цементов и бетонов, таких как фибробетон, высоко- и сверхвысокопрочный бетон, коррозия арматуры в бетоне и способы защиты бетонных и железобетонных конструкций транспортных сооружений от коррозии); 4. выбор системы антикоррозионной защиты, методы антикоррозионной защиты, критерии оценки, нормативная база (международные и отечественные документы, российские нормы по антикоррозионной защите (АКЗ) стали и бетона, примеры систем АКЗ из отечественных нормативных документов, каталоги цветовых тонов лакокрасочных материалов для мостовых конструкций, основные критерии выбора системы антикоррозионной защиты); 5. комплексная оценка и выбор системы антикоррозионной защиты при проведении тендеров на закупку лакокрасочных материалов (нормативная база в области выбора поставщиков товаров и услуг на конкурсной основе, принцип балльной оценки предложений участников торгов, примеры распределения баллов между показателями при выборе системы антикоррозионной защиты и формы сводных таблиц комплексной оценки систем АКЗ для металлических и железобетонных конструкций мостовых сооружений); 6. проектная документация, требования к антикоррозионной защите и выбор системы окраски мостовых конструкций на различных стадиях проектирования (требования к проектным решениям по первичной и вторичной защите от коррозии стальных и железобетонных конструкций мостовых
8. системы антикоррозионной защиты мостовых конструкций материалами. В частности, речь идет о материале Stelpant (основные отечественные нормативные документы по защите металлоконструкций мостов от коррозии методом окрашивания, системы АКЗ Stelpant для металлических и железобетонных конструкций мостовых сооружений и особенности их нанесения, примеры типовых регламентов по АКЗ стальных и железобетонных конструкций лакокрасочных материалов Stelpant, вопросы гарантий на системы антикоррозионной защиты металлоконструкций мостов); 9. контроль качества лакокрасочных покрытий для защиты мостовых конструкций (особенности выполнения окрасочных работ на мостовых сооружениях, контролируемые показатели при антикоррозионной защите, влияние погодно-климатических условий на качество лакокрасочных покрытий, контроль процессов нанесения защитных покрытий); 10. опыт применения антикоррозионной защиты полиуретановыми материалами Stelpant мостовых конструкций (примеры применения конкретных систем АКЗ стали и бетона на наиболее значимых мостовых объектах, мониторинг состояния антикоррозионного покрытия мостовых сооружений, примеры комиссионного освидетельствования систем АКЗ металлических и железобетонных мостовых сооружений материалами Stelpant). В целом можно полагать, что заинтересованный читатель получит полное представление о защите от коррозии металлических и железобетонных мостовых конструкций методом окрашивания высокоэффективными современными лакокрасочными материалами.
51
мир дорог | август 2014
Организация и безопасность дорожного движения в России 29 марта 2013 года на совещании у Председателя Правительства Д.А.Медведева по повышению безопасности дорожного движения председатель Общественного совета при МВД России А.Г.Кучерена предложил ежегодно публиковать доклад о состоянии дорожного движения в стране, в котором была бы представлена информация о российских дорогах с точки зрения общественного восприятия.
безопасность
П
52
о-прежнему, значительное влияние на безопасность дорожного движения оказывают лица, которые заведомо совершают противоправные действия. Так, в результате происшествий, которые совершили лица, не имеющие вообще права на управление или лишённые права на управление, в 2012 году погибло почти 3 тыс. человек. Более 700 человек погибли по вине водителей, которые были лишены права на управление за совершение грубых нарушений, но продолжали управлять транспортными средствами. Движение на дорогах России остается небезопасным по сравнению с наиболее развитыми странами. На 100 тыс. жителей в дорожно-транспортных происшествиях в России гибнет почти в 5 раз больше человек, чем в Нидерландах, и в 2 раза больше, чем в Чехии, уровень автомобилизации в которой почти в 2 раза выше российского. В октябре 2013 года была принята Федеральная целевая программа «Повышение безопасности дорожного движения в 2013-2020 годах», которая ставит целью сокращение смертности от дорожно-транспортных происшествий к 2020 году на 25 процентов по сравнению с 2010 годом. Предполагается, что реализация программы позволит в 2013-2020гг. сохранить жизни 67 587человек. Для достижения поставленной цели и создания эффективной транспортной системы необходима реализация комплекса мер. В докладе основное внимание уделено следующим проблемам: Общественная оценка состояния дел в сфере организации и безопасности дорожного движения в регионах России, итогов реализации федеральной целевой программы «Повышение безопасности дорожного движения в 2006-2012 годах» и перспектив реализации принятой федеральной целевой программы «Повышение безопасности дорожного движения в 2013-2020 годах» (Постановление Правительства Российской Федерации от 3 октября 2013 г. N 864 г. Москва «О Федеральной целевой программе «Повышение безопасности дорожного движения в 2013 — 2020 годах). Оценка эффективности действий органов государственной власти и надзорных органов для повышения безопасно-
сти дорожного движения. Внедрение системы показателей и индикаторов деятельности по повышению безопасности дорожного движения для органов управления на федеральном, региональном и местном уровня. Внедрение и развитие системы финансирования проектов и программ в сфере организации и безопасности дорожного движения, в том числе с использованием норм государственно-частного партнерства и многолетних контрактов жизненного цикла. Отсутствие системы экспертиз проектных решений и оценки эффективности реализованных проектов в сфере организации и безопасности дорожного движения. Внедрение механизмов общественного контроля и независимой экспертизы проектов и программ в сфере организации и безопасности дорожного движения на всех стадиях их реализации: от принятия решения до оценки результатов. Необходимость внесения изменений в законодательство, в том числе: ◆◆ подготовка и принятие федерального закона «О дорожном движении», который объединил бы в себе вопросы, регулируемые Федеральным законом от 10.12.1995 N196-ФЗ (ред. от 23.07.2013) «О безопасности дорожного движения», проектом ФЗ «Об организации дорожного движения» (разрабатывается Минтрансом России) с включением в него «Правил дорожного движения Российской Федерации», (утверждены Постановлением Совета Министров — Правительства РФ № 1090 от 23.10.1993); ◆◆ внесение изменений в Градостроительный кодекс РФ, предусматривающих обязательность решения вопросов по созданию эффективной и безопасной транспортной системы и системного транспортного планирования развития территорий на всех стадиях градостроительного проектирования; ◆◆ законодательное разграничение полномочий между различными уровнями власти в сфере транспортного планирования и организации дорожного движения на дорогах и улицах,
регламенты межведомственного и межсубъектного взаимодействия с установлением прав, обязанностей и ответственности; ◆◆ ответственность физических, юридических и должностных лиц за непринятие или несоблюдение требований нормативных актов в сфере организации и безопасности дорожного движения, с указанием размера административного штрафа, как для физических, юридических, так и для должностных лиц.
Эффективная транспортная система — одно из необходимых условий социальной устойчивости общества. Названы три основных критерия эффективности, которые понятные каждому гражданину. Во-первых, транспортная система должна обеспечить доступность основных видов деятельности, необходимых для жизни — работу, образование, услуги торговли и здравоохранения и т.д. При этом они должны быть доступны всем гражданам независимо от уровня доходов, места жительства или личных жизненных обстоятельств. Сегодня одним из важных аспектов становится доступность информации о дорогах и транспорте, условиях передвижения. Во-вторых, транспортная инфраструктура должна быть доступна всем категориям граждан и должна обеспечивать удобство и комфорт поездок. В-третьих, транспорт и дороги должны быть безопасными и надежными, всегда и для всех. Для реализации этих принципов необходим стратегический и системный подход. Большинство задач в условиях современной жизни невозможно решить без взаимодействия с гражданами: общественность сегодня требует активного участия в проектах, которые влияют на ежедневный быт каждого человека.
Общественная экспертиза уровня организации и безопасности дорожного движения в регионах России
Для всестороннего изучения проблем эксперты рабочих групп провели мониторинг и анализ ситуации в регионах. Общественный контроль осуществлялся по следующим основным направлениям:
мир дорог | август 2014 ◆ общественная оценка уровня безопасности и организации дорожного движения, мониторинг ситуации в сфере безопасности и организации дорожного движения, деятельность властей региона, ГИБДД и транспортных ведомств в указанной сфере; ◆ реализация мероприятий по повышению безопасности дорожного движения в субъектах РФ, в том числе реализации федеральных и региональных проектов и программ по повышению безопасности дорожного движения; ◆ реализации мероприятий по совершенствованию организации дорожного движения в субъектах РФ, в том числе реализации федеральных и региональных проектов и программ; ◆ развитие институтов гражданского общества, деятельность общественных организаций в целях соблюдения участниками дорожного движения требований Правил дорожного движения РФ, создания нетерпимого отношения к нарушителям; ◆ выявление проблемных вопросов, снижающих уровень безопасности дорожного движения и повышающих риск и тяжесть последствий дорожно-транспортных происшествий, вопросов организации дорожного движения, анализ ситуации, разработка предложений с привлечением общественных организаций и экспертов; ◆ развитие систем автоматической фиксации нарушений Правил дорожного движения РФ; ◆ соблюдение нормативов и стандартов строительства и оборудования дорог.
В рамках мониторинга был проведен опрос: в 83 субъекта Российской Федерации была направлена анкета с вопросами о деятельности и ситуации в сфере организации и безопасности дорожного движения. Ответы на запросы получены из 67 субъектов (80%). Кроме того, эксперты рабочих групп посетили более 10 регионов, в том числе: Нижегородскую, Тульскую, Свердловскую, Калужскую, Рязанскую, Воронежскую области. Отметим, что поездки экспертов в регионы в ходе подготовки доклада, как и собственно общественный доклад, направлены не на обличение недостатков, а на оказание практической помощи в организации работы по повышению уровня организации и безопасности дорожного движения, выявление актуальных проблем, чтобы в итоге их анализа представить в общественном докладе предложения по их решению. В частности, в Нижегородской области эта проблематика обсуждалась с руководством Управления ГИБДД, представителями Общественной палаты области, которая намерена в ближайшее время создать областную Комиссию по обще-
ственному контролю и мониторингу безопасности и организации дорожного движения. Эксперты встречались с председателем Общественного совета при ГУ МВД России по Нижегородской области для анализа итогов реализации первого этапа проекта «Безопасный город». В рамках реализации проекта общественные наблюдатели обсудили вопросы внедрения автоматической системы фотовидеофиксации, которая позволит повысить безопасность дорожного движения на дорогах Нижегородской области. По словам представителей ГИБДД, эффект от установки комплексов проявился с первых дней функционирования. Совместно с нижегородскими общественниками эксперты рабочих групп продолжат анализировать результаты реализации проекта, чтобы оценить работу вновь введенных в эксплуатацию камер автоматической фиксации ПДД. Было уделено внимание и безопасности пешеходных переходов вблизи школьных учреждений, при этом особенно внимательно были рассмотрены предложения горожан. В преддверии учебного года этот вопрос становится наиболее актуальным. Нижегородцы предлагают увеличить количество комплексов на дорогах Нижнего Новгорода, так как они отмечают значительное снижение нарушений Правил дорожного движения в местах размещения камер. Конструктивное сотрудничество успешно развивалось в Тульской области: два совещания с экспертами провел губернатор В.С. Груздев. При его активной поддержке былпредложен план мероприятий по улучшению организации дорожного движения и созданию комплексной системы организации и безопасности дорожного движения в регионе. По инициативе общественников в г.Тула, на основных маршрутах передвижения детей, появились модернизированные пешеходные переходы. Были реконструированы четыре нерегулируемых пешеходных перехода на улицах Фрунзе, Кирова, Оборонной и Первомайской. Эти пешеходные переходы были открыты к 1 сентября, они оборудованы новейшими техническими средствами организации движения и обеспечивают безопасность детей вблизи школ и образовательных учреждений. Ни для кого не секрет, что существует проблема межведомственного взаимодействия при решении таких важных вопросов, как организация и безопасность дорожного движения. Для ее успешного преодоления необходима твердая позиция руководства региона. И эксперты рабочих групп с удовлетворением отметили, что получили такую поддержку не только в Тульской области, но и в других регионах страны. В поездках по стране представители рабочих групп Общественных советов
МВД России и Минтранса России встречались с жителями регионов, изучали их предложения и стремились активизировать роль общественности в устранении причин травматизма и смертности на дорогах. В результате таких обсуждений порой рождались новые идеи и проекты, как правило, они приводили к пополнению числа экспертов за счет активного включения в работу местных специалистов, местных общественных советов. Общественные советы при территориальных управлениях МВД России в соответствии с Указом Президента РФ от 23 мая 2011 г. № 668 обладают достаточно широкими полномочиями, в том числе возможностью участвовать в
Общественность может предложить нестандартные подходы в решении проблем, новые идеи по повышению безопасности дорожного движения разработке и рассмотрении различных транспортных и инфраструктурных программ, проводить общественные экспертизы проектов нормативных актов, осуществлять общественный контроль за деятельностью органов внутренних дел. Этого ждут от них не только граждане нашей страны, но и сотрудники полиции. Как отметил на заседании Общественного совета при МВД России Министр внутренних дел В.А. Колокольцев, широкий круг полномочий, который предоставлен членам Общественного совета при МВД России, еще раз подтверждает готовность министерства к гражданскому контролю, открытости и диалогу с обществом. Особая ценность общественных и экспертных оценок и комментариев — в их независимости, объективности, непредвзятости. Общественность сегодня может предложить нестандартные подходы в решении проблем, новые идеи по повышению безопасности дорожного движения, а также по развитию взаимодействия со стороны населения и институтов гражданского общества. Сегодня российским регионам необходимо развивать транспортный потенциал в различных областях. Содержание автомобильных дорог — объем проводимой работы недостаточен. У многих городов: ◆ отсутствуют необходимые средства; ◆ не проводится мониторинг состояния автомобильных дорог, отсутствуют
53
мир дорог | август 2014 самые последние данные о состоянии автомобильных дорог; ◆ отсутствует организационно-управленческая система, благодаря которой они могли бы эффективно распределять выделяемые ограниченные ресурсы, предназначенные для содержания автомобильных дорог.
Организация дорожного движения нередко трактуется в узком смысле, реализована технически слабо и плохо поставлена: ◆ отсутствуют стратегические планы, уделяющие особое внимание этим вопросам;
безопасность
◆ интеллектуальные транспортные системы (ИТС) недостаточно широко применяются в сфере организации и мониторинга дорожного движения, а также для информирования участников дорожного движения;
54
◆ системы светофорного регулирования многих городов устарели и находятся в плохом состоянии.
Ряд важнейших аспектов организации и безопасности дорожного движения не урегулирован в правовом отношении. В частности, отсутствуют представления о видах документации, необходимой для предпроектной и проектной деятельности. Не определены полномочия в проведении транспортной деятельности, не урегулированы вопросы организации парковок на улично-дорожной сети и ряд других. Территориальное планирование практически никак не связано с транспортным планированием: оценка того, как новая застройка и изменение характера землепользования влияют на дорожное движение, проводится крайне редко. Функции и обязанности в сфере транспорта нередко распределены между разными структурными подразделениями и ведомствами (министерствами, департаментами, комитетами). Территориальное планирование и регулирование землеустройства обычно находятся в ведении департамента архитектуры и градостроительства, часть функций, связанных с организацией дорожного движения, возлагается на полицию, а дорожным строительством, как правило, занимается строительный департамент. Например: в г. Тюмени, за управление общественным транспортом, организацию дорожного движения и проведение транспортной политики отвечает Департамент транспорта и связи, а в г. Липецке функции координатора возложены на Департамент архитектуры и градостроительства. Чаще всего основное внимание уделяется не стратегии и планомерному развитию дорожной сети, а решению текущих проблем. Тогда как в условиях растущей автомобилизации все большее значение в городах будет приобретать регулирование спроса на пользование индивидуальным транспортом на основе применения аль-
тернативных мер (развития общественного транспорта, устройства перехватывающих парковок), а также применение мер транспортной и тарифной политики для ограничения поездок на индивидуальном автотранспорте. Регулирование спроса на пользование индивидуальным транспортом с помощью регламентации условий паркирования легковых автомобилей все еще является новым явлением, не до конца осознанным теми, кто принимает решения в российских городах. Во многих случаях действующие нормы требуемого количества машино-мест при застройке территории не соблюдаются, что приводит к перегрузке улично-дорожной сети. Чаще всего территория, откуда транспортные потоки стекаются в крупные города, выходит за границы самих городов, что приводит к образованию городской агломерации, охватывающей несколько муниципальных образований или субъектов Российской Федерации. Последовательное планирование и организацию работы транспорта, создание эффективной транспортной инфраструктуры необходимо вести в этом случае в рамках агломерации, но отсутствие соответствующей нормативно-законодательной документации усложняет этот процесс. Правительством Российской Федерации созданы: Координационный совет по развитию транспортной инфраструктуры г. Москвы и Московской области (Московский транспортный узел), Координационный совет по развитию транспортной инфраструктуры г. Санкт-Петербурга и Ленинградской области (Санкт-Петербургский транспортный узел) для координации действий в части организации работы транспорта. Опыт работы этих Координационных советов, такие как организационная структура, состав, процедуры принятия решений и методы распределения затрат, будет развиваться по мере того, как данные органы движутся в направлении реализации инвестиционных программ и интеграции систем общественного транспорта. Этот опыт в дальнейшем необходимо распространять и использовать как для формирования законодательной базы, так и для транспортного развития других крупных городов, например: г. Екатеринбурга, г. Краснодара, г. Ростова-на-Дону. Во многих городах системы светофорного регулирования находятся в плохом состоянии, нередко бывают довольно примитивны, имеют ограниченные регулировочные циклы и нескоординированы. Другие элементы систем управления дорожным движением, которые обеспечивали бы его безопасность — системы информации для водителей, системы обеспечения работы общественного транспорта и системы автоматической фиксации нарушений Правил дорожного движения РФ — вообще отсутствуют. Организация дорожного движения исторически считалась функцией полиции,
связанной с безопасностью. В 2010 году ситуация изменилась, функция по формированию государственной политики в сфере организации дорожного движения были переданы Министерству транспорта России, в регионах и городах эти функции перешли в ведение транспортных и прочих ведомств. Лишь немногие российские города создали специализированные и профессиональные подразделения, отвечающие за организацию дорожного движения. Опыт показывает, что создание таких подразделений — центров организации дорожного движения — может дать положительные результаты. Центр организации дорожного движения был создан в 2006 году, и он отвечает за координацию действий различных ведомств, участвующих в осуществлении организационных, правовых и технических мер в области организации дорожного движения, анализ причин дорожно-транспортных происшествий и мероприятия, направленные на повышение безопасности дорожного движения. Центр внедрил автоматизированную систему организации дорожного движения и добился увеличения средней скорости движения на 15-20%, пересмотрев при этом действующие ограничения скоростного режима и систему регулирования скорости движения. Согласно оценкам, количество ДТП со смертельным исходом или серьезными увечьями сократилось за два года на 18-20%. Важной составляющей работы экспертов стало обобщение проблем, относящихся ко многим регионам, которые невозможно решить на региональном уровне без внесения изменений в федеральные законодательные акты. В таких случаях в Общественной палате РФ и Общественных советах МВД И Минтранса России детально изучали эти проблемы с тем, чтобы внести в общественный доклад инициативы о соответствующих изменениях в законодательстве. Транспортные проблемы российских регионов слишком сложны и разнообразны для того, чтобы их можно было решить только за счет принятия мер на федеральном уровне: в конечном итоге решения должны приниматься регионами, городами и муниципальными образованиями. Тем не менее, действия на федеральном уровне необходимы для выработки единой политики в решении транспортных проблем и реализации системных решений с учетом успешного и негативного опыта. Системный анализ ситуации окажет большую помощь за счет ликвидации существующих барьеров и создания благоприятных условий для развития дорожной сети, транспортной инфраструктуры, эффективной работы транспорта и его безопасности. Для объединения усилий властей, экспертов и общественности в целях решения транспортных проблем подготовлен данный доклад.
мир дорог | август 2014
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТРАНСПОРТНОЙ СЕТИ ГОРОДОВ: ПРОБЛЕМЫ, ТЕОРИЯ, ПРАКТИКА В статье рассматриваются вопросы оценки качества дорожного движения, а также практические и теоретические основы проведения такой оценки. На конкретном примере показан алгоритм выбора наилучшего мероприятия и принятия (выработки) оптимального проектного решения.
Д
орожный транспорт, оказывающий обществу до 70 % всего объема транспортного обслуживания, представляет собой огромную социально-производственную систему [1]. Дорожное движение отличается повышенной опасностью и содержит следующие основные угрозы [2,3]: – физическую и имущественную, проявляющиеся в совершении дорожно-транспортных происшествий, приводящих к гибели и травматизму людей, повреждению транспортных средств, грузов, дорожных сооружений, иного имущества; – экологическую, проявляющуюся в загрязнении механическими транспортными средствами окружающей среды, повышенном шуме и других факторах, приносящих вред здоровью людей, государству и обществу; – социальную, проявляющуюся в преднамеренном нарушении законодательства участниками дорожного движения, их агрессивном и неадекватном поведении на дорогах, недовольстве
граждан состоянием дорог и организацией дорожного движения, действиями (бездействием) должностных лиц государственных органов, осуществляющих управление и государственный контроль в области дорожного движения и обеспечения его безопасности; – экономическую, проявляющуюся в неоправданных остановках и перепробеге транспортных средств, перерасходе топлива механическими транспортными средствами, задержках на дороге участников дорожного движения. В дорожном движении Беларуси вынужденно теряется около 6,5 млрд долларов в год, или около 8 % ВВП, при этом половина — по вине недостатков организации дорожного движения [1,2]. Дорожное движение, в котором непосредственно осуществляется транспортная услуга, функционально входит в подсистему организации дорожного движения, целью которой является упорядочение процесса движения и повышение его качества. Целью остальных подсистем и звеньев системы дорожного транспорта яв-
Рисунок 1 — Фрагмент очагового анализа аварийности (ул. Я.Коласа, 65 г. Минск)
ляется создание надлежащих условий для нормального функционирования процесса дорожного движения и минимизации последствий неизбежных издержек этого процесса. В связи с этим назрела необходимость проведения комплексных мероприятий, направленных на повышение качества, в том числе безопасности, движения. Любое решение по организации движения может быть оценено по величине потерь [4]. В соответствии с действующими ТНПА, проектное решение должно обеспечивать [5]: организованное безопасное и комфортное движение транспортных средств с расчетными скоростями; однородные условия движения; соблюдение принципа зрительного ориентирования водителей и пешеходов; удобное и безопасное расположение пересечений, примыканий, пешеходных переходов. Для этого в Научно-исследовательском центре дорожного движения Белорусского национального технического университета (филиал «Научно-исследовательская часть») разработаны соответствующие методологические подходы, позволяющие реализовать оценку качества принимаемого решения по организации дорожного движения (организационного, планировочного и иного характера), которые реализованы в технических нормативно-правовых актах. Именно это обязует всех проектировщиков проводить соответствующие исследования и оценку качества разрабатываемого ими проектного решения. Например, при реконструкции и капитальном ремонте пересечений и примыканий необходимо учитывать очаговый анализ аварийности исследуемых участков улицы. Целью очагового анализа аварийности является установление конкретных причин конкретных аварий в очаге аварийности [6,7]. Очаг аварийности — место концентрации не менее трех аварий в год. На масштабный план очага аварийности наносят дислокацию аварий, по возможности, с минимальным отклонением от реальной. Звездочкой отмечают ориентировочное место аварии,
55
мир дорог | август 2014
Рисунок 3 — Картограмма среднечасовой интенсивности движения
безопасность
Рисунок 2 — Треугольник боковой видимости в конфликте «транспорт-пешеход»
56
стрелками — траектории движения конфликтующих участников, при этом сплошной стрелкой — предполагаемую траекторию движения транспортных средств, а пунктирной стрелкой — пешеходов. В конце стрелки, принадлежащей, предположительно, виновному участнику, ставится кружок, в котором указывается номер аварии по спецификации, прилагаемой к дислокации аварий. Цвет кружка одновременно указывает на тяжесть последствий аварии: полностью заштрихован (залит) или окрашен в красный цвет — смертельный исход; наполовину заштрихован (залит) или окрашен в синий цвет — ранение; не заштрихован — материальный ущерб. Если в аварии пострадало более одного человека, то кружок делается бóльшего размера и над ним указывается число пострадавших, при этом погибшие выделяются большей по размеру и более жирной цифрой. Если в аварии участвовало более двух транспортных средств или более одного пешехода, то над кружком ставятся соответствующие индексы, например, «3ТС» (3 транспортных средства) или «2ПШ» (2 пешехода). При повторяющихся однотипных (или типовых) авариях к уже нанесенному кружку сзади по ходу движения добавляется следующий кружок и т.д. (рисунок 1). При этом следует стремиться к тому, чтобы дислокация аварий читалась легко и четко. В спецификации для каждой аварии указывается дата и время ее совершения, тяжесть последствий, а также некоторая другая информация, представляющая интерес для определения причин. Оценивается прозрачность треугольника боковой обзорности (рисунок 2). Если автомобиль виден почти непрерывно (более 90% времени), то
прозрачность треугольника боковой видимости отличная. Если видимость составляет 70…90% времени, то прозрачность хорошая (имеются отдельные помехи, например: стойки дорожных знаков, опоры линии электропередач, отдельные нетолстые деревья); если 40…70% — удовлетворительная (значительные помехи, включая отдельные припаркованные автомобили); менее 40% — неудовлетворительная (очень сильные помехи, в том числе, деревья, припаркованные грузовые автомобили и автобусы, с трудом или перерывами различается главный конфликтующий участник). Видно, что треугольник боковой видимости в конфликте «транспорт-пешеход» соответствует нормативному, но прозрачность треугольника видимости неудовлетворительная (есть помехи в виде опор освещения, припаркованных автомобилей, высокого декоративного забора). Проводятся исследования параметров транспортных и пешеходных потоков. На рисунке 3 представлена, для примера, картограмма среднечасовой интенсивности движения. На рисунке 4 представлена диаграмма состава транспортного потока с одного из входов. Также определяются другие характеристики и исследуются различные условия движения (например, на рисунке 5 представлено распределение интенсивности движения транспортных средств по каждой полосе в зоне приближения к пешеходному переходу). На основании полученных экспериментальных данных и планируемых изменений (обоснование — требование п. 13.2 ТКП 45-3.03-227) проводится оценка пропускной способности для обоснования проектного решения (см. пример — рисунок 6).
Рисунок 4 — Состав транспортного потока (вход А)
Рисунок 5 — Распределение интенсивности движения транспорта (кроме трамваев) по полосам на входе А
Рисунок 6 — Уровень загрузки по полосам движения
Проводятся различные мероприятия по управлению транспортным спросом и снижению транспортной нагрузки за счет ее перераспределения и отведения части транспортного потока, прежде всего грузового движения, на магистральные улицы, проходящие по промышленно-складским территориям, вдоль железных дорог и по периферии селитебных районов; оптимизация светофорного регулирования с применением принципов координированного, [8] либо адаптивного регулирования (см. рисунок 7) и т.д. Выполняется технико-экономическое обоснование предлагаемых мероприятий. Оно производится по критерию
мир дорог | август 2014 Алгоритм довольно прост: ◆ (при наличии существующего объекта) выбирается объект исследования — желательно, чтобы он был самым опасным и самым «тяжелым»; ◆ производится детальное расчетно-экспериментальное исследование объекта с целью оценки существующих потерь и установления конкретных причин аварий; Рисунок 7 — Пример проектной диаграммы светофорного регулирования
Таблица 8 — Результаты сопоставления потерь в дорожном движении по вариантам предлагаемых решений Наименование параметра
Индекс
Размерность
Существующая схема ОДД
Введение СФР
Аварийные потери
Па
тыс. у.е./год
3,6
1,1
Введение СФР при условии 50% координации 1,5
Экологические потери
Пэкл
тыс. у.е./год
45,5
23,2
11,6
Экономические потери
Пэкн
тыс. у.е./год
140,6
149,5
75,3
Суммарные потери
ПΣ
тыс. у.е./год
189,7
173,8
88,4
минимизации суммарных (аварийных, экономических и экологических) потерь в дорожном движении (для примера в таблице 8 и рис. 8 указаны результаты расчета потерь предлагаемых мероприятий). Например, на основании диаграммы, представленной на рис. 8, можно рекомендовать на пешеходном переходе введение светофорного регулирования. Несмотря на некоторый рост экономических потерь, уровень безопасности на данном объекте повысится, а аварийные потери снизятся на 60-70%. Также снизятся экологические потери в связи с повышением скорости на данном участке (демонтаж искусственной неровности). Таким образом, цель — снижение аварийных потерь при не ухудшении других видов потерь — достигнута. Необходимо отметить, что данный пример также иллюстрирует вариантность применения различных решений (установка искусственной неровности, введение жесткого либо гибкого регулирования (вызывного типа и т.д.). Конечно, при внедрении указанных мероприятий и последующей эксплуатации объекта мо-
Рисунок 8 — Потери в дорожном движении по вариантам предлагаемых решений
гут возникнуть определенные трудности (возрастание нагрузки ввиду перераспределения транспортных потоков из-за улучшившихся условий движения). Это потребует незначительной корректировки временных установок светофорного цикла. Таким образом, мы рассмотрели алгоритм принятия обоснованных решений по организации движения. Сущность заключается в том, что любое решение или мероприятие по повышению безопасности движения должно быть оптимизировано.
◆ на основе мирового опыта предварительно выбирается несколько решений по устранению причин аварий, выполняется их оптимизация (по критерию минимизации суммарных потерь в дорожном движении) и отбираются лучшие из них;
лучшие решения с учетом своих возможностей прорабатываются совместно с заказчи-ком и оптимизируются (по критерию минимизации стоимости функционирования объекта, включающей приведенные капитальные вложения, расходы на эксплуатацию и суммарные потери в дорожном движении). При этом в процессе внедрения мероприятия производится оперативная контрольная оценка его эффективности (наподобие контрольного пробега автомобиля, сошедшего с конвейера). В.Н. Кузьменко, Д.В. Мозалевский, А.С. Полховская, Н.С. Ермакова, Научно-исследовательский центр дорожного движения, Белорусский национальный технический университет (БНТУ), филиал БНТУ «Научноисследовательская часть», г. Минск
Список литературы:
1. Врубель, Ю.А. Водителю о дорожном движении : пособие для слушателей учебного центра подготовки, повышения квалификации и переподготовки кадров автотракторного факультета / Ю.А. Врубель, Д.В. Капский. –3-е изд., дораб. — Минск : БНТУ, 2010. — 139 с. 2. Об утверждении Концепции обеспечения безопасности дорожного движения в Республике Беларусь : постановление Совета Министров Респ. Беларусь, 14 июня 2006 г., № 757 // Национальный реестр правовых актов Респ. Беларусь. — 2006. — № 5/22459. 3. Врубель, Ю.А. Потери в дорожном движении / Ю.А. Врубель. — Минск : БНТУ, 2003. — 380 с. 4. Врубель, Ю.А. Определение потерь в дорожном движении : монография / Ю.А. Врубель, Д.В. Капский, Е.Н. Кот. — Минск : БНТУ, 2006. — 240 с. 5. Улицы населенных пунктов. Строительные нормы проектирования = Вулiцы населеных пунктаў. Будаўнiчыя нормы праектавання : ТКП 45-3.03-2272010 (02250). — Введ. 01.07.2011. — Минск : М-во архитектуры и строительства Респ. Беларусь, 2011. — 46 с. 6. Капский, Д.В. Прогнозирование аварийности в дорожном движении : монография / Д.В. Капский. — Минск : БНТУ, 2008. — 243 с. + вкл. 7. Отчет о НИР ГБ 08-34 «Разработка методики снижения очаговой аварийности в населенных пунктах» / Капский Д.В., Кот Е.Н., Врубель Ю.А. и др./ Мн.: БНТУ, 2009. — 114с. 8. Врубель, Ю.А. Координированное управление дорожным движением: монография / Ю.А. Врубель, Д.В. Капский, Д.В. Рожанский, Д.В. Навой, Е.Н. Кот. — Минск : БНТУ, 2011. — 230 с.
57
мир дорог | август 2014
Аудит — современный инструмент повышения безопасности дорожного движения
А
нализ аварийности на дорогах Российской Федерации говорит о значительных потерях, которые несет общество от дорожно-транспортных происшествий. Ежегодный ущерб от ДТП соответствует потере 3-4 % валового национального продукта и, в целом, превышает 300 млрд руб. Аварийность на отечественных дорогах одна из самых высоких среди стран Европы. В минувшем году на РФ было совершено 204068 ДТП с пострадавшими (табл.1).
Причины ДТП, связанные с дорожными условиями, уже начинают формироваться на стадии проектировании дороги и ее строительства и затем уже проявляются на стадии ее эксплуатации Сложившееся положение с аварийностью в стране, структура ДТП, причины их совершения определяются значительным числом факторов, к которым относятся недостатки в строительстве и эксплуатации дорог, транспортном парке, плохая подготовка водителей, слабая транспортная культура участников дорожного движения, общие недостатки системы управления безо-
пасности дорожного движения. Отечественная практика показывает, что долгое время действующая система инструментариев управления безопасностью дорожного движения себя исчерпала и уже не дает возможность существенно сокращать аварийность на автомобильных дорогах. Нужен поиск новых подходов в решении задач обеспечения безопасности дорожного движения. Особенно это касается улучшения дорожных условий. Для решения этой проблемы в последние два десятка лет за рубежом применяется аудит дорожной безопасности. Он впервые появился в конце 80-х годах XX столетия в Европе и в настоящее время в том или ином виде используется практически во всех развитых странах мира. Аудит безопасности нашел отражение и в международных документах. На 105-й сессии Европейской экономической комиссии в Комитете по внутреннему транспорту, состоявшейся в Женеве 29 сентября–1 октября 2010 года, были утверждены очередные поправки в Европейское соглашение о международных автомагистралях (СМА) по выполнению работ, связанных с оценками воздействия на безопасность дорожного движения, аудитами безопасности дорог, управлением безопасностью дорожной сети, а также проверками безопасности. Положение об аудитах безопасности дорог включены в СМА в качестве приложения. Аудит безопасности следует рассматривать как систему управления качеством (безопасность) для технологического цикла производства такого продукта как «автомобильная дорога». Объектом аудита является безопасность дороги (элементы дороги и ее обустройства), контролируемая на протяжении всего технологического процесса создания и эксплуатации автомобильной дороги. Результат аудита как системы контроля
качества - повышение безопасности эксплуатации дорожной сети для всех категорий участников дорожного движения путем снижения вероятности совершения ими ошибок в процессе дорожного движения. Как показывает зарубежный и отечественный опыт, аудит безопасности подразумевает независимый от мнения проектировщиков, строителей, дорожников, осуществляющих содержание, анализ уровня обеспечения безопасности движения с целью выявления участков или элементов дороги, которые содержат потенциальный риск ДТП, а также подготовки предложений для минимизации этого риска. На рис. 1 показано распределение ДТП на дорогах РФ. Из-за причин, связанных с неудовлетворительными дорожными условиями, официально совершается около 20% ДТП, при этом лишь около 1% относят к чисто «дорожному фактору». Причины ДТП, связанные с дорожными условиями, уже начинают формироваться на стадии проектирования дороги и ее строительства и затем уже проявляются на стадии ее эксплуатации. Опросы экспертов дают основание сделать выводы, что распределение ДТП в зависимости от жизненного цикла дороги распределяются согласно данным, приведенным в табл.2. Аудит стал использоваться на стадиях проектирования, строительства, реконструкции и эксплуатации автомобильных дорог. Проведение аудита не только снижает численность погибших и раненых в результате ДТП, но и в конечном итоге снижает затраты на транспортную инфраструктуру, поскольку внедрение его рекомендаций на стадии разработки проектов гораздо дешевле, чем устранение ошибок проектирования, приводящих к ДТП, на уже эксплуатируемой дороге.
Таблица 1- Общее количество ДТП, число погибших и раненых в РФ за 2013 г. ДТП
Российская Федерация
Погибло
Ранено
Абс.
±%к АППГ
Абс.
±%к АППГ
Абс.
±%к АППГ
204068
0,2
27025
-3,5
258437
-0,1
Тяжесть послед. ДТП
9,5
59
мир дорог | август 2014
безопасность
Практика аудита безопасности за рубежом показывает, что чем раньше предпринимается аудит, тем ниже затраты на устранение опасных «дефектов», т.к. легче внести изменения в проектную документацию, чем изменить то, что уже построено. Меры, которые приходится предпринимать для повышения безопасности на стадиях строительства и особенно на стадии эксплуатации дороги, всегда более затратны. На стадии эксплуатации дорог более 90% рекомендаций аудиторов принимаются к исполнению, 75% рекомендаций, подготовленных после аудита проектируемых дорог, имеют соотношение выгод и затрат 10:1.
Рис.1. Распределение причин ДТП в системе «Ч-ТС-Д» в России
Таблица 2 — Распределение ДТП, связанных с дорожными условиями на разных стадиях «жизненного цикла» автомобильной дороги
Стадия проектирования
10-15% Ошибки и не использование передовых инновационных способов и методов по организации и безопасности дорожного движения в проектах по составляющей «дорога и дорога –водитель».
Стадия строительства
2-5% Невыполнение требований проектных решений , несоблюдение технологий строительства , некачественный материал
Стадия эксплуатации
75-85% Процессы изнашивания материалов и выхода из строя инженерных элементов обустройства автомобильных дорог, погодно-климатические (техногенные) факторы, несвоевременное устранение причин аварийности.
Рис. 2. Проведение аудита безопасности дорожного движения в «жизненном цикле» автомобильной дороги
60
Можно определить следующие цели и задачи аудита на автомобильных дорогах: 1. Установить несоответствие инженерного обустройства дороги, включая технические средства организации дорожного движения, нормативным требованиям. 2. Определить причины и факторы аварийности на участках и на дороге в целом. 3. Предложить мероприятия по совершенствованию организации и улучшению безопасности дорожного движения. 4. Выполнить аудит эффективности: провести прогноз эффективности в предлагаемых мероприятий. 5. Дать оценку деятельности дорожных организаций по организации и безопасности дорожного движения на обслуживаемой территории. Следует констатировать, что аудит является не единственным инструментом контроля качества в повышении безопасности дорожного движения в нашей стране. На рис. 4 приведена система мер, которая в той или иной мере также направлены на решение этих вопросов. В течение 2012-2013 гг. ФГУП «РОСДОРНИИ» выполнило 3 пилотных аудита безопасности дорожного движения на участке автомобильной дороги А101 с 22 по 47 км, на участке автомобильной дороги общего пользования федерального значения А-114 Вологда — Новая Ладога (5-205 км), на участке Московского малого кольца протяженностью 35 км. Для проведения аудита Росдорнии была сформирована дорожная лаборатория, оснащенная различными приборами для измерения светотехнических характеристик дорожных знаков, дорожной разметки, универсальной рейкой, угломерами, лазерными дальномерами, приборами для измерения освещенности проезжей части дороги и пр. Разработана компьютерная экспертная программа для проведения анализа
мир дорог | август 2014
Рис. 3. Контроль качества в системе обеспечения безопасности дорожного движения на всех «жизненных циклах» автомобильной дороги
причин ДТП и разработки аудита эффективности (прогноза эффективности мероприятий по повышению безопасности дорожного движения). Опыт проведения первых аудитов безопасности показал, что нельзя механически перенести зарубежную методику аудита на отечественные дороги. У нас действуют отличные от зарубежных инструментарии и методики, нормативные документы. Например, при обследовании дорог нужно иметь в виду более 2 тыс. различных норм, которые заложены в отечественных документах. По нашему мнению, регулярное проведение аудитов безопасности дорожного движения на всех стадиях «жизненного цикла» автомобильной дороги (проектирование, строительство и эксплуатация) может позволить на 20-30% сократить число возможных ДТП на российских дорогах. В заключении хотелось еще подчеркнуть, что аудит безопасности дорожного движения — развивающаяся дисциплина, принимающая на себя часть решения проблемы аварийности на дорогах. В перечень результатов от проведения аудита безопасности дорожного движения следует отнести: ◆◆ снижение риска ДТП, в том числе снижение вероятности возникновения ДТП, тяжести их последствий за счет влияния дорожных условий; ◆◆ повышение качества планирования мероприятий по организации и безопасности дорожного движения; ◆◆ повышение осознания ответственности теми, кто отвечает за планирование, проектирование, строительство и содержание дорог, а следовательно, повышение качества принимаемых решений;
Рис. 4. Объекты работ по направлениям в аудите безопасности дорожного движения на эксплуатируемых дорогах
◆◆ оказание больше внимания человеку (включая все категории участников дорожного движения) как фактору, ответственному за большинство происходящих ДТП.
Необходимо сделать следующие шаги по реализации аудита безопасности дорожного движения в нашей стране: ◆ Проведение пилотных аудитов безопасности дорожного движения на автомобильных дорогах и городах. ◆ Разработка нормативно-методических документов по проведению аудитов безопасности дорожного движения. ◆ Внесение в ФЗ № 196 «О безопасности дорожного движения» новеллы об аудите безопасности дорожного движения.
Рис. 5. Виды аудита безопасности дорожного движения и объекты их проверки
А. Л. Рыбин, к .т. н, (ФГУП «РОСДОРНИИ»)
61
мир дорог | август 2014
Оценка свойств дорожного битума и асфальтовяжущего с полимерными добавками
В
лияние полимерных добавок на битумы, т. е. их функциональное назначение, проявляется в увеличении температуры размягчения, вязкости, в снижении температуры хрупкости. Термоэластопласты увеличивают эластичность битума и снижают трещиностойкость асфальтобетона, синтетические воски снижают температуру перехода битума в хрупкое состояние и позволяют производить уплотнение асфальтобетона при пониженных температурах воздуха. Для производителей полимерно-битумных вяжущих (ПБВ) и асфальтобетонных смесей, а также подрядных организаций, занимающихся устройством покрытий представляет интерес растворимость добавок в битуме, сцепление ПБВ с кислыми горными породами, характер изменения вязкости ПБВ при различных температурах, оценка уплотняемости асфальтобетона с ПБВ. В ходе наших исследований оценка свойств ПБВ и уплотняемости асфальтовяжущего осуществлялась для трех групп полимерных добавок, а именно: добавок на основе синтетических восков, полиолефинов и термопластичных полимеров этилена, дивинилстирольных термоэластопластов. Воски полностью синтетические получают действием водорода на окись углерода по реакции Фишера-Тропша [1]. Образующиеся продукты состоят главным образом из высших алканов (предельных углеводоров). Широкое применение также находят синтетические воски, состоящие из смеси полиолефинов (алкатены, виннотены, луполены) с молекулярной массой от 2000 до 10 000, степенью кристалличности от 10 до 85%, плотностью от 0,9 до 0,94 г/см³, вязкостью расплава при 140°С от 850 до 10 000 сПз [1]. В зависимости от молекулярной массы и кристалличности эти синтетические воски могут находиться в различном агрегатном состоянии (от жидкого до твердого). Добавка Honeywell Titan 7686 производится компанией Honeywell (США) и представляет собой окисленный полиэтилен низкого давления с молекулярной массой 5000 — 15 000, внешний вид — порошок средней крупности белого цвета, температура размягчения — 115-140°С, плотность — 0,9 г/см3, рекомендуемая дозировка — 0,8-3,0% от массы битума (здесь и далее сведения о добавках приводятся из информационных материалов и презентаций компаний-производителей). Добавка Rediset WMX производится компанией AkzoNobel (Швеция) и состоит на 30-60%
Таблица 1 — Время распределения полимерных добавок в битуме и сцепление ПБВ с кислым минеральным материалом № п/п Наименование Расход в битуме, % от Время распределения Показатель сцепления, материала массы битума полимера в битуме соответствие контрольному образцу по ГОСТ 11508-74 1 2 3 4 5 1 БНД 60/90 --По образцу 3 2 Honeywell Titan 7686 1,5 8-10 минут 2 ‐›1 3 Rediset WMX 1,5 10 минут По образцу 3 4 Palmowax 1,5 5-6 минут По образцу 3 (почти полное отслаивание) 5 РТЭП 5,5 4 часа По образцу 3 6 Superplast 5,0 12 часов По образцу 3 7 ДСТ-30-01 3,5 6 часов По образцу 3 8 Kibiton PB-5301 3,5 6 часов По образцу 3
Рисунок 1 — Внешний вид вискозиметра BROOKFIELD RVDV-II+PRO 1– панель управления; 2 — выравнивающая рамка; 3 –гайка и вал шпинделя ; 4 — термоячейка Thermosel; 5 — программируемый температурный контроллер; 6 — блок управляющих кнопок программируемого температурного контроллера; 7 — охлаждающая вставка; 8 — дополнительные камеры (заполняются испытуемым материалом)
Рисунок 2 — Динамическая вязкость битума с полимерными добавками при различных температурах
из трис (2-гидроксиэтила) гидрогенезированного N-алкилдиаминпропана животного жира и на 20% из парафинового и углеводородного воска. По внешнему виду это гранулы от светло- до темно-коричневого цвета полусфероидальной (чешуеобразной) формы, температура
размягчения 80-95°С , рекомендуемая дозировка — 1,0-2,0% от массы битума. Добавка Palmowax производится компанией KLK OLEO (Малайзия) и представляет собой этилен бис стеарамид (EBS), N,N’-этилен (стеарамид), с содержанием амида больше 96% и температурой
63
материалы и технологии
мир дорог | август 2014
64
плавления больше или равной 140°С, рекомендуемая дозировка 0,2-4,5%. Группу полиолефинов и термопластичных полимеров этилена представляют полимерные добавки РТЭП и Superplast. Полиолефины — продукты полимеризации непредельных углеводородов олефинового ряда (этилен, пропилен, бутилен и др.) [2]. Молекулы полиолефинов — это обычно длинные линейные цепи с небольшим количеством коротких и длинных боковых ответвлений. В [3] приводится более точное определение полиолефинов: олефинов полимеры — высокомолекулярные соединения, образующиеся при гомо- или сополимеризации олефинов. Существенным недостатком олефинов полимеров является плохая адгезия, обусловленная отсутствием полярных групп, и сравнительно невысокая жесткость, из-за которой ограничивается применение этих полимеров как конструкционных материалов [3]. Все представители полиолефинов — термопластичные линейные полимеры с плотностью при 20°С ниже 1 г/см3, наиболее тугоплавкий полимер — полиэтилен, наименее тугоплавкий — изотактический полипропилен. Добавка РТЭП производится компанией «ДорТрансНИИ РГСУ» (Россия) и представляет собой многокомпонентную композицию на основе полиолефинового полимерного носителя, содержащую битум. По внешнему виду это гранулы черного цвета произвольной формы размером 2-6 мм (допускается пористость), температура размягчения не выше 140°С, рекомендуемая дозировка — 0,35% от массы минеральной части асфальтобетона или 5-6% от массы битума. Добавка Superplast производится компанией ITERHIMICA (Италия) и представляет собой смесь переработанных из вторичного сырья полимеров этилена. По внешнему виду это гранулы серого цвета цилиндрической формы диаметром 3 мм и длиной около 4 мм, температура размягчения составляет 130-150°С, рекомендуемая дозировка — 4,0-8,0% от массы битума. Третью группу дивинилстирольных термоэластопластов представляют полимерные добавки ДСТ-30-01 и Kibiton
PB-5301. Термоэластопласты (термопластичные эластомеры) представляют собой полимерные материалы, которые в условиях эксплуатации способны, подобно эластомерам, к большим обратимым деформациям, а при повышенных температурах, в частности при переработке в изделия, текут подобно термопластам [4]. Термоэластопласты представляют собой блоксополимеры типов АВА и (АВ) n, где А — жесткие блоки термопластов (например, полистирольные, полиэтиленовые, полипропиленовые, полиакриловые), В — гибкие эластомерные блоки (например, полибутадиеновые, полиизопреновые, сополимерные — бутадиен-стирольные, изопрен-стирольные, этилен-пропиленовые). Добавка ДСТ-30-01 производится ОАО «Воронежсинтезкаучук» (Россия) и представляет собой линейный блоксополимер на основе стирола и бутадиена с содержанием связанного стирола 30% по массе. По внешнему виду это гранулы или порошок от белого до светло-бежевого цвета, показатель текучести расплава (при температуре 190°С и нагрузке 5 кгс) менее 1 г/10 мин, плотность 0,93 г/см3, молекулярная масса от 60 000 до 90 000. Добавка Kibiton PB-5301 производится компанией CHI MEI (Тайвань) и представляет собой сополимер на основе стирола и бутадиена. По внешнему виду это пористые гранулы белого цвета, показатель текучести расплава (при 200°С и нагрузке 5 кгс) менее 0,5 г/10 мин, плотность — 0,94 г/см3. В таблице 1 приведены данные по времени распределения добавок в битуме (при распределении их вручную) и по сцеплению ПБВ с кислым минеральным материалом. Добавки синтетических восков быстро и легко, за 5-10 минут, распределяются в битуме, РТЭП за 4 часа, Superplast за 12 часов, ДСТ-30-01 и Kibiton PB-5301 за 6 часов. Добавка Honeywell TITAN 7686 улучшает сцепление, наблюдается почти полное покрытие образца после кипячения, Rediset WMX не улучшает, а Palmowax ухудшает. Термопласты и термоэластопласты также не улучшают сцепления. Для изучения реологических свойств дорожного битума с добавками ис-
пользовался программируемый ротационный вискозиметр BROOKFIELD RVDV-II+PRO. Данный вискозиметр производится в США фирмой «Brookfield Engineering Laboratories, Jnc» и разрешен Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии к применению на территории России (свидетельство об утверждении типа средств измерений US. C. 31.010.A №42723). Для проведения измерений с дорожным битумом для задания и поддержания требуемой температуры использовалась термоячейка Thermosel со шпинделями SC4-21 и SC4-29. Внешний вид вискозиметра приведен на рисунке 1. В таблице 2 приведена динамическая вязкость битума с добавками при температурах от 160 до 70°С в сравнении с битумом без добавок. Из таблицы 2, а также из рисунка 2 видно, что добавки Rediset WMX и Palmowax несущественно влияют на динамическую вязкость битума, в большей степени влияет добавка Honeywell Titan 7686 (увеличение вязкости в 1,2-2,3 раза), термопласты РТЭП и Superplast увеличивают вязкость битума в 4,6-9,2 раза. Добавки ДСТ-30-01 и Kibiton PB-5301 по увеличению вязкости занимают промежуточное положение между восками и термопластами. На рисунке 2 приведены значения динамической вязкости дорожного битума с выше рассмотреными добавками при температуре 160°С. Уплотняемость теплых асфальтобетонных смесей можно оценить по методу Королева И.В., в основу которого положен процесс деформации образца с циклическим нагружением [5]. В той же работе для оценки уплотняемости использовалась зависимость средней плотности асфальтобетона от температуры уплотнения. В работе [6] уплотняемость щебеночно-мастичной смеси на ПБВ с добавками для теплого асфальтобетона оценивалась с использованием гираторакомпактора . Уплотняемость щебеночно-мастичной и других асфальтобетонных смесей определяется состоянием и свойствами битумной прослойки между зернами щебня и песка. В битумной прослойке битум с минеральным порошком обра-
Таблица 2 — Динамическая вязкость битума с полимерными добавками при различных температурах № п/п Наименование и количество добавки в Значение динамической вязкости, сПз, при заданной температуре, °С битуме, % от массы битума 160 150 140 130 120 110 1 2 3 4 5 6 7 8
100 9
90 10
80 11
70 12
1
5013
12200
33800
117000
Без добавок
157
240
380
645
1160
2320
2
Honeywell Titan 7686
182
279
447
850
1570
4192
11200
27767
80500
265000
3
Rediset WMX
153
230
361
603,3
1065
2040
5180
12900
38500
124000
4
Palmowax
161,5
244
380
633,3
1125
2370
6540
17220
50200
165000
5
РТЭП
725,7
1235
2090
4615
8930
12700
28000
65500
166000
559000
6
Superplast
914
1430
2385
4700
7550
15000
37500
87600
260000
1080000
7
ДСТ-30-01
450
625
935
1540
2833
5400
11983
30200
91500
321000
8
Kibiton PB-5301
272
412
640
1065
2600
4300
9700
25100
86000
308700
мир дорог | август 2014 Таблица 3 — Уплотняемость и физико-механические показатели асфальтовяжущего при пониженных температурах с различными полимерными добавками № п/п 1
2
3
4
5
6
7
8
Наименование и Температура количество добавки в уплотнения, Т, °С асфальтовяжущем, % от массы битума БНД 60/90 без добавок 140
Средняя плотность, ρ, г/см³
Коэффициент уплотняемости, (Купл=ρ50/ρ140)
Водонасыщение, W, %
2,28
0,98
50
2,24
Honeywell Titan 7686 - 1,5
140
2,29
50
2,27
Rediset WMX - 1,5
140
2,30
50
2,28
140
2,28
50
2,25
140
2,25
50
2,19
140
2,19
50
2,13
ДСТ 30-01 3,5
140
2,28
50
2,21
Kibiton PB-5301- 3,5
140
2,29
50
2,24
Palmowax - 1,5
РТЭП - 5,5
Superplast - 5,0
Рисунок 3 — Значения коэффициента уплотняемости асфальтовяжущего с различными полимерными добавками
Рисунок 4 — Показатели водонасыщения асфальтовяжущего с различными полимерными добавками, %
0,99
0,99
0,99
0,97
0,97
0,97
0,98
Предел прочности при сжатии при 50°С, R50, МПа
0,36
Предел прочности при сжатии водонасыщенных образцов, Rв, МПа 6,20
3,93
5,05
1,36
0,77
8,11
3,17
1,80
6,10
1,85
0,70
5,99
2,44
1,90
4,79
1,63
1,90
6,95
2,70
3,90
5,25
1,62
3,80
7,28
3,18
7,00
4,93
2,15
6,10
6,28
2,97
9,20
4,91
1,69
0,80
8,38
3,55
5,50
5,53
1,99
0,11
7,56
3,67
2,29
6,41
2,10
2,29
зуют асфальтовяжущее, которое характеризует микроструктуру асфальтобетона, в том числе и щебеночно-мастичного. Поверхность минерального порошка составляет большую часть общей поверхности минеральной части асфальтобетонной смеси. Таким образом, на частицы минерального порошка приходится большая часть поверхностных взаимодействий с битумом. Это обстоятельство становится особенно существенным при пониженных температурах уплотнения. По изменению физико-механических показателей асфальтовяжущего при уплотнении в разных режимах можно оценивать влияние полимерных добавок на уплотняемость асфальтовяжущего и асфальтобетона. Особый интерес эти данные представляют при оценке уплотняемости при пониженных температурах. Для приготовления асфальтовяжущего использовался неактивированный доломитовый минеральный порошок ОАО «Доломит» и битум нефтяной дорожный вязкий БНД 60/90 Московского НПЗ. Асфальтовяжущее приготавливали в 10-литровом лабораторном смесителе с подогревом смесительной камеры. Битум нагревался до 150-160°С, в него вводились добавки в заданном процентном соотношении. Смешивание битума с добавками производилось в лабораторном смесителе для приготовления полимерно-битумных вяжущих в течение 3 минут. Минеральный порошок нагревался до температуры 160-170°С и засыпался в смеситель, затем вводился битум с добавками и проводилось смешивание в течение 3 минут для равномерного распределения вяжущего в минеральном порошке.
65
материалы и технологии
мир дорог | август 2014
66
Предварительно было определено оптимальное количество битума в асфальтовяжущем, при котором достигается его максимальная средняя плотность и прочность. Образцы асфальтовяжущего изготавливались с использованием форм для асфальтобетона d=50,5 мм. Нагрузка на образец составляла 8 тонн, время воздействия нагрузки — 3 минуты. Температура асфальтовяжущего при формовании принималась равной 140°С, так как при температуре формования 140-160°С физико-механические свойства асфальтовяжущего не изменялись. Оптимальное количество битума составило 12% от массы минерального порошка. Изготовление образцов асфальтовяжущего с различными добавками при различных температурах на начальном этапе производилось при нагрузке на образец P=8 тонн в течение времени t=3 минуты, однако, при данных параметрах уплотнения средняя плотность, водонасыщение и прочность образцов не изменялись в зависимости от температуры их формования. Поэтому, для выявления влияния введенных добавок на уплотняемость асфальтовяжущего нагрузка на образец была снижена до 3 тонн, а время уплотнения до одной минуты. Оптимальное количество битума в асфальтовяжущем при этом не изменилось и составило 12% от массы минерального порошка.
В таблице 3 приведены сведения по уплотняемости и физико-механическим показателям асфальтовяжущего при температурах уплотнения 140°С и 50°С. Из таблицы 3 и рисунков 3 и 4 видно, что все три добавки на основе синтетических восков — Honeywell Titan7686, Rediset WMX, Palmowax — улучшают уплотняемость асфальтовяжущего при температуре 50°С. При этом Honewell Titan7686 и Rediset WMX снижают водонасыщение асфальтовяжущего почти вдвое, Palmowax - не снижает водонасыщения. Использование добавок РТЭП и Superplast ухудшает уплотняемость асфальтовяжущего при 50°С, а водонасыщение увеличивается с 4 до 7-9%. Добавки термоэластопластов ДСТ-30-01 и Kibiton PB-5301 по-разному влияют на уплотняемость. Введение ДСТ-30-01 ухудшает уплотняемость асфальтобе-
Литература
тона незначительно и водонасыщение увеличивается на 1,5%. Введение добавки Kibiton PB-5301 улучшает уплотняемость, уменьшая водонасыщение на 2%. Таким образом, оценка свойств дорожного битума и асфальтовяжущего с полимерными добавками применительно к использованию в асфальтобетоне позволяет предварительно охарактеризовать их возможности, сильные и слабые стороны, выбрать определенный технологический подход при приготовлении ПБВ и асфальтобетонной смеси, укладке и уплотнении. А.Б. Соломенцев, к.т.н., доцент, начальник отдела контроля качества, А.В. Куликова, С.В. Бухтияров, (ОАО «Орелдорстрой», ФГБОУ ВПО «Госуниверситет-УНПК»)
1. Энциклопедия полимеров, т.1 [Текст] — М.: Советская энциклопедия. - 1972. — с.515. 2. Краткая химическая энциклопедия, т.4 [Текст] — М.: Советская энциклопедия — 1965. — с.199. 3. Энциклопедия полимеров, т.2 [Текст] — М.: Советская энциклопедия. — 1974. — 1032 с. 4. Энциклопедия полимеров, т.3 [Текст] — М.: Советская энциклопедия. — 1977. — с.638. 5. Королев, И. В. Дорожный теплый асфальтобетон [Текст] / И. В. Королев, Е. Н. Агеева, В. А. Головко, Г. Ф. Фоменко. — Киев: Вища школа. Головное издательство. — 1984. — 200 с. 6. Колесник, Д. А. Выбор модификатора асфальтобетона для расширения строительного сезона [Текст] / Д. А. Колесник // Мир дорог. — 2013. — 71/октябрь. — с.45-47.
мир дорог | август 2014
ИССЛЕДОВАНИЕ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЯЖУЩЕГО С ПРИМЕНЕНИЕМ РЕЗИНОВОЙ КРОШКИ В статье представлены результаты исследований свойств дорожно-строительных материалов, изготовленных на основе битума, модифицированного резиновой крошкой и минеральным наполнителем природного происхождения. Для перевода модификаторов в активное состояние применялась технология механоактивации.
И
змельчение резиновых отходов относится к наиболее эффективным методам их переработки, обеспечивающим сохранение физических свойств резины [1]. Повышение работоспособности дорожных одежд возможно путем устройства конструктивных слоев из асфальтобетонных смесей с содержанием резиновой крошки (РК). В этом случае обеспечивается снижение динамических воздействий на нижележащие слои, увеличивается сцепление шин автомобиля с дорожным покрытием, повышается стойкость к удару и растрескиванию дорожного полотна при температурных перепадах [2]. Таким образом, разработка покрытий дорог с применением резиновой крошки перспективна для повышения ресурсосбережения, производительности промышленных предприятий и улучшения экологии. В значительной степени качество асфальтобетона определяется свойствами применяемого вяжущего — битума. Использование модифицированных вяжущих материалов повышенного качества при строительстве и ремонте дорог с асфальтобетонными покрытиями является особенно актуальным в районах с суровым резко-континентальным климатом. В данной статье представлены результаты исследования влияния модификации битума механоактивированной резиновой крошкой на свойства асфальтобетона. Для улучшения взаимодействия на границе раздела фаз «резиновая крошка-битум» был использован природный цеолит Хонгурин-Кемпендяйского месторождения (Республика Саха (Якутия). Частицы цеолитов Хонгурина III являются аморфными и изотропными, формой близкой к сферической, размером 1,6 — 4 мкм. В порошке отдельные частицы образуют ассоциаты (от 10 до 100 мкм), при этом мелкие частицы Хонгурина III, не теряя своей индивидуальности, выстраиваются в объемные конструкции, края которых
являются чрезвычайно извилистыми. Подобное строение цеолита Хонгурина III указывает на его высокую поверхностную активность и способность образовывать дополнительные связи с матрицей [3]. Количество вводимого природного цеолита составляло 2 % от массы резиновой крошки. Проведенные ранее испытания показали, что механоактивация резиновой крошки приводит к появлению большего числа химических элементов на поверхности крошки. Выявлена миграция серы к поверхности, что приводит к интенсификации процессов на границе раздела фаз «резиновая смесь - органическое вяжущее» [4]. Механоактивация резиновой крошки была произведена на планетарной мельнице АГО-2, принцип работы которой заключается в следующем: при вращении барабанов вокруг общей и планетарной осей мельницы возникает не только ударное воздействие, но и фрикционное взаимодействие между шарами и измельчаемым материалом, что приводит к высвобождению огромного количества механической энергии. Образованная механическая энергия частично расходуется на увеличение удельной поверхности диспергируемого материала и в большей степени приводит к повышению внутренней энергии вещества. Для приготовления асфальтобетона применялся дорожный битум БНД 90/130. Резиновую крошку из отработанных шин получали на режущей мельнице фирмы «Fritch» с использованием сита 0,25 мм. Методом ситового анализа исследованы размеры резиновой крошки до и после механоактивации с помощью микроскопа МБС-10 (рис. 1). Очевидно, что применение механоактивации позволяет уменьшить размеры резиновой крошки, повысить однородность фракционного состава (рис. 1в,г), снизить долю зеркальных и увеличить количество неровных разрыхленных участков на поверхности частиц (рис. 1а,б).
Для характеристики термических свойств битумов определили температуру размягчения и температуру хрупкости (табл. 1).
Рис. 1. Поверхность резиновой крошки (а, б) и распределение размера частиц (в, г) до (НА) и после механоактивации (Акт)
67
мир дорог | август 2014 температуры на 2°С для битума, модифицированного активированной крошкой, по сравнению с исходным битумом. Результаты исследования физико-механических свойств асфальтобетонов с битумом, модифицированным резиновой крошкой, приведены в табл. 2.
Установлено, что температура размягчения битума, модифицированного РК, повышается по сравнению с температурой размягчения исходного битума на 3,6°С. Механоактивация позволяет повысить этот показатель на 5°С. Исследования низкотемпературных свойств показали снижение
Таблица 1. Температура размягчения и хрупкости битумов, модифицированных резиновой крошкой Наименование
Температура размягчения, °С Неактив. РК
Исходный битум Битум с РК 0,25*
Температура хрупкости, °С Актив. РК
40,6 44,2
Неактив. РК
Актив. РК
- 18 45,6
-17
-20
* — резиновая крошка, полученная с использованием сита 0,25 мм.
материалы и технологии
Таблица 2 Основные физико-механические показатели асфальтобетонов
68
Показатели
Исходный асфальтобетон
РК 0,25* НА цеолит неакт.
РК 0,25* Акт. цеолит акт.
pm , г/см3 pMm, г/см3 VM пор, % V0пор, % W, % Rсж, МПа Rp, МПа
2,28 2,13 19,16 13,48 0,856 5,25 1,27
2,33 2,17 17,44 11,65 0,530 5,64 1,33
2, 34 2,18 17,06 11,25 0,459 5,59 1,35
Примечание: pm — средняя плотность уплотненного материала; pMm — средняя плотность минеральной части; VM пор — пористость минеральной части; V0 пор — остаточная пористость; W — водонасыщение; Rсж — предел прочности при сжатии; Rp — предел прочности на растяжение при расколе; * — резиновая крошка, полученная с использованием сита 0,25 мм.
С.Э. Филиппов (СВФУ им. М.К. Аммосова), М. Д. Соколова, д. т. н., доцент, А. А. Христофорова (Институт проблем нефти и газа СО РАН).
Список литературы:
1. Серенко О.А., Мурадова У.А., Мешков
И.Б., Оболонкова Е.С., Зеленцкий С.Н., Музафаров А.М. Измельчение отходов силоксановой резины методом упругодеформационного воздействия / О.А.
Серенко, У.А. Мурадова, И.Б. Мешков, Е.С. Оболонкова, С.Н.Зеленцкий, А.М. Музафаров // Каучук и резина. — 2008. — №3. — С. 24-27. 2. Василовская Г.В., Иванова Л.А. Повы-
шение долговечности асфальтобетона путем модификации вяжущего полимерными добавками / Г.В. Василовская, Л.А.
Иванова // Труды НГАСУ. Современные строительные материалы и ресурсосберегающие технологии. — Новосибирск: НГАСУ, 2003. — Т.6, — №2 (23). — С. 203-207. 3. Колодезников К.Е. Цеолитоносные
провинции востока Сибирской платформы / К.Е. Колодезников. — Якутск:
ЯФ изд-ва СО РАН, 2003. — 224 с. 4. Христофорова А.А., Соколова М.Д.
Механоактивационный способ обработки измельченных вулканизатов /
А.А. Христофорова, М.Д. Соколова // Химия в интересах устойчивого развития. — 2009. — № 4. — С. 435-438.
мир дорог | август 2014
Битумные эмульсии в дорожном строительстве. Часть IV
Эмульсии на органических эмульгаторах Прямые эмульсии
Молекулы ПАВ располагаются не хаотично, а ориентируются в поверхностном слое. Введение ПАВ уменьшает разность полярностей жидкостей на границе раздела фаз, тем самым облегчая образование эмульсии. Этот процесс характеризуется распределением одной жидкости в другой с образованием устойчивых капелек. Следовательно, эмульгатор также выполняет роль стабилизатора, защищая капли от укрупнения (коалесценции). Механическое перемешивание приводит к растягиванию и дроблению капель дисперсной фазы с одновременной адсорбцией ПАВ на границе раздела, при этом каждая частица приобретает электрический заряд, что еще больше препятствует коалесценции капель. Таким образом, в прямых эмульсиях каждую частицу битума можно представить как состоящую из ядра (битум), вокруг которого образуется сольватная оболочка ПАВ. При этом ПАВ ориентирует свою «голову» в воду, а углеводородный «хвост» в битум, т.е. каждая битумная частица приобретает заряд адсорбционного слоя — анионоактивные эмульгаторы заряжают битумные частицы отрицательным зарядом (анионные эмульсии), а катионные — положительным (катионные эмульсии). Электростатическое отталкивание одинаково заряженных частиц обеспечивает стабильность только разбавленных или малоконцентрированных эмульсий (до 40% битума в эмульсии). Согласно работам П.А. Ребиндера, образование устойчивой эмульсии является результатом того, что устанавливается определенная дисперсность эмульсии. Это справедливо как для обратных, так и для прямых эмульсий, в которых при эмульгировании получают кривую распределения размеров частиц с максимумом по дифференциальной кривой в 2-3 мкм (рис. 5). В высококонцентрированных эмульсиях (содержание битума более 74%) устойчивость тонких прослоек дисперсионной среды при превосходящем объеме дисперсной фазы обусловлена двойным рядом ориентированных слоев эмульгатора, между которыми заключена дисперсионная среда.
Рис. 5. Дифференциальные кривые распределения капель битума (Ni ) по размерам (D) в эмульсиях: 1 — анионной с эмульгатором КОСЖК (Dср = 77,8 мкм); 2 — пасте с эмульгатором — известью гашеной (Dср = 66 мкм); 3 — катионной с эмульгатором Полирам SL (Dср = 61,5 мкм); 4 — то же, модифицированным битумом (Dср = 98,7 мкм)
Рис. 6. Упаковка глобул (частиц) битума в эмульсиях: а — строение высококонцентрированной эмульсии типа М/В с содержанием дисперсной фазы 90% (соты); б — строение полидисперсной битумной эмульсии с содержанием дисперсной фазы 50-74%; в – схема плотной упаковки глобул в монодисперсной эмульсии с содержанием дисперсной фазы около 74%
Получается как бы каркас с ячейками, заполненными жидкостью, похожий на пчелиные соты (рис. 6, а). Для достижения устойчивости концентрированных и высококонцентрированных эмульсий необходим более сильный фактор стабилизации. Таким фактором является создание структурированного механического барьера в поверхностном слое среды или в ее объеме (для высококонцентрированных высокодисперсных эмульсий). Создание такого барьера базируется на образовании адсорбционных слоев и связанных с ними сольватных оболочек достаточно высокой вязкости, упругости и механической прочности на сдвиг. Обычно такие слои получают с помощью ПАВ, образующих структурированные слои типа гелей. Можно стабилизировать битумные эмульсии и твердыми эмульгаторами. В зависимости от вида ПАВ эмульгаторы могут быть анионными, катионными, неионогенными и двойного действия. В качестве эмульгаторов анионного типа обычно используют соли жирных, сульфонафтеновых и других органических кислот, катионного типа — соли различных аминов, четвертичных аммониевых оснований и т.п. Эмульгаторы двойного типа (амфолиты) — это продукты химического синтеза, соединения имидазолина или аминокислот. ПАВ этого типа содержат
две или несколько функциональных групп, которые, в зависимости от рН дисперсионной среды, могут диссоциировать на ионы по анионному или катионному типу. Неионогенные ПАВ не диссоциируют в воде. В их состав входят функциональные группы, которые имеют очень большое сродство с водой, что и позволяет им «прятать голову» в воду и, таким образом, служить эмульгаторами. Эти ПАВ представляют интерес с точки зрения совместимости со всеми ионными ПАВ независимо от рН среды, а также как эмульгаторы для множественных эмульсий, которые, вероятно, появятся в будущем. К ним относятся различные амиды и амины, производные сложных эфиров и др.
Обратные эмульсии
Природа эмульгатора определяет не только устойчивость, но и тип эмульсии. Обратные эмульсии получают, выбирая в качестве эмульгатора гидрофобное ПАВ, как жидкое, так и твердое. Кроме того, порядок ввода компонентов также может привести к образованию обратных эмульсий: жидкость, которая должна быть в эмульсии дисперсной фазой, добавляется в дисперсионную среду, т.е. для обратной эмульсии — вода в битум. При этом необходимо учитывать, что введение эмульсии (не фазы) в среду также вызовет обращение эмульсии, т.е. если
69
материалы и технологии
мир дорог | август 2014
70
добавлять эмульсию типа М/В в битум, то получится эмульсия типа В/М. Все перечисленные способы получения обратной эмульсии соблюдаются только до тех пор, пока концентрация дисперсной фазы не превышает некоторой критической величины. После чего происходит фазовое обращение независимо от типа ПАВ и последовательности ввода фаз. Добавление в эмульсию веществ, способных изменять первоначальную природу эмульгатора (например, хлористого кальция), также способствует обращению фаз. К тому же результату может приводить и длительное механическое воздействие. Наблюдения под микроскопом капель эмульсии типа М/В (капли дисперсной фазы) показали, что при обращении фаз они сначала растягиваются, превращаются в пленки в объеме дисперсионной среды эмульсии и занимают весь объем, а дисперсионная среда дробится и преобразуется в дисперсную фазу. Таким образом, при обращении фаз вначале образуются оба типа эмульсии, но затем остается или преобладает одна, более устойчивая система. При этом процессе часто в результате неравномерного распределения эмульгатора на разных участках системы могут появляться множественные эмульсии, в которых, например, капелька масла, входящая в эмульсию типа М/В, может содержать в себе эмульсию типа В/М и т.д. Для обращения фаз имеет значение также соотношение объемов фаз эмульсии, изменить которые можно с помощью добавки электролитов, вспомогательного дополнительного эмульгатора или применения эмульгатора двойного действия, свойства которого зависят от температуры. Этот метод обращения фаз эмульсии находится в стадии разработки и пока не вышел за стены академических лабораторий. В настоящее время теоретически рассчитаны условия обращения фаз по этой схеме, но только для определенных специфических эмульсий. Однако направление представляет интерес. Возможно, в будущем удастся осуществить технологию получения черного щебня путем первоначальной его обработки прямой эмульсией (она более проста в исполнении), а в процессе ее смешения со щебнем и какой-либо добавкой, или при незначительном изменении режима обработки, эмульсия обращается и получается щебень, обработанный обратной эмульсией, который быстрее формируется и менее подвержен влиянию внешних условий, чем обработанный прямой эмульсией. Эмульсии обратного типа можно получить и на гидрофильных эмульгаторах путем высаливания их из водной фазы под действием избытка едкого натра или хлористого натрия, т.е. изменяя
природу эмульгатора. Высаливанием в коллоидной химии называют процесс осаждения из раствора определенных веществ путем добавления раствора солей различной концентрации (электролитов), изменяющих рН среды. На этом принципе основано получение дорожных эмульсий обратного типа. При перемешивании активного вяжущего с постепенно вливаемым раствором NaOH и NACl поверхность раздела жидкостей увеличивается, в результате взаимодействия активных соединений битума и щелочи образуются плохо растворимые как в битуме, так и в концентрированном растворе NaOH и NACl соли, которые хорошо адсорбируются на поверхности раздела фаз, образуя достаточно плотную, механически прочную оболочку на поверхности частиц, что обеспечивает устойчивость эмульсии. В качестве эмульгаторов обратных битумных эмульсий могут быть использованы нефтяные масла и масла, получаемые из угля, соединения, содержащие фенольные группы, а также твердые эмульгаторы — сажа или молотый уголь и т.п. (табл. 9).
В разогретый до 65°С диспергатор подается заданное количество концентрированного раствора эмульгатора, затем вода для получения необходимой концентрации эмульгатора, после этого или одновременно с подачей воды (в некоторых диспергаторах) битум. Особенно строго необходимо следить за временем перемешивания (эмульсию готовили в лопастном смесителе), так как в результате лишнего времени перемешивания может произойти разрушение эмульсии. Увеличение количества битума сверх рассчитанной концентрации также не рекомендуется, так как, помимо резкого возрастания вязкости эмульсии, это может привести к обращению фаз и превращению прямой эмульсии в обратную. Кроме того, испарение некоторого количества воды также должно быть учтено из-за риска превысить допустимую концентрацию битума. Во Франции компанией SCR в 1989 г. разработали высококонцентрированную эмульсию Emul.CR.80, содержащую 80% битума марки 80/100 или 180/200, модифицированного специальными добавками, позволяющими получить высокое содержание битума в эмульсии. Водная фаза эмульсии содержит, помимо
Таблица 9. Эмульгаторы для обратных эмульсий Наименование показателей Величина показателей для эмульгаторов БП-3М сланцевое масло Внешний вид Однородная масса Жидкость коричневого цвета Растворимость В битуме В битуме Количество зерен менее 0,071 мм, % -
Высококонцентрированные эмульсии Отличительной особенностью высококонцентрированных эмульсий является взаимное деформирование капелек ДФ (битума), в результате чего они приобретают форму многогранников (полиэдров), разделенных тонкими пленками-прослойками дисперсионной среды. Такая эмульсия под микроскопом напоминает соты (см. рис. 6, а). Из-за плотной упаковки капелек эти эмульсии не способны к расслоению и седиментации и обладают механическими свойствами, сходными со свойствами гелей, поэтому их иногда называют желатинированными. При определенных условиях такие эмульсии можно приготовить с очень большим содержанием ДФ. В лабораторных условиях удавалось получить битумные эмульсии, содержащие до 98% битума (ДФ). Особенность получения таких эмульсий состоит в применении водных растворов эмульгаторов высоких исходных концентраций. Все компоненты эмульсии должны находиться в строго соблюдаемых соотношениях, каждый материал необходимо тщательно дозировать.
с ажа Порошок тонкодисперсный Гидрофобный 80
кислоты и солей, еще добавку аминов. Исследования в лаборатории, а затем и в производственных условиях, показали, что такая эмульсия имеет скорость распада выше, чем эмульсия с обычным содержанием битума. Повышение содержания битума приводит к более высокому значению вязкости эмульсии и температура ее на выходе из диспергатора становится выше 100°С. Это вызывает необходимость использования устройства для охлаждения ее до 90°С. Эмульсия может храниться более 7 сут. Свойства такой эмульсии следующие: рН эмульсии 3,5-4,5; содержание битума 79-81%; адгезия к щебню 95%; вязкость 30-40 с; дисперсность 8-12 мкм. Эмульсия предназначалась для устройства поверхностной обработки на дорогах с большим уклоном. Распад такой эмульсии и формирование происходят очень быстро из-за небольшого количества воды, подлежащей удалению, поэтому открывать движение можно через небольшой промежуток времени. Однако, несмотря на явные преимущества, этот вид эмульсии не нашел пока широкого применения. Продолжение следует
мир дорог | август 2014
Дискретное армирование дорожной одежды как фактор повышения жизненного цикла асфальтового покрытия
В нашей стране проблеме долговечности асфальтового дорожного покрытия уделяется большое внимание. Решаются вопросы по усовершенствованию технологии укладки, дорожной одежды и рецептуре асфальтобетонной смеси.
Х
отелось бы остановиться подробнее именно на рецептуре асфальтобетонной смеси. Для повышения долговечности асфальтобетонных покрытий необходимо решить ряд задач: обеспечить устойчивость асфальтобетона к трещинообразованию в осенне-зимне-весенний период, повысить его сопротивляемость к сдвиговым нагрузкам в летний период наряду с увеличением усталостной долговечности. Для этого как за рубежом, так и в России выполняются серьезные исследования в области улучшения качества асфальтобетона. Интересным и заслуживающим внимания в этом направлении является применение армирующего полиакрилонитрильного волокна марки FibArm Fiber WA отечественного производства в составе асфальтобетонной смеси.
Рис. 1. Эффективное распределение фибры в сухой смеси.
работки для асфальтобетонов FibArm Fiber WA. Благодаря специальной обработке волокна, фибра не слипается друг с другом и в процессе перемешивания с сухими компонентами асфальто-бетонной смеси распределяется на моно-волокна, создавая пространственную решетку дисперсной арматуры из синтетических волокон. Таким образом, микроармирование фиброй FibArm Fiber WA позволяет добиться перераспределения напряжений от подвижной нагрузки и тем самым увеличить долговечность асфальтобетонного покрытия. ЗАО «ХК «Композит», в целях определения оптимальных концентраций ПАН фибры торговой марки FibArm Fiber WA в асфальтобетон, проводит многочисленные исследования в ведущих научных учреждениях ФГУП РОСДОРНИИ, «НИИМосстрой»,
Рис. 2а. Готовая горячая асфальтобетонная смесь с дисперсным армированием ПАН фиброй FibArm Fiber WA.
Полиакрилонитрильное волокно представляет собой тончайшую нить, диаметром до 30 мкм, прочностью на растяжение до 500 МПа и модулем упругости свыше 10 ГПа, порубленную на дискретные отрезки необходимой длины. ПАН фибра производится на технологическом оборудовании завода ЗАО «ХК» Композит». Многолетний опыт производства позволяет гарантировать постоянное качество продукта и соответствие менеджменту качества предприятия и нормативным стандартам СТО 2272-006-2011 Фибра полиакрилонитрильная специальной об-
подобранной технологии фибра равномерно распределяется в смеси, как это показано на рис.1 При укладке дорожного полотна асфальтобетонной смеси с ПАН фиброй не наблюдаются особых отличий как при укладке обычного асфальтобетона рис.3. Эффективность применения ПАН фибры FibArm Fiber WA доказано многочисленными экспериментами и многолетним опытом эксплуатации на опытных участках. Так, по результатам исследований в БелдорНИИ и лаборатории АБЗ-1 выявлено, что по показателям глубины колеи и скорости образования колеи, определяемых по методике EN 12697.22-:2003, асфальтобетонная смесь с добавкой полиакрилонитрильного синтетического фиброволокна марки FibArm Fiber WA на 30 % и 40%
Рис. 2б. Готовая горячая асфальтобетонная смесь с дисперсным армированием ПАН фиброй FibArm Fiber WA.
«БЕЛДОРНИИ», ООО «ДорТехПроект» и многочисленных дорожных лабораториях. В период с 2011г. по настоящее время с применением ПАН фибры FibArm Fiber WA было уложено участков автодорог в более, чем в 10 регионах страны, начиная от Центрального, заканчивая Восточной Сибирью, общей площадью 300 000м2. Технология подачи фибры очень проста. Главное условие получения гомогенной смеси является подача фибры совместно с инертными компонентами до подачи битума. Так, при правильно
Рис. 3. Укладка дорожного полотна армированной горячей смесью.
соответственно превосходит аналогичный асфальтобетон без армирования. По сравнительным экономическим подсчетам армированный асфальтобетон по критерию появления пластических деформаций может прослужить на 40% дольше обычного, что вдвойне оправдывает первоначальное удорожание готовой смеси. 109316, Россия, г. Москва, Волгоградский проспект, д. 42 к .5 +7 495 787 88 28 info@hccomposite.com
71
дорожная техника
мир дорог | август 2014
70 лет в строю В истории градообразующего предприятия Миасса — Автомобильного завода «Урал» — есть две даты, особо почитаемые машиностроителями разных поколений. 30 ноября 1941 года — день рождения завода. 8 июля 1944 года — из ворот главного конвейера выехал первый уральский грузовик ЗиС-5В с выбитым на раме номером — 00001. Через две недели после этого события на фронт отправился первый эшелон с трехтонками, собранными в Миассе. Только что созданные уральские грузовики перевозили солдат, доставляли снаряды, на их шасси размещались мастерские, понтоны, емкости для перевозки топлива. Оснащенный мощным по тем временам двигателем и весьма несложный в управлении, автомобиль из Миасса еще успел навоеваться, встать в шеренгу лучших грузовиков военного времени, доехать до Берлина и войти в летопись отгремевших сражений с полученным от фронтовиков крепким мужским именем — «Захар». 72
А
втозавод в Миассе принадлежит к категории предприятий, на жизнь которых Великая Отечественная война оказала судьбоносное влияние. Предприятие, сегодня известное далеко за пределами России, появилось на свет в суровые фронтовые годы на базе эвакуированных цехов Московского автомобильного завода. И вся семидесятилетняя история Уральского автозавода — пример верного служения Отечеству. Люди с твердым уральским характером — вот самый ценный актив автозавода. Так было и 70 лет назад, эту истину невозможно опровергнуть и сегодня. Предприятие во все времена славилось надежным трудовым коллективом и командой сильных управленцев. Вспомним начало пути, военное лихолетье. Завод создавался «с чистого листа», на пустой площадке. Счет сдачи цехов шел на недели. Уже через четыре месяца после решения ГКО СССР об организации в Миассе завода, в марте 1942 года, в моторном цехе прошла обработка первой детали — поршневого кольца, еще через месяц — собрана первая коробка передач, еще через месяц — заработал первый уральский мотор. Бывало, из цехов москвичи и миасцы не выходили сутками. К 27 мая 1944 года монтажники подготовили главный конвейер к сдаче, прошла сборка рулей, испытан первый редуктор. И настал самый памятный день в истории завода — 8 июля 1944 года. При огромном стечении работников и гостей завода автомобиль «…коснулся передними колесами площадки, спрыгнул с рельсов… Кто-то плакал, кто-то смеялся, и все потянулись к автомобилю, ибо каждый видел в этом грузовике долю своего труда…», — так описывал в своем очерке «Автомобиль сходит с гор» очевидец тех памятных событий, писатель Федор Панферов. И сразу стал знаменитым, навсегда остался в истории автозавода и города Дмитрий Фролович Колесов, слесарь-водитель, севший за руль первого автомобиля ЗиС-5В, родившегося в Миассе. И пошел отсчет собираемым машинам: сентябрь 1944 — тысячный, апрель 1945 — пятитысячный, октябрь 1945 — десятитысячный… За прошедшие после рождения первенца 70 лет автозавод выпустил на дороги России и мира 1 миллион 400 тысяч автомобилей. Надежный, безотказный, маневренный, резво идущий по бездорожью… Таким и получился военный «Захар». Именно с таким набором ходовых качеств начали являться миру и последующие разработки нашего автозавода. Автомобиль «Урал» всегда там, где трудно, где и в помине нет асфальта и много тяжелой работы. В мире есть много грузови-
мир дорог | август 2014 ков, ладных и нарядных, только «Урал» стоит особняком. И танки, бывает, вязнут там, где проходит внедорожник из Миасса. Какая, скажите, импортная машина может вот так легко, изящно и достойно, перебираться через реки, подниматься по камням в горы, в пустынях оставлять следы, в снегах и льдах пробивать себе дорогу? Ответ один — «Урал». Дизельный двигатель, развитые грунтозацепы шин, балансирная подвеска задних мостов, централизованная система регулирования давления воздуха в шинах — все это работает на запредельные возможности короля бездорожья. Прошло 70 лет с того дня, как появился на свет первый уральский грузовик. Много воды утекло в Миасс-реке за это время. Неизменным осталось одно. Автомобили многоликого семейства «Урал» все семь десятилетий достойно выполняют возложенные на них
задачи за счет высокой проходимости, большой грузоподъемности, эксплуатационной надежности и простоты технического обслуживания. Сразу после войны завод, крепко встающий на ноги, берется за создание новых машин. В стране не хватает жидкого топлива — миасские машиностроители отвечают на проблему выпуском с апреля 1946 года автомобиля с газогенераторной установкой — ЗиС-21А. Началась целинная эпопея. И конструкторы завода создают в 1956 году автомобиль «Урал-355М», знаменитую «Эмку». Еще одна легенда отечественного автопрома — «Урал-375» — первый трехосник, снискавший славу у военных специалистов, ставший таким же символом надежности, как автомат Калашникова. Шли годы, появлялись новые разработки. Для силовых структур пришелся ко двору дизельный «Урал-4320». Много пользы принес селу автомобиль-самосвал «Урал-5557» с двухсторонней боковой разгрузкой. Не остались вне зоны внимания потребителей колесной техники «Урал-43206» и «Урал-5323» с колесными формулами 4х4 и 8х8, вошедшие в армейское семейство внедорожников «Мотовоз». В 2005 году автозавод осво-
ил выпуск автомобилей дорожной гаммы, 28 мая 2010 года на ленте главного конвейера операторы провели сборку первого большегрузного автомобиля «Урал-6370». И в юбилейный для себя год, встречая 70-летие со дня выпуска первого грузовика ЗиС-5в, автозавод «УРАЛ» не собирается почивать на лаврах. Несмотря на препоны, создаваемые затяжным мировым экономическим кризисом, градообразующее предприятие Миасса уверенно наращивает темпы производства и продаж выпускаемой автотехники. У тех, кто следит за новинками отечественного автопрома, сегодня на слуху очередные перспективные разработки нашего автозавода — полностью защищенные автомобили «Тайфун-У» и «Урал-ВВ». В планах предприятия — расширять собственное производство спецтехники. В настоящее время в соответствии с потребностями современного рынка и желаниями потенциальных заказчиков автозавод в Миассе, входящий в состав «Группы ГАЗ», разработал новое семейство модернизированных полноприводных автомобилей «Урал-У». В конструкциях этих грузовиков применены модернизированные ведущие мосты и раздаточные коробки, пневматический привод тормозной системы, улучшена эргономика на рабочем месте водителя. Среди приоритетных направлений в деятельности автозавода «УРАЛ» — проекты «Клиент», «Прорыв», «ТОП20», направленные на обновление модельного ряда выпускаемой техники, дальнейшее совершенствование «бережливого производства», увеличение объемов продаж и повышение качества выпускаемой продукции. «Уралы», собираемые в Миассе, незаменимы в качестве надежных помощников военнослужащих, добытчиков нефти и газа, энергетиков, железнодорожников, пожарных, лесозаготовителей, автоперевозчиков. «Уралы» можно встретить в пустынях Ливии, среди болот Анголы, на морском побережье Мексики, вблизи горы Килиманджаро. А все потому, что они работают там, где другим машинам не под силу бороться с ураганами, тушить лесные пожары, спасать людей от разбушевавшихся вулканов. И в этом — самая главная суть. Если внимательно присмотреться к 70-летней истории предприятия, то станет ясно — легкой жизни у автозавода «УРАЛ» никогда и не бывало. Война, реконструкция, напряженные планы, выпуск новых моделей машин. Только автомобиль «Урал» всегда выбирался из глубоких ям, вырытых для него неласковыми обстоятельствами. Наперекор всему выезжал на ровную дорогу. На то и создан вездеход. В. Зубков
73
мир дорог | август 2014
новости Работа в аэропортах
Вибрационные прицепные катки с гладкими вальцами производства рыбинского завода «РАСКАТ» будут обслуживать аэропорты Чукотского автономного округа. Продукция крупнейшего в России производителя дорожно-уплотнительной техники была приобретена Федеральным казенным предприятием «Аэропорты Чукотки», входящим в состав Министерства транспорта РФ. Сразу 3 катка ДУ-94 были отгружены в июле текущего года в адрес получателя. Эта техника будет задействована при ремонте дорожной инфраструктуры и прилегающих территорий аэродромов. В управлении предприятия «Аэропорты Чукотки» находится 10 аэропортов, которые непрерывно принимают грузовые и пассажирские самолеты, вертолеты, а также авиацию специального назначения. Территории аэропортов имеют
различные покрытия: асфальт, грунт, гравий с песком, композитные материалы и т.д. При этом эксплуатация дорожных покрытий происходит в сложных погодных условиях, где важно использование только надежной и проверенной временем техники, способной работать при перепадах влажности и температур. Этим требованиям, по выбору заказчика, соответствует техника «РАСКАТ». Вибрационный прицепной каток ДУ-94 предназначен для послойного уплотнения предварительно спланированных грунтов и нижних слоев оснований из различных дорожно-строительных материалов. Каток эффективен при больших объемах работ на автомобильных дорогах общего пользования 1, 2, 3 категорий, при строительстве и ремонте городских улиц, обустройстве территорий объектов промышленного назначения и гражданского строительства.
Совместные предприятия
Генеральный директор ОАО «КАМАЗ» Сергей Когогин и Председатель Правления PALFINGER AG (Австрия) Герберт Ортнер подписали Соглашения о создании двух совместных предприятий. Первое Соглашение касается создания нового производства гидравлических и телескопических цилиндров, которое будет поставлять продукцию как для нужд «КАМАЗа» и российских предприятий компании PALFINGER, так и для третьих сторон на рынке России и СНГ. Предполагается, что объёмы производства превысят 80000 гидроцилиндров в год, планируемая выручка — 1,5 млрд. рублей. Доля «ПАЛФИНГЕР» в акционерном капитале совместного предприятия составит 51 процент. СП будет размещено в г. Нефтекамск (Башкортостан).
Также подписано Соглашение о создании Монтажного центра, который займётся установкой грузоподъёмного оборудования на шасси грузовых автомобилей различных марок. Будет использоваться подъёмное оборудование концерна PALFINGER и других производителей. В ассортимент войдут кран-манипуляторные установки, автоэвакуаторные краны, крюковые погрузчики, автогидроподъёмники, гидроманипуляторы для леса и лома и проч. Группа «ПАЛФИНГЕР» будет владеть в этом СП долей в размере 49 процентов, а «КАМАЗ» — 51 процент. Оно будет располагаться в г. Набережные Челны (Татарстан). При условии получения необходимых разрешений, заключение обеих сделок, а значит, и создание новых совместных предприятий, намечено на конец ноября 2014 года.
Система управления уплотнением Cat® Compaction Control на основе измерения мощности привода машины (MDP)
Компания TENA (г.Триантафулия, Греция) взялась за укладку 42 м уплотненного материала на 33-метровую насыпь. Объем земляных работ по строительству каменно-набросной дамбы превысил 350 тысяч м3. Материал необходимо было отсыпать слоями по 20 см и уплотнить до толщины 15 см на участке длиной 364 м и шириной 18 м.
Использовался уплотнитель Cat® CS66B массой 12,3 тонны с кулачковой обечайкой, оснащенный системой Cat Compaction Control на основе измерения мощности привода машины (MDP). Изначально совершалось 12 проходов со скоростью 2 км/ч. В начале работы показания системы MDP сравнили с данными прочих систем измерения. Стабильность результа-
тов работы MDP впечатлила всех до такой степени, что пришлось прибегнуть к значительным корректировкам технических условий. Количество обязательных проходов было уменьшено с 12 до 8. Скорость остальных проходов была увеличена с 2 до 4,5 км/ч, благодаря чему производительность Cat® CS66B выросла более чем в два раза.
Кроме того, система MDP предупредила оператора о возможной проблеме. Быстрый анализ ситуации показал, что в данном слое был отсыпан материал, который не соответствовал техническим условиям. Это позволило избежать бесполезной траты усилий, что привело к сокращению расхода топлива и времени на выполнение работы.
75
мир дорог | август 2014
ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ АРЕНДЫ СТРОИТЕЛЬНО-ДОРОЖНОЙ ТЕХНИКИ ЧАСТЬ III (окончание)
дорожная техника
В
Японии к одной из важнейших потребностей клиентов относится минимум потерь ресурсов и времени в процессе использования техники по назначению. Такие потери для одной товарной единицы за определенный отрезок времени характеризуются показателем эффективности использования ПЭ.И*. Показатель ПЭ.И. = КП.В. х КП.П. х КП.Б., где КП.В., КП.П. и КП.Б. — соответственно коэффициенты потерь времени, потерь из-за невысокой фактической производительности и потерь из-за брака в работе. Соответственно, КП.В. = (Ф — ТО — ТТ) / (Ф — ТО), КП.П. = ПФ / (Ф — ТО — ТТ) х qЧ, КП.Б. = (ПФ — ПБ) / ПФ. В приведенных выражениях обозначены: Ф — планируемый фонд времени в ч, ТО — потери времени по организационным причинам в ч, ТТ — потери времени по техническим причинам в ч (ремонты, ТО и др.), ПФ — фактическая выработка в единицах продукции, qЧ — нормативная выработка за час рабочего времени, ПБ — бракованная продукция. На величину коэффициента ПЭ.И. оказывает влияние качество сдаваемых в аренду машин, возраст и техническое состояние машин, качество сопутствующих и вспомогательных услуг, предоставляемых АП, а также степень участия потребителей в использовании машин. Подробно все это рассмотрено во 2-й части статьи. По нашему мнению показатель ПЭ.И. может быть использован для подтверждения повышенной ценности товара АП (см. 2-ю часть статьи). Организация сервиса сдаваемой в аренду техники (3) направлена на: сокращение ее простоев по техническим причинам, ухудшение в минимальных пределах технического состояния машин (оборудования), сокращение затрат на эксплуатацию техники и обеспечение высоких ликвидных цен при ее продаже. Состав процесса технического сервиса рассматривается во 2-й части статьи. Особо важными являются меры по техническому
сервису, осуществляемые после каждой сдачи машины в аренду (см. 1-ю часть статьи). Обеспечение запасными частями и эксплуатационными материалами (4) предусматривает поставку материальных ресурсов, необходимых для реализации процессов 2 и 3 (Рис. 6). Обеспечение запасными частями включает**: классификацию и кодирование; прогнозирование спроса; формирование структуры складов; создание запасов; организацию складского хозяйства; контроль запасов; взаимоотношения с поставщиками; управление запасами; получение, обработку и отправку частей. Финансовое обеспечение (5) направлено на обеспечение необходимыми финансовыми ресурсами процессов 1, 2, 3, 4, 6 (Рис. 6). В составе этого комплекса можно выделить следующие группы процессов: прогнозирование потребности в денежных средствах по комплексам процессов (Рис. 6), выбор внешних источников поступления денежных средств, составление бюджета, обеспечение эффективного потока денежных средств, оценка финансовых затрат и управление себестоимостью, осуществление эффективных капитальных вложений в приобретение техники и развитие эксплуатационно-ремонтной базы, формирование и использование специализированных фондов накопления финансовых ресурсов. Информационное обеспечение (6) направлено на обеспечение необходимой информацией процессов 1, 2, 3, 4, 5, а также эффективного функционирования «Системы управления парком техники». Данный комплекс процессов включает: определение (уточнение) потребности в информации, необходимой для функционирования основных процессов и управления ими; создание (совершенствование) системы измерения текущих показателей комплексов процессов; создание (совершенствование) информационной системы, ориентированной на конкретных пользователей и состоящей из пяти подсистем,
каждая из которых включает сбор, обработку, хранение, передачу и распределение информации о прошлом, настоящем и предполагаемом будущем из различных источников с помощью компьютера. В передовой практике широко используется организационное проектирование СУПТ на основе документирования (см. 1-ю часть статьи). Назначается руководитель по управлению парком техники. Кроме того, назначаются руководители всех комплексов процессов (Рис. 6). Ежегодно в письменном виде составляются цели и задачи по управлению парком техники. В развитие их составляются планы по каждому из комплексов процессов с учетом прогрессивных нормативов. Соответственно на основе современных методов осуществляется реализация планов и контроль их исполнения. Использование координатора по аренде (Рис. 4). В преуспевающих АП особо важную роль в организации аренды техники играет специально обученный, с особыми личными качествами и высоко мотивированный координатор по аренде (КА). Такие координаторы должны быть в каждом филиале АП. Помимо координации работ по выполнению заказов КА обеспечивает получение заказов от первичных и существующих клиентов по телефону и в офисе. Кроме того, он способствует получению важной информации о клиентах, их нуждах, удовлетворенности клиентов, состоянии выполнения заказов по аренде и др. Ниже приводится вариант основных функций КА, используемых в зарубежной практике.
Получение и оформление заказов
◆ Ответы на все входящие звонки клиентов, встречи клиентов при их посещении АП. ◆ Информирование клиентов о повышенной ценности по отношению к конкурентам товара АП.
* Общая эффективность оборудования. Институт комплексных стратегических исследований. 2012 ** С.Н. Николаев. О «комплексной поддержке потребителей» силами производителей строительно-дорожной техники и их дилеров. (Часть 2). Мир дорог, № 57, 2011
76
мир дорог | август 2014
Образование и функционирование филиалов АП
Маркетинговая деятельность
5. Финансовое обеспечение формирования и использования парка техники
Комплекс важнейших действий АП по реализации поставленных целей Управление парком техники Максимизация коэффициентов эффективности аренды
Использование координатора по аренде
Работа торгового персонала
Рис. 4. Схема комплексов действий АП по реализации поставленных целей
◆ Обсуждение потребностей клиентов и предложение наиболее подходящей и безопасной техники для решения конкретных задач. ◆ Работа в тесной связи с торговыми работниками для удовлетворения потребностей клиентов. ◆ Показ клиентам техники в действии. ◆ Информация клиентов о сопутствующем оборудовании и услугах. ◆ Оценка клиентов с позиции платежеспособности. ◆ Рассмотрение с клиентом различных форм оплаты аренды. ◆ Получение информации от клиента о наличии у него страховки. ◆ Оформление предварительных заказов с последующим составлением договоров, ведение списка предварительных заказов. ◆ Принятие решения об использовании субаренды. ◆ Оформление договоров. ◆ Осуществление при наличии перерывов в работе телемаркетинга* и звонков к новым клиентам.
Организация выполнения заказов
◆ Уточнение информации об условиях поставки машин собственными силами. ◆ Координация и своевременная доставка и вывоз арендованной техники, в т.ч. с привлечением транспортных средств сторонних организаций. Использование «Журнала доставок» и оформление «Бланка о вывозе». ◆ Незамедлительное извещение клиента в случаях задержки доставки машин. ◆ Оказание содействия клиентам при возникновении у них проблем, в т.ч. при краже техники, возникновении несчастных случаев, повреждении машины. ◆ Координация и своевременное выполнение заявок на устранение отказов, полученных по телефону. ◆ Участие в замене техники. ◆ Консультирование клиентов по устранению несложных неисправностей.
2. Использование сдаваемой в аренду техники по назначению
6. Информационное обеспечение формирования и использования парка техники
4. Обеспечение запасными частями и эксплуатационными материалами (смазочными, топливом и др.)
3. Организация сервиса сдаваемой в аренду техники
90 %
А
80 %
Б
70 %
Использование времени (КИ.В.)
1. Формирование парка техники АП
Процессный подход
60 %
Г
В
50 %
40 %
30 %
20 %
10 %
0%
20 %
40 %
60 %
80 %
100 %
120 %
140 %
Использование денежных средств (КИ.Д.) (планируемое значение КИ.В. = 60 %, КИ.Д. = 50 %)
Рис. 6. Важнейшие процессы формирования и использования парка техники
Рис. 7. Диаграмма анализа эффективности аренды
◆ Регистрация дополнительных расходов по договору. ◆ Открытие и закрытие договора. ◆ Отслеживание всех просроченных договоров. ◆ Оформление завершения сделок, составление и отправка счетов. ◆ Принятие участия в продажах сопутствующих товаров, новых и б/у машин.
клиентам, сохранение клиентуры, возвращение потерянных клиентов. В передовой практике отработана рациональная организация службы сбыта**. Вариант основных обязанностей эффективно действующего в зарубежной практике продавца по реализации услуг в сфере аренды приводится ниже:
Получение и обобщение информации
◆ Сбор важной информации о клиентах и запись подробных сведений о них независимо от того, будет ли предоставлена услуга по аренде. ◆ Получение информации об удовлетворенности клиентов. ◆ Ведение «Журнала звонков». ◆ Ведение «Журнала упущенных возможностей». ◆ Регистрация предварительных заказов на аренду. ◆ Ведение журнала «Доставки и вывоза машин». ◆ Заполнение «Бланка о вывозе». ◆ Заполнение бланка «Замены машин». ◆ Хранение заполненных бланков сдачи/приемки техники. ◆ Ведение журнала «Субаренды техники». ◆ Заполнение бланка передачи техники в другие филиалы АП. ◆ Формирование и хранение информации по конкретным заказам.
Эффективная работа торгового персонала АП (Рис. 4). В составе АП различают функции сбыта. В значительной мере эти функции выполняет торговый персонал (продавцы услуг) и координатор по аренде. При этом функции сбыта являются частью функции маркетинга. Большая часть мер маркетинга стимулирует спрос на товар. В свою очередь сбыт, в основном, конвертирует спрос на товар АП в заказы клиентов. В общем случае, процесс сбыта включает: поиск потенциальных клиентов, первую продажу услуг потенциальным
◆◆ Развивать сбыт на закрепленной территории (поиск потенциальных клиентов, выявление возможных объектов для применения арендованной техники, посещение потенциальных клиентов по договоренности, посещение потенциальных клиентов без договоренности, осуществление звонков потенциальным клиентам, электронная рассылка предложений, рассылка предложений почтой и др.). ◆◆ Поддерживать благоприятные отношения с существующими клиентами. ◆◆ Осуществлять анализ конкуренции (еженедельно). ◆◆ Осуществлять анализ причин «упущенных сделок» (еженедельно). ◆◆ Опрашивать клиентов об их удовлетворенности товаром АП. ◆◆ Обобщать информацию по новым клиентам и объектам производства работ (еженедельно). ◆◆ Составлять график посещений и обзвона потенциальных клиентов по охватываемой территории на неделю, согласовывая этот график с непосредственным руководителем. ◆◆ Фиксировать все звонки относительно аренды за день и осуществлять учет деятельности за день, включая «упущенные возможности арендных сделок», передавая данную информацию непосредственному руководителю. ◆◆ Разрабатывать базу данных по клиентам, конкурентам и объектам производства работ.
* Использование телефона для продажи услуг непосредственно потребителю. ** Ф. Котлер, Г. Армстронг. Основы маркетинга. Профессиональное издание. Вильямс, 2009
77
мир дорог | август 2014 ◆◆ Использовать различные способы получения информации, контакты, приобретенные в ходе общения, и другие средства с использованием базы данных для подготовки новых проектов в конкретном районе. ◆◆ Проявлять высокую организованность и опыт в распределении рабочего времени для эффективного охвата закрепленной территории. ◆◆ Оказывать содействие финансовой службе в составлении базы клиентов с просроченными платежами. ◆◆ Контактировать со службой сервиса при запросах клиента относительно поломок и обслуживания техники.
дорожная техника
◆◆ Иметь в распоряжении необходимый запас информационных материалов и творчески использовать их для удовлетворения запросов клиентов. ◆◆ Работать непосредственно с координатором по аренде, контролируя наличие подписей клиентов на всех арендных договорах. ◆◆ Восприниматься клиентом как «устранитель проблем», эффективно справляясь с поступающими звонками и с «проблемами» клиента, при необходимости обращаясь к непосредственному руководителю. ◆◆ Быть легкодоступным для клиентов и сотрудников АП (по мобильному телефону). ◆◆ Время от времени осуществлять доставку арендуемой техники в сочетании с регулярными посещениями места производства работ с целью максимизации усилий АП в работах по транспортировке, а также для выполнения срочных требований заказчика. ◆◆ Демонстрировать потребителям повышенную ценность товара АП по отношению к конкурентам. ◆◆ Участвовать в технической поддержке клиентов во внеурочное время для поддержания степени удовлетворенности клиентов на должном уровне.
В передовой практике распространена технология продажи высокоценного товара по повышенным тарифам, не прибегая к скидкам*. Максимизация коэффициентов эффективности аренды (Рис. 4). В передовой практике широко используются показатели эффектив-
ности аренды КИ.В., КИ.Д., КИ.Ф. Данные показатели определяются по отдельным видам машин (оборудования); подвидам, включающим технику с отличающимися главными параметрами; моделям, а также парку АП (филиала) в целом. Коэффициент использования времени (КИ.В.) характеризует текущий спрос на определенные группы техники. КИ.В. рассчитывается следующим образом: КИ.В. = (ДА / ДП.Р.) х 100, где ДА — количество дней нахождения определенного подвида машин в аренде; ДП.Р. - количество потенциальных рабочих дней в рассматриваемом периоде. Коэффициент использования денежных средств (КИ.Д.) характеризует спрос на рынке и эффективность деятельности АП. КИ.Д. рассчитывается следующим образом: КИ.Д. = (ВА / ПС.) х 100, где ВА — фактическая выручка от арендных сделок за рассматриваемый период времени по определенной группе техники в руб.; ПС. — первоначальная стоимость рассматриваемой группы техники согласно бухгалтерской документации. Коэффициент использования финансовых возможностей (КИ.Ф.) определяется как КИ.Ф. = (ВА / ПВ.А.) х 100, где ВА — фактическая выручка от арендных сделок за рассматриваемый период времени по определенной группе техники в руб.; ПВ.А. — потенциальная выручка от аренды. В передовой практике регулярно, с периодичностью не менее 1 месяца, указанные коэффициенты определяются по определенным группам машин с помощью ЭВМ. При этом планируются изменения КИ.В., КИ.Д., КИ.Ф. для АП и периодически сравниваются фактические значения этих коэффициентов с планируемыми. По результатам сравнения принимается решение по улучшению работы АП. Общепризнано, что достижение высоких значений коэффициентов эффективности аренды является основой обеспечения успеха ап.
При расположении результатов (по КИ.В., КИ.Д.) в квадрате А следует: по мере возможности увеличить тарифную ставку; не пополнять парк техники до тех пор, пока финансовое использование не улучшится; уменьшить размер парка техники; оценить, нужны ли рассматриваемые машины в составе парка АП. При размещении результатов в квадрате Б следует: по мере возможности увеличивать ставки аренды, добавлять в парк технику с высокой эффективностью работы; остерегаться конкурентов; усилить продвижение товара на рынок. При размещении результатов в квадрате В целесообразно: изучить структуру ставок у конкурентов, по возможности снизить свои ставки, уменьшить размер парка, усилить продвижение товара. При размещении результатов в квадрате Г следует: усилить продвижение товара на рынок, рассмотреть повышение ставок аренды, рассмотреть возможность увеличения парка. Образование и эффективное функционирование филиалов АП (Рис. 4). В передовой практике применяют расчетные методы обоснования места расположения филиалов с использованием метода рангов. В качестве количественных показателей, характеризующих место расположения филиалов, используются статистические данные по: численности населения; объемам продаж товаров и услуг, строительству, промышленности, аренде и др. В передовой практике используют общепринятую оптимальную последовательность по созданию филиала. Обеспечение эффективного функционирования филиалов достигается на основе общих положений, приведенных в статье, а также при условии:
Регулирование тарифов по аренде и состава арендного парка с помощью коэффициентов эффективности аренды
*** Возможно, кто-то из прочитавших 3-ю часть статьи захочет что-то внедрить в своем АП. В этом случае целесообразно воспользоваться прогрессивными методами внедрения новшеств, часть из которых отражена в статьях автора на сайте www.msconsulting.ru.
Ниже приводятся варианты применения ежеквартальных фактических данных по КИ.В., КИ.Д. для определенной подгруппы техники с отличающимися главными параметрами с помощью диаграммы на Рис. 7. В соответствии с диаграммой:
◆ образования филиалов в виде бизнес-единиц с функциями «центра прибыли» (с закреплением за филиалами арендуемой техники); ◆ периодической (1 раз в квартал или в полгода) всесторонней оценки и корректировки деятельности каждого филиала с привлечением внешних аудиторов и руководящего персонала АП.
С. Н. Николаев, д. т. н., проф., академик РАПК
* Д.К. Андерсон, Н. Кумар, Д.А. Нэрус. Продавцы ценности. Как добиться увеличения продаж на рынках В2В, не прибегая к снижению цены. Минск, Гревцов Паблишер, 2009.
78
M
Y
ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ
ТОЧНЫЕ
ИЗМЕРЕНИЯ
Система измерения степени уплотнения на основе акселерометра, установленная на грунтовом катке, не всегда предоставляет точные данные. Machine Drive Power (MDP) — это инновационная технология измерения степени уплотнения, предлагаемая только компанией Caterpillar.
Система MDP осуществляет измерения на глубине, максимально близкой к толщине слоя отсыпки, даже в условиях связных грунтов позволяя получать более стабильные результаты по сравнению с системами на основе акселерометров. Благодаря этому вы можете быть уверены, что уплотняемый грунт выдержит предполагаемую нагрузку.
Особенности Глубина измерения *
Machine Drive Power (MDP)
Система измерения степени уплотнения на основе акселерометра
30–60 см (12–24 дюйма)
1,0–1,2 м (3,3–4,0 фута)
Возможность корреляции с испытанием нагружением плиты Совместимость с катками с гладкими вальцами, кулачковыми вальцами или вальцами, оснащенными сборными обечайками с кулачками Возможность использования при уплотнении зернистых или связных грунтов Измерение при включенной или выключенной системе вибровозбуждения Эксклюзивная технология Caterpillar® * В зависимости от типа грунта, влажности и других факторов.
Узнать о вариантах покупки или аренды продукции для предстоящих уплотнительных работ вы можете у местного дилера компании Caterpillar. Cat_Com_Paving_Site_2012326154819.pdf
1
3/26/12
6:02 PM
Наш сайт: www.cat.com/paving facebook.com/CATPaving youtube.com/CATPaving
Y
Y
R
QRXC1769 © Caterpillar, 2013. Все права защищены. CAT, CATERPILLAR, BUILT FOR IT, соответствующие логотипы, «желтый цвет Caterpillar», стиль внешнего оформления «Power Edge», а также использованные в настоящей публикации идентификационные данные корпорации и ее продукции являются товарными знаками компании Caterpillar и не могут использоваться без разрешения.
мир дорог | август 2014
На фронте погрузочных работ
дорожная техника
Фронтальные погрузчики смело можно назвать строительной «пехотой». Машины вроде незаметные, однако — незаменимые при работах с различными сыпучими материалами. И специалисты уделяют пристальное внимание выбору такой техники. Главные критерии здесь — надежность и универсальность. Об этой технике нам рассказал ведущий инженер-конструктор ООО «Завод «Дорожных машин» А. А. Молчанов.
80
Александр Алексеевич, какие фронтальные погрузчики предлагает ваша компания на российском рынке (мощность, эксплуатационная масса, вместимость ковша)? Что появилось нового в линейке техники и в работе компании? На данный момент наш завод предлагает универсальный погрузчик DM-30 «Волжанин» в наиболее часто используемом классе грузоподъемности 3 тонны. Он оснащен широко используемым дизелем производства Минского моторного завода Д-260.2 с эксплуатационной мощностью 90,4 кВт (123 л.с.) и гидравлической системой с применением компонентов ведущих отечественных производителей. Это позволяет достичь следующих эксплуатационных показателей: объем ковша 1,9 м3, номинальная грузоподъемность 3,4 тонны, общее время цикла 10,5 сек. Эксплуатационная масса машины составляет 10,5 тонн. Сейчас ведутся работы главным образом над увеличением надежности и безотказности трансмиссии. Для выполнения этой задачи было принято решение использовать мосты и раздаточную коробку итальянского производителя. Также параллельно ведутся работы по предложениям и замечаниям заказчиков. Новая модель будет запущена в серийное производство в октябре 2014 года. В настоящее время опытные погрузчики проходят последние испытания. А в чем основные преимущества ваших машин? Что позволяет им быть более производительными и надежными, особенно в условиях нашей страны? Что снижает стоимость владения? Главным преимуществом нашего погрузчика является использование гидростатической трансмиссии. В отличие от традиционной гидромеханической, состоящей из большого количества движущихся деталей в гидротрансформаторе и раздаточной коробке переключения передач, трансмиссия в нашем погрузчике сделана по иному принципу. Тандем гидронасосов привода хода и
рабочего оборудования крепится напрямую к двигателю, что позволяет убрать раздаточный редуктор, тем самым повысив КПД и немного уменьшив шум. Это также исключает дополнительную точку обслуживания. Коробка переключения передач присоединена непосредственно к заднему мосту и приводится от гидромотора, автоматически переключающего диапазоны работы под нагрузкой. Данное решение позволяет обеспечить минимальную скорость с высокой тягой при выполнении работ и высокую скорость при транспортировке. Увеличение производительности по сравнению с аналогами достигается как раз за счет гидростатической трансмиссии. Во-первых, это позволяет избавиться от утомительного переключения передач. В нашем погрузчике управление вперед-назад осуществляется с помощью блока управления с двумя педалями, а переключение режимов — транспортного и рабочего — с помощью кнопки на ручке управления рабочим оборудованием. Таким образом, достигается увеличение производительности за счет увеличения комфорта работы оператора. Во-вторых, использование регулируемого насоса привода и нерегулируемого аксиально-поршневого насоса привода рабочего оборудования ведущего российского производителя, а также мостов и КПП итальянского производителя увеличивает надежность и ресурс машины. Повышенный КПД гидростатической трансмиссии приводит к существенному снижению расхода топлива, а естественное для гидроконтура самоторможение значительно снижает износ тормозных дисков. Также, благодаря бесступенчатому регулированию скорости и тяги, снижается износ шин. И какие технические решения позволяют эффективно использовать различное навесное оборудование? Выполнение каких работ при этом становится возможным? С самого начала разработки мы позиционировали погрузчик как универсаль-
ный, с возможностью работы с различным дополнительным оборудованием, но в первую очередь со шнекороторным снегоочистителем. Учет его специфических требований (минимальная скорость движения вкупе с высокой тягой на этом режиме) стал одной из причин выбора гидростатического привода. Конструкция погрузчика обеспечивает быструю замену рабочего органа, что позволяет использовать его без простоя в зимнее или летнее время. Использование высокопроизводительного аксиально-поршневого насоса (вместо обычного шестеренного) исключительно для привода рабочих органов позволяет повысить производительность и ресурс работы, а также улучшить «совместимость» с разным оборудованием. В стандартную комплектацию входят трубы с быстроразъемными соединениями, с помощью которых можно оперативно подключать разные рабочие органы. Выполнение работ зависит исключительно от использовуемого рабочего органа. В качестве опции возможно использование универсального адаптера для подсоединения существующего оборудования. Александр Алексеевич, а что обеспечивает удобство управления и точность выполнения работ? При выполнении работ оператору нет необходимости убирать руки с руля управления и ручки управления рабочим оборудованием. Это позволяет быстро и точно выполнять необходимые рабочие операции, не отвлекаясь на переключение передач. Также все вспомогательные элементы управления находятся в зоне легкой досягаемости, обзорность кабины позволяет видеть все моменты работы. Что в организации сервисного обслуживания вы считаете особенно удобным для клиентов? Наиболее удобным я считаю быстрое реагирование нашей сервисной службы на заявки заказчика. Причем это правило выполняется как в рамках гарантийного (1 год или 1000 моточасов), так и послегарантийного обслуживания.
градостроительство
мир дорог | август 2014
82