Инновационные технологии и их роль в дорожном хозяйстве
Евгений КОШКАРОВ, д.э.н., Владимир ДМИТРИЕВ, д.т.н., СОГУ «Управление автомобильных дорог»
Инновационный процесс в дорожном хозяйстве представляет собой воплощение новшеств, как правило – результатов НИОКР, в научной, нормативно-технической продукции и запатентованных объектах промышленной собственности – нематериальных активах. При этом создается принципиально новое качество более технологичной продукции и формируются нормативно-технические требования к ее составу, которые используются впоследствии в инженерных дорожных проектах.
Существующая система технического регулирования, обеспечивающая проектирование, строительство и ремонт автомобильных дорог общего пользования, находится в стадии реформирования, регулируется в части дорожного хозяйства распоряжениями Росавтодора (по федеральным дорогам) и нормативно-методическими документами СОГУ «Управление автомобильных дорог» (по территориальным дорогам Свердловской области). Неотъемлемой составляющей системы является разработка по планам НИОКР дорожного хозяйства, нормативно-технических документов по вовлечению в проекты эффективных дорожных технологий и материалов.
Новейшие японские технологии XXI века в ТНК-BP
Существенными элементами развития системы проектирования строительства и ремонта автомобильных дорог в Свердловской области явились новые нормативнотехнические документы и научно-техническая продукция, созданная по заказу СОГУ «Управление автомобильных дорог» в рамках планов НИОКР областного дорожного хозяйства по разработке и опытному внедрению битумно-эмульсионных (холодных) дорожных технологий, улучшенных асфальтобетонных дорожных покрытий и прогрессивных (долговечных) конструкций дорожных одежд с применением местных техногенных материалов. Большинство из представленных инновационных технологий и материалов прошли опытно-производственную проверку в дорожно-климатических условиях Среднего Урала.
Эффективная организация производства в дорожном хозяйстве базируется на непрерывном инновационном процессе, осуществляемом в соответствии с тенденциями и динамикой научно-технического прогресса. При рассмотрении динамики технологических инноваций можно выделить фазы зарождения и материализации нового технического решения, кульминации (активного производственного использования), неизбежного прекращения жизненного цикла в результате освоения инновации или вытеснения более эффективной.
Предложены типовые функциональные алгоритмы процессов устойчивого развития инновационной деятельности, функции соответствия «ресурс – потребность – непрерывность», организации управления устойчивостью процесса развития, формирования целей и задач процессов организации и управления. Раскрывается сущность научной категории технологической инновации как материализующегося технологического новшества, то есть находящегося в процессе, развитии, в процессе внедрения в практику. Уточнены роль и значение НИОКР для инновационного процесса. Первая – опытно-исследовательская стадия НИОКР – является предпосылкой зарождения технологической инновации, вторая – опытно-промышленная – по сути, рождает технологическую инновацию. Технологическая инновация имеет два основных периода эволюции жизненного цикла: развитие (становление) и завоевание рынка, в процессе которого она либо воспринимается производством товаров и услуг, либо вытесняется новой, более прогрессивной.
Современные технологии дорожного строительства
Инновационная модель в дорожно-строительном производстве предполагает использование в проектах только современной высокопроизводительной техники, более качественных технологий и материалов, применение которых соответствует уровню транспортных нагрузок на дорожную одежду и обеспечивает наибольшую долговечность автодорог (межремонтный срок технической эксплуатации) в рамках выделяемых на строительство и ремонт финансовых ресурсов. Оценка эффективности технических решений по приведенным затратам становится решающим фактором повышения эффективности дорожно-строительного комплекса в инновационной модели развития дорожного хозяйства.
Первоначально ожидаемая эффективность нового технического решения может прогнозироваться по коэффициентам продления межремонтного срока эксплуатации дорожной одежды. В дорожном хозяйстве за последние 10 лет накоплен большой опыт внедрения новых дорожно-строительных технологий и материалов, позволяющий выделить на сегодняшний момент наиболее эффективные, апробированные в дорожных условиях и имеющие разработанную нормативную базу. В условиях Свердловской области внедрены и рекомендованы к широкому использованию новые материалы и технологии, такие как:
– устройство самоомоналичиваемых оснований дорожных одежд из металлургических шлаков предприятий черной металлургии (НТМК, СМЗ, НСММЗ) – по методическим рекомендациям, разработанным совместно с Омским СоюздорНИИ. Используются при строительстве а/д Серов – Ивдель – Ханты-Мансийск и на территориальных автодорогах, с применением шлаковых материалов в основаниях дорожной одежды (объем внедрения – около 20 км/год);
– внедрено и расширяется применение улучшенных (более качественных и долговечных) асфальтобетонов по типу ЩМА (со стабилизирующими добавками «Виатоп-66» и «Хризотоп») на основе кубовидного щебня, имеющие значительное преимущество по сравнению с типовыми марками асфальтобетона по устойчивости к сдвигу (предотвращение колейности), макрошероховатости (высокий коэффициент сцепления, не нужно дополнительной поверхностной обработки) и долговечности (срок службы дорожного покрытия продлевается в 2 раза). Введено порядка 50 км автодорог с новым типом покрытия (ЩМА, БМО) и расширяется их применение – щебеночно-мастичное покрытие марки ЩМА-15 использовано при реконструкции магистрали «Екатеринбург – аэропорт Кольцово в строительный сезон 2008г.;
– для повышения надежности и долговечности дорожных конструкций активно начали применяться геосинтетические материалы: нетканые синтетические материалы марки «Геоком» для укрепления земляного полотна (пример: автодорога Екатеринбург – Тюмень, обход г. Камышлова); геосетки для армирования асфальтобетона
– дорожные сетки ССНП 50/50-25 и 100/100-25 ХАЙВЭЙ производства фирмы «Стеклонит» – используются на автодорогах федерального и территориального значения; объемные георешетки (геоматы) для укрепления откосов насыпи (выемки) и конусов путепроводов;
– внедрены современные технологии: шероховатой поверхностной обработки (ШПО) с синхронным распределением вяжущего и щебня «Чип-Сил», технология устройства слоев износа из литой эмульсионно-минеральной смеси «ЭМУЛЬДОР». Для этих технологий разработаны специальные катионные битумные и битумно-полдимерные эмульсии. Объемы устройства ШПО по технологии «Чип-Сил» составляют 200–220 км/год. Устройство слоев износа автодорог по технологии «Сларри-Сил» составляет до 100 км/год. Эти технологии продлевают срок службы покрытий автодорог в 1,5–1,7 раза и эффективны по производительности и качеству отремонтированного дорожного покрытия;
– внедрена технология холодной регенерации с использованием ресайклера RACO-550 (ФГУП «Свердловскавтодор») и стабилизирующих добавок битумной эмульсии в регенерируемую смесь (асфальтогранулят). Технология является одной из наиболее прогрессивных для капитального ремонта автодорог с асфальтобетонным типом покрытия, отличается высоким показателем ресурсосбережения и энергоэффективностью. Обновляет полностью дорожную одежду, исключая повторное появление трещин, отраженных от старого дорожного покрытия;
– внедрено покрытие из полимерасфальтобетона (опытные участки на автомобильных дорогах Малахово – Бобровское в Байкаловском районе и Н.Серги – Михайловск – Арти). В дорожном хозяйстве имеется современная установка «Беннингхофен» по производству полимерно-битумного вяжущего. Необходимо продолжать работы по дальнейшему внедрению ПБВ с новыми эффективными модификаторами и полимерами (Элвалой, PR-PLAST, СБС и др.);
– разработаны научно обоснованные единичные нормы и расценки по применению новой техники в дорожном строительстве, при ремонте и содержании автодорог (разработчики – «Уралэкономцентр» и Уральский филиал «РосдорНИИ»);
В настоящее время активно ведутся опытно-экспериментальные работы по внедрению инновационных дорожных технологий, таких как:
– технология армирования асфальтобетона полимерными добавками PR PLAST (ФГУП «Свердловскавтодор», Уральский филиал «РосдорНИИ» и ЗАО «Росеврострой», г. Екатеринбург);
– стабилизация грунтов с немецкой добавкой «КИНПРО НАНО-СИСТЕМ» (кафедра транспорта и дорожного строительства УГЛТУ, «КИНПРО-Холдинг», ПТУ «Уралдорсервис»);
– использование Тринидадского асфальтита для повышения качества и долговечности асфальтобетона (ЗАО «Жасмин», «Балтхиминжиниринг»);
– внедрение новых деформационных швов для мостовых сооружений (Мостоотряд № 72), температурно-неразрезные конструкции мостов и путепроводов (Мостстройпроект), применение сталефибробетона в проезжей части мостов (УралгипродорНИИ), гофрированные арочные металлоконструкции (Кировстроймост) и ряд других;
– представляет практический интерес использование в дорожном строительстве армогрунтовых конструкций на слабых основаниях, с геосетками и георешетками типа «Тенсар», «Славрос» и «Гекса».
Внедрение новых технологий потребовало принципиально поднять качество дорожных работ и организовать производство современных дорожно-строительных материалов для их осуществления – кубовидных щебней, активированного минерального порошка и катионных битумных эмульсий. В Свердловском управлении автодорог в свое время была создана и укомплектована современным оборудованием лаборатория контроля качества материалов и дорожных работ.
В последние годы создана современная производственная база: запущены в эксплуатацию новые производственные мощности улучшенных по качеству дорожно-строительных материалов для дорожной отрасли. Наиболее крупные объекты – Монетный щебеночный завод (производительностью по кубовидному щебню – 700 тыс.м3/ год); Сухоложская битумно-эмульсионная база – производительностью по битумной эмульсии разных марок (для устройства слоев износа, ямочного ремонта и холодной регенерации автодорог) – 10 тыс.т/год. Реконструированы производства инертных материалов на заводах–поставщиках щебня для нужд дорожной отрасли (ОАО «Ураласбест», Первоуральское рудоуправление и др.). Налажено производство локальных установок для подготовки щебня и битума на АБЗ (разработчик – ЗАО «НОМБУС»).
Внедрение новой техники, технологий и материалов инициативно осуществляется в подрядных дорожно-строительных организациях. Все основные подрядчики положительно относятся к внедрению инноваций и оказывают организационно-техническое содействие инновационным разработкам, предоставляя технику, ресурсы и опытные участки для выполнения работ.
Общая схема организации инновационной деятельности в дорожном хозяйстве учитывает испытания инновационной продукции в производственных условиях (выпуск опытных партий, строительство опытных участков), разработку НТД и сертификацию качества инновационной продукции. Такой подход к организации инновационного процесса в дорожном хозяйстве получил поддержку проектных и дорожно-строительных организаций.
Результативность моделирования инновационной деятельности заключается в развитии теории управления технологическими инновациями, рассмотрении их в качестве продуктово-технологической платформы на современном этапе научно-технического прогресса. Введено в научный оборот качественно новое понятие – модуль функционального соответствия управления инновационной деятельностью для повышения эффективности организации производства. Установлена связь систем управления с объектами инновационной деятельности в дорожном хозяйстве и в смежных отраслях промышленного производства – в топливно-энергетическом комплексе и индустрии строительных материалов.
Методические принципы оценки экономической эффективности инноваций могут быть сопоставительными, основанными на сравнении базовой (существующей) и новой (предлагаемой) технологии, и инвестиционными, основанными на расчете дисконтированных денежных потоков затрат и результатов инновационного проекта. Сопоставительный и инвестиционный методы оценки должны дополнять друг друга при технико-экономическом обосновании инновационных проектов. Важным в современных условиях становится учет всех значимых факторов для такого сложного процесса, как инновационная деятельность, формальный подход к которому приводит к неизбежным ошибкам и неточностям в экономической оценке ожидаемого результата, и как следствие, к упущенной выгоде. Вероятность ошибок снижается корректной оценкой рисков в условиях высокой степени неопределенности инновационного проектирования.
Суммирование дисконтированных доходов участников инновационного процесса для определения общей полезности инновации осуществляется графическим моделированием или иными математическими расчетными методами. Полученный срок окупаемости инновационного проекта и обратная величина (коэффициент эффективности) в случае крупных инфраструктурных проектов целесообразно сравнить с нормативом окупаемости капитальных вложений (Е=0,12), характеризовавший ранее предел их эффективности.
Следует отметить, что до сих пор отсутствует удовлетворительная методика оценки эффективности развития дорожной сети. Эффект от снижения транспортных издержек при строительстве автодорог не дает полноты экономической картины обоснования инвестиций в дорожные проекты. Окупаемость затрат на строительство автодорог должна учитывать длительный срок жизненного цикла автодорог и мостов (не менее 30 лет), определяться по критериям развития инфраструктурных проектов. Недостаток методической базы оценки транспортных проектов сдерживает развитие инфраструктуры, негативно отражается на темпах дорожного строительства и экономического роста.
По разработанным алгоритмическим решениям выполнены расчеты и проведена оценка экономической эффективности ряда инновационных проектов – организации производства резинобитумной мастики для дорожного строительства, обоснование производства кубовидного щебня для нужд дорожного хозяйства на Монетном щебеночном заводе.
Доказана необходимость и эффективность производства катионных битумных эмульсий «Эмульдор» на Сухоложской БЭБ для выполнения дорожных работ по современным «холодным» технологиям.
Со стороны органов управления дорожным хозяйством – федеральных и территориальных – необходимо осуществлять техническое регулирование и координацию инновационной деятельности, дальнейшее финансирование НИОКР, разработку проектной документации с использованием передовых технологий и материалов, при соответствующем технико-экономическом обосновании.
Источник: www.bridgeart.ru
Инновационные методы дорожного строительства
Модернизация транспортной инфраструктуры и дорожного строительства представляет собой основу инновационных решений, которые постепенно внедряются в России. Это необходимо для того, чтобы перемещение автотранспортных средств сделать более безопасным и доступным, а дорожное полотно – более надежным и долговечным. Из-за повышения требований к состоянию дорожных одежд в настоящее время внедрение инноваций становится неотъемлемым условием для строительства и развития транспортных сетей.
Использование инновационных технологий в дорожном секторе России:
Зарубежный опыт показывает, что транспортная инфраструктура служит основой развития других отраслей народного хозяйства. Специфика дорожной сферы и ее значение в экономическом развитии РФ позволяет определить ключевые направления инновационных технологий:
- инновационные материалы;
- инновационные технологии проектирования дорог;
- инновационные приемы укладки дорожного полотна;
- инновационные методы восстановления дорожного полотна;
- инновационные технологии эксплуатации готового объекта;
Традиционные методы строительства и проектирования дорог в России вытесняются новыми технологиями, что положительно влияет на развитие дорожной отрасли. Применение цифровых технологий при проектировании дорог позволяет построить модель жизненного цикла автомобильной дороги и рассчитать необходимую транспортную инфраструктуру.
Наиболее распространенными программными продуктами для проектирования автомобильных дорог являются «AutoCAD Civil 3D» (США), «CARD/1» (Германия), «GIP» (Россия), «ROBUR» (Россия). В России внедрена комплексная система проектирования асфальтобетонного покрытия SUPERPAVE, используемая для дорожных одежд с повышенными эксплуатационными характеристиками. Инновационными материалами в дорожном строительстве становятся дренирующий асфальтобетон, пористомастичные асфальтобетонные смеси, цветные асфальтобетонные смеси, модифицированные битумы, полимерно-битумное вяжущее, изготовленное из термопластов и другие материалы.
При реконструкции автомобильных дорог дорожно-строительные компании используют технологию регенерации и стабилизации основания (ресайклинг). Процесс основан на повторном использовании материалов старой дорожной одежды, что позволяет снизить затраты на строительство.
К современным инновационным приемам укладки дорожного полотна можно отнести: – метод высокотемпературной запрессовки; – совокупность методов укрепления грунта, в том числе, использование пенополистирольных плит, стабилизаторов грунта, георешеток и геотекстиля. Для улучшения сцепных качеств и снижения шумности дорог в процессе строительства используют различные модификаторы. Применение фибробетона при укладке поверхностного слоя дорожного полотна позволяет создавать особо прочные покрытия, устойчивые к регулярным механическим нагрузкам, препятствующие возникновению различных дефектов (ямы, трещины, неустойчивость к антигололедным реагентам).
К модернизационным технологиям относится и цементобетон. Битум в составе строительной смеси замещается более прочным и износоустойчивым цементом с полимерными добавками, повышающие несущую способность дорожного полотна и увеличивающие его потребительские характеристики.
В качестве инновационных технологий в дорожном строительстве применяются геотекстильные ткани. Особенность их действия состоит в способности разделять слои грунта с разными физикомеханическими свойствами, перераспределять напряжение в основании насыпи, повышать несущую способность основания, а также увеличивать устойчивость откосов. Ускорение отвода воды с дорожного полотна способствует улучшению работоспособности дренирующих слоев, укреплению влажного грунта, а также прерывает капиллярное поднятие воды.
При ремонте и восстановлении дорожного полотна применяются технологии литых асфальтобетонных смесей, инфракрасного ремонта, гидрофобизации, нанофобы и метод химической фрезеровки. Для укладки дорожной одежды используется пеностекольный щебень, получаемый по технологии наноструктурной модификации поверхности дисперсного стекла. Инновационный продукт обладает повышенной прочностью, теплопроводностью и влагостойкостью, что позволяет сэкономить на стоимости строительства дорог. Инновационные проекты, реализуемые в сфере дорожного строительства, требуют комплексного применения вышеперечисленных технологий.
Инновационные проекты строительства автомобильных дорог: российский и зарубежный опыт Обеспечение экономического роста является приоритетной задачей любого государства. Строительство автомобильных дорог имеет ярко выраженный инфраструктурный характер, и его специфика состоит в распространении инновационного эффекта на все отрасли экономики. Использование мирового опыта применения передовых технологий позволит модернизировать дорожную сеть и увеличить протяженность автомобильных дорог, так как существует прямая зависимость между плотностью автомобильных дорог и национальным доходом на душу населения.
К инновационным технологиям следует отнести Умные дороги, однако, строительство последних в России затруднено в силу экономических и климатогеографических условий. Компоненты Умных дорог, применяемые в РФ, это – датчики движения автомобилей и пешеходов, фото- и видеокамеры, модули управления светофорами и уличным освещением, метео-датчики, электронные дорожные знаки и информационное табло на остановках, контроллеры интенсивности и скорости движения автомобилей, паркоматы, навигация GPS/ГЛОНАСС.
Рассмотрим возможности внедрения инновационных решений зарубежных стран применительно к РФ. Свето-накопительная маркировка дорожного полотна, применяемая в Нидерландах, обеспечивает значительную экономию на издержках освещения дорог. Использование интерактивного света на магистралях с малым количеством машин повышает ночную видимость и способствует энергосбережению.
Для пользователей электромобилей разработан проект приоритетной электрической полосы, позволяющий за счет магнитной индукции заряжать свои транспортные средства во время движения. Solar Roadways (солнечные дороги) представляет собой проект установки солнечных панелей из особого стекла со встроенными светодиодами и микропроцессорами вдоль дорог, позволяющих обеспечить быстрое и безопасное торможение при любой скорости, а также осуществлять таяние снега и освещение трасс.
Использование пластика в качестве наполнителя при производстве бетона экономит невозобновляемые природные ресурсы, что снижает затраты на строительство новых и реконструкцию существующих дорог, но оказывает негативное влияние на природу и здоровье человека. Результатом применения биотехнологий в разработке дорожностроительных материалов английскими учеными стало создание «умных» бетонов на основе цемента (самовосстанавливающиеся дороги). Проведенный анализ зарубежных инновационных технологий показал, что их внедрение в РФ требует значительных капиталовложений и согласованных действий заказчиков, проектировщиков и подрядчиков строительства, а для использования мировых достижений в российской практике при строительстве автодорог необходимы более сложные инженерные решения, чем во многих зарубежных странах.
Внедрение инновационных технологий необходимо для развития устойчивой транспортной инфраструктуры и решения экологических проблем. Для активного внедрения инноваций необходимо не только менять нормативную базу и повышать квалификацию проектировщиков, но и в корне пересматривать вопрос об устаревшей программе обучения в российских строительных университетах, делая высшие учебные заведения ориентированными на новые современные технологии проектирования и строительства автотранспортных путей, формируя программу, предусматривающую изучение нововведений в сфере дорожного хозяйства. Для успешного внедрения инновационных технологий и последующего их использования необходимо решение конкретных задач: – изменение программы обучения студентов строительных вузов путем введения тем об инновационных технологиях строительства автотранспортных дорог; – изменение и усовершенствование нормативной базы посредством внедрения нововведений; – привлечение крупных инвестиций; – создание разнообразных квот для победы в конкурсах; – развитие и стимулирование инициативности со стороны заказчиков и проектировщиков; – повышение профессионализма и компетенции проектировщиков и подрядчиков. Благодаря комплексному и целенаправленному решению поставленных задач страна сможет достичь уровня, при котором не только расширит использование уже применяемых инновационных технологий, но и осуществит внедрение других инноваций, что продемонстрирует успешный экономический рост Российской Федерации.
Источник: sumpro.ru
Инновационные технологии в дорожном строительстве Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»
Аннотация научной статьи по экономике и бизнесу, автор научной работы — Харун М.И., Костюкова К.А., Харисова Г.А., Матлахова А.С., Махиянова А.Р.
В статье рассмотрены ключевые направления использования инновационных методов дорожного строительства; исследованы инновационные технологии, применяемые при строительстве дорог в России; приведены примеры инновационных материалов дорожного полотна; сопоставлены перспективные проекты зарубежных и российских исследователей; произведен сравнительный анализ накопленной стоимости при эксплуатации дорожного полотна; разработаны методы повышения производительности в дорожном строительстве
Похожие темы научных работ по экономике и бизнесу , автор научной работы — Харун М.И., Костюкова К.А., Харисова Г.А., Матлахова А.С., Махиянова А.Р.
Повышение эксплуатационных параметров земляного полотна с использованием геоматериалов в условиях Вьетнама
INNOVATIVE TECHNOLOGIES IN ROAD CONSTRUCTION
In article the key directions of use of innovative methods of road construction are considered; the innovative technologies applied at construction of roads in Russia are investigated; examples of innovative materials of a roadbed are given; perspective projects of foreign and Russian researchers are compared; the comparative analysis of the saved-up cost at operation is made
Текст научной работы на тему «Инновационные технологии в дорожном строительстве»
ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ
М.И. Харун, К.А.Костюкова, Г.А. Харисова, А.С. Матлахова, А.Р. Махиянова Российский университет дружбы народов, Инженерная академия
В статье рассмотрены ключевые направления использования инновационных методов дорожного строительства; исследованы инновационные технологии, применяемые при строительстве дорог в России; приведены примеры инновационных материалов дорожного полотна; сопоставлены перспективные проекты зарубежных и российских исследователей; произведен сравнительный анализ накопленной стоимости при эксплуатации дорожного полотна; разработаны методы повышения производительности в дорожном строительстве
проектирование дорог, дорожное покрытие, инновационные материалы История статьи:
Дата поступления в редакцию: 22 марта 2017
Дата принятия к печати: 31 марта 2017
Мировой опыт показывает, что формирование и развитие транспортной инфраструктуры часто является катализатором развития других отраслей народного хозяйства и целых регионов. В условиях бюджетных ограничений в России реализация задач государства по поддержанию и расширению дорожной сети часто ориентирована на минимизацию стоимости работ на этапе непосредственного строительства, что не соответствует подходу развитых стран, основанному на управлении стоимостью и затратами на эксплуатацию дороги как конечного актива в течение всего жизненного цикла1. Данный вектор подтверждается и развитием современных инновационных технологий в сфере дорожного строительства.
Специфика исследуемой сферы и ее значение в народнохозяйственном комплексе позволяет определить следующие основные направления инновационных технологий (рисунок 1).
Рассмотрим данные направления более подробно.
2Безручко И.А. Чтобы дороги служили дольше// Дороги. Инновации в строительстве. — 2015. — Декабрь. — С. 86-87.
использование инновационных материалов
использование инновационных технологий проектирования дорог
инновационные способы укладки дорожного полотна
инновационные методы реставрации и восстановления нарушенного дорожного полотна
инновационные технологии эксплуатации готового объекта
методы повышения производительности в дорожном строительстве
Рис. 1. Ключевые направления использования инновационных технологий
в дорожном строительстве
время как цементобетонные дороги в течение первых 10-12 лет практически не требуют расходов на ремонт3.
Стоимость работ по проектированию обычно формирует 3-5% стоимости подрядных контрактов, при этом именно экономия расходов на проектирование, отражающаяся на качестве и проработанности проектных решений, чаще всего является источником снижения цены контракта4. Примерами современных программных продуктов для проектирования автомобильных дорог являются «AutoCAD Civil 3D» (США), «CARD/1 »(Германия), «GIP» (Россия), «ROBUR» (Россия).
К современным инновационным способам укладки дорожного полотна можно отнести метод высокотемпературной запрессовки, а также совокупность инновационных методов укрепления грунти, в том числ е, использование пенополистирольных плит как основы дорожного полотна, стабилизаторов грунт а с цементирующим каталитически-связующим действием, георешеток и геотекстиля5.
К инновационным методам ремонта и восстановления дорожного полотна можно отнести технологию литых. асфальтоб етонных смесен, инфракрасного ремоноа, г идрофобиоации, применение для восстановления разрушенного полотна нанофобов и метода химической фрезеровки неровностей6.
Псречиаленныеинновационные технологии нередко использтются в комплексе при реализацие инновационных проектов в сфере дорожного строительства. В России формируется система ин-
3Бадьин Г.М., Сычев С.А. Современные технологии строительства и реконструкции зданий. — СПб.: БХВ-Петербург,
4Скворцов О.В. Проблемы внедренля инновацийпри проектарии анииавтемобильных дорог//Трарспорт Российской Федерации. — 2011. — №2. — С. 50.
5Корочкин А.В. Проектирование нежестких дорожных одежд. — М.: Издательство «МАДИ», 2005. — 130 с. — С. 72-80.
формирования заинтересованных лиц об инновациях в отрасли. Так, «Росавтодор» формирует перечень прогрессивных материалов, новых технологий и техники в специальном регулярно обновляемом разделе на официальном сайте, раз в год публикует каталог инноваций в дорожном отрасли в России7.
Зарубежные исследователи предлагают перспективные инновационные технологии, которые ориентированы на экологичность и снижение ущерба, наносимого окружающей среде при строительстве и эксплуатации дорог. Так, в отчете «Будущее высокоскоростных магистралей» компания «ARUP» рассматриваются такие перспективные технологии как «самозалечивающийся» бетон, содержащей бактерии, способные восстанавливать целостность полотна при небольших трещинах, дорога с основой из солнечных батарей, способная дистанционно заряжать движущиеся по ней электромобили8.
Европейская компания «Heijmans» описывает разработку голландских ученых в рамках проекта «Умная дорога», которая предусматривает нанесения дорожной разметки фотолюминесцентными материалами, восприимчивыми к температурным изменениям. В морозную погоду на дороге с такой разметкой появляются символы в форме снежинок, предупреждающими водителя об оледе-нении9. Похожий материал для нанесения дорожной разметки, светящейся в темное время суток используется в пилотном проекте Роснано «Инновационная дорога», который предназначен к реализации в Москве, Татарстане и Рязанской области10.
Для исправления ситуации государство должно стимулировать и развивать инвестирование проектов строительства дорожных объектов с улучшенными долгосрочными жизненными циклами с учетом не только первоначальных затрат на проектирование и возведение, но и долгосрочных затрат в перспективе (расходов на ремонт дороги и эксплуатацию, установление ограждений, нанесение дорожной разметки).
7Федорченко М.А. Управление инновациями в дорожном хозяйстве// Вестник Удмуртского университета. — 2015. — Т.5. — №2. — С. 68.
8Marshall Т., Luebkeman С. and ete. Future of Highways. — L.: ARUP, 2014. — 31 р.
2. Бадьин Г.М., Сычев С.А. Современные технологии строительства и реконструкции зданий. -СПб.: БХВ-Петербург, 2013. — 85 с. — С. 42.
3. Безручко И.А. Чтобы дороги служили дольше// Дороги. Инновации в строительстве. — 2015. -Декабрь. — С. 86-87.
4. Корочкин А.В. Проектирование нежестких дорожных одежд. — М.: Издательство «МАДИ», 2005. -130 с. — С. 72-80.
6. Скворцов О.В. Проблемы внедрения инноваций при проектировании автомобильных дорог// Транспорт Российской Федерации. — 2011. — №2. — С. 50.
7. Федорченко М.А. Управление инновациями в дорожном хозяйстве// Вестник Удмуртского университета. — 2015. — Т.5. — №2. — С. 68.
9. Marshall Т., Luebkeman С. and eta Future of Highways. — L.: ARUP, 2014. — 31 р.
Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:
М.И.Харун, К.А. Костюкова, Г.А. Харисова, А.С. Матлахова, А.Р. Махиянова.
Инновационные технологии в дорожном строительстве // Системные технологии. — 2017. — № 22. —С. 5—8
INNOVATIVE TECHNOLOGIES IN ROAD CONSTRUCTION
МЛ. Kharun, K.A.Kostyukova, GA. Kharisova, А.S.Matlakhova, А^. Маkhiyanova Peoples’ Friendship University of Russia, Engineering Academy
Abstract Key words
In article the key directions of use of innovative methods of road construction road design, road surface, innovative
are considered; the innovative technologies applied at construction of roads materials
in Russia are investigated; examples of innovative materials of a roadbed are Article history:
given; perspective projects of foreign and Russian researchers are compared; Date of receipt in edition:
the comparative analysis of the saved-up cost at operation is made 22 March 2017
Источник: cyberleninka.ru
5 дорожных инноваций
Современные технологии и материалы ускоряют строительство автомагистралей, улучшают их качество. Изменяется и эксплуатация дорог. РБК+ выбрал пять самых прогрессивных идей в этой сфере.
Smart-дорога
Самоуправляемые автомобили, появление которых на дорогах общего пользования, по многим прогнозам, не за горами, потребуют преображения всей улично-дорожной инфраструктуры. Она должна будет иметь связь в режиме real time для обмена информацией с цифровыми, телеметрическими, геопозиционными устройствами автомобилей. Дороги будут оборудованы камерами и устройствами «компьютерного зрения», всевозможными датчиками, передающими информацию о ситуации на трассе и около нее водителю (в перспективе — роботу), пассажирам, а также формирующими базу big data. Внедрение подобных технологий позволит существенно повысить безопасность дорожного движения и сократить аварийность, откроет колоссальные возможности для анализа транспортных потоков.
Автодороги и транспортные средства постепенно превращаются в интегрированную интеллектуальную систему. «Активно внедряются интеллектуальные системы управления трафиком в зонах крупных городских агломераций, что в столице уже оказало положительное влияние на загрузку улично-дорожной сети. При этом внедрение интеллектуальных систем на автодорогах, запуск беспилотного движения в нашей стране будет зависеть не только и не столько от скорости развития технологий, сколько от формирования соответствующей нормативно-правовой базы», — говорит вице-президент Центра экономики инфраструктуры Павел Чистяков.
Цифровой двойник
Технологии BIM (Building Information Modeling) дают возможность проектировщикам создать понятную модель будущей дороги со всеми необходимыми характеристиками на всем ее протяжении, включая сложные развязки, эстакады, мосты и тоннели. В автоматическом режиме происходит сопряжение всей информации о потенциальных нагрузках, трафике, пиковых временных периодах, климате, учитываются внешние факторы, связанные с расположенными вдоль трассы объектами. Скорость, с которой эта технология позволяет анализировать данные, на несколько порядков превосходит старые методы. BIM позволяет в 3D-формате заранее увидеть все элементы дорожно-транспортного сооружения, анализировать его эксплуатационные параметры и варьировать себестоимость проекта.
«Цифровизация городов просто невозможна без сближения технологий ГИС и BIM: беспилотный транспорт будет использовать дорожную инфраструктуру, которая проектируется сейчас. Для того чтобы все это стало реальностью, компании продолжат инвестировать в области, где пересекаются возможности информационного моделирования и геопространственного анализа», — считает технический эксперт по направлению «Инфраструктура» компании Autodesk Алла Землянская.
Один из наиболее известных примеров транспортных объектов, построенных в мире с помощью BIM-технологий, — проект второго автодорожного моста Сутун через реку Янцзы в Китае общей длиной 57 км (2007). Элементы имитационного моделирования также применялись при строительстве моста через Керченский пролив.
Почти как сталь
С помощью современных материалов сегодня можно совершить революцию в строительстве. В частности, компания LafargeHolcim разработала ультрасверхвысокопрочный бетон Ductal, его прочность на сжатие (130–250 Мпа) почти в десять раз больше, чем у бетона обычных марок. Элементы из Ductal или UHPC (ultra high performance concrete) получаются в несколько раз тоньше по сравнению с аналогами из обычного бетона. Это позволяет экономить на логистике, монтаже и значительно снижать вес сооружений.
В строительстве объектов транспортной инфраструктуры UHPC широко применяют для мостовых конструкций, так как его показатель пористости — один из самых низких среди искусственных минеральных материалов. Плюс он стойко выдерживает «агрессию» со стороны окружающей среды, химических веществ, высоких температур горения, почти не подвержен абразивному износу. «Аналогов разработки бетонов с такими свойствами мало, хотя в России они тоже есть — за счет различных заполнителей, снижающих пористость, — зола-унос, микрокремнезем и т.п. Безусловно, материал значительно увеличит жизненный цикл искусственных сооружений», — говорит генеральный директор Конструкторско-технологического бюро бетона и железобетона Артем Давидюк.
Архитекторы ценят в Ductal сочетание феноменальных конструктивных и декоративных качеств. Финишная отделка этому материалу не требуется: его внешняя красота и так безусловна. Увидеть UHPC «в деле» довольно просто, мировые архитекторы часто воплощают с его помощью свои задумки. Например, во Франции материал использован в изготовлении изогнутых панелей фонда Louis Vuitton или элементов стадиона «Жан Буэн» в Париже, моста Республики в Монпелье, башни Жана Нувеля в Марселе.
Покрытие из мусора
Проект PlasticRoad был заявлен голландскими компаниями KWS Infra и VolkerWessels в 2015 году. Но пока так и не реализован. Тем не менее заложенный в проект принцип весьма интересен.
Он предусматривает создание дорожного покрытия из переработанного пластикового мусора, собранного в Мировом океане. Из него должны создаваться сборные дорожные детали, из которых монтируется покрытие. «Сборное производство и легкая конструкция делают конструкцию PlasticRoad простой задачей. Дороги можно построить за несколько недель.
Также намного легче контролировать качество дороги», — говорится в материалах VolkerWessels. Пластик устойчив, при его применении появляются возможности для генерации альтернативной электроэнергии, создания обогреваемых дорог, уверены в компании. Кроме того, детали PlasticRoad имеют полое внутреннее пространство, которое может использоваться для прокладки кабелей и труб.
В 2016 году с инициативой создания проекта дороги из пластика в России выступил депутат Госдумы Александр Старовойтов. Тогда же о желании протестировать технологию заявили в столичном ГБУ «Центр экспертиз, исследований и испытаний в строительстве». «Мы проверим ровность такой дороги, уклоны, толщину, прочность, долговечность. Основные характеристики проверим все.
Вопрос: как будет вести себя пластик в жару и холод? Можем и нагреть пластик в рамках проверки», — комментирует тренд директор ГБУ Виктор Егоров. Впрочем, пока срок внедрения данной технологии неизвестен.
«Умная» техника
Так называемая дорожная одежда — это сложная и многослойная структура из грунта земляного полотна, нескольких слоев щебня, песка и их смеси, асфальтобетона и пр. Задачей систем управления техникой является формирование поверхностей каждого слоя. Для работы таких систем требуется использование 3D-цифровых моделей «комплексных коридоров» автодорог, то есть поверхностей структурных слоев, для каждого из которых нужен определенный вид техники на каждом этапе выполнения работ, объясняют в «Autodesk Россия».
Сейчас производство «умной» дорожной техники внедряется на отечественных машиностроительных предприятиях. В частности, концерн «Тракторные заводы» на заводе в Чебоксарах оснащает некоторые свои машины интеллектуальной системой нивелирования, позволяющей обеспечить точное позиционирование ковша экскаватора или отвала бульдозера. В скором времени планируется создание нового бульдозера с полноценной бортовой информационно-управляющей системой, которая будет обеспечивать контроль функционирования всех агрегатов, позволит полностью автоматизировать управление машиной и ее рабочим оборудованием, в том числе в дистанционном режиме.
«Применение «умных» машин позволяет повысить уровень производительности, исключить человеческий фактор и обеспечить безопасность оператора техники, который может дистанционно управлять несколькими машинами одновременно», — считает генеральный директор производственной компании ЧАЗ Владимир Антонов.
Источник: plus.rbc.ru
Инновационные технологии в дорожном строительстве
В России активно внедряются новые технологии дорожного строительства. Поддержку этому процессу оказывают и федеральные структуры. Принят целый пласт нормативных документов, регламентирующих этот процесс и стимулирующих организации к инновационному развитию.
Дорожно-строительная отрасль активно внедряет инновационные технологии в свою практику. Если в 2013 году было реализовано 183 таких проекта на 816 участках, то в 2018 году было применено уже 244 новации, охватившие 686 участков. В основном речь идет о применении новых материалов: дренирующего асфальтобетона, пористо-мастичных и цветных асфальтобетонных смесей, модифицированных битумов, полимерно-битумных вяжущих, геосинтетики, полимерных композитов.
В строительстве автодорог все интенсивнее применяются технологии стабилизации грунтов, укрепления слоев и механической стабилизации с использованием геосинтетических материалов. В капремонте используется регенерация и так называемый холодный ресайклинг – это усиливает несущую способность и снижает затраты, потому что материалы можно использовать повторно.
При содержании используются тонкие слои износа, что сохраняет характеристики дороги и оберегает ее от раннего износа. Для этого на покрытие наносится специальная смесь, состоящая из каменных материалов, эмульсии и цемента. На сегодняшний день такая технология была задействована уже более чем на более 1 900 км автомобильных дорог. При этом в нынешнем и следующем году метод объемно-функционального проектирования планируется использовать на 3 тыс. километрах федеральных трасс.
Полимерные композиты позволяют заметно увеличить коррозийную стойкость и снизить вес дорожных сооружений – они легче стальных аналогов в 5 раз, а бетонных – в 20. В 2019 году полимерные композиционные материалы применялись казенными учреждениями на 99 объектах в РФ. Самые распространенные из них – это перильные заграждения, водоотводы, армирование насыпей, создание цоколей и опор освещения.
Новые технологии входят и в правовое обеспечение дорожных работ. В прошлом году Росавтодор заказал разработку 93 стандартов, в том числе 92 по Перспективной программе стандартизации в области дорожного хозяйства Минтранса России. С конца прошлого года и по 2021 год Федеральное дорожное агентство должно разработать еще 70 тематик научно-исследовательских работ. Федеральное дорожное агентство внедряет и технологии информационного регулирования.
Речь идет о создании информационной системы, состоящей из взаимосвязаных элементов, где будут данные об объекте капитального строительства на каждой стадии его жизненного цикла. Еще в 2016 году главой Росавтодора принято решение о поэтапном внедрении BIM-технологий (информационного моделирования). Согласно документу, должна быть создана нормативная база и программно-технологическая платформа для разработки информационных моделей дорожных объектов. На первых этапах речь идет о пилотных проектах, в перспективе – о переходе на ее использование при проектировании и строительстве всех дорог общего пользования в стране.
По этому плану ведомство уже ввело в действие ОДМ 218.3.105-2018 «Методические рекомендации по организации взаимодействия участков разработки проектной и рабочей документации на пилотных проектах строительства, капитального ремонта и реконструкции автомобильных дорог с применением BIM-технологии» и разработало ПНСТ «Применение BIM-технологий при строительстве и эксплуатации автомобильных дорог. Общие требования», который должен быть утвержден в первой половине нынешнего года.
Существует множество нормативных актов, регулирующих внедрение новых технологий в сферу дорожного строительства. Еще в 2007 году Федеральное дорожное агентство издало письмо, где рекомендовало применять «Методические рекомендации по организации освоения инноваций при проектировании, строительстве, реконструкции, капитальном ремонте, ремонте и содержании автомобильных дорог и искусственных сооружений на них». Рекомендации по расширению применения прогрессивных технологий содержались и в постановлении Правительства РФ № 658 от 2017 года. При этом стандарты на технологии и материалы разрабатываются и утверждаются организациями самостоятельно, хотя этот процесс и регламентирован государственными документами, например, статьей 14 Федерального закона № 162 «О стандартизации в Российской Федерации» от 2015 года. Порядок их рассмотрения определен ОДМ 218.1.002-2010 «Рекомендации по организации и проведению работ по стандартизации в дорожном хозяйстве».
За 2018 года Федеральное дорожное агентство согласовало 83 стандарта организаций. За январь-октябрь прошлого года – 37. Во всех случаях речь шла о повышении технических требований. Например, к стабилизирующим добавкам, материалам и конструкциям армирования, дорожным ограждениям.
Агентство также решило допустить использование любых видов модификаторов на основании результатов межлабораторных испытаний. При этом производителям рекомендовано разработать и дополнить регламент входного контроля, регламент введения модификатора в битум, регламент транспортировки, укладки и уплотнения модифицированной смеси.
Иными словами, агентство занимается постоянной популяризацией внедрения новых материалов и технологий при работе на дорогах федерального значения. Однако использование их без согласования в федеральной структуре недопустимо.
Источник: autosila24.ru