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
Современные технологии в строительстве дорог
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).
Какими будут Дороги Будущего? Новые технологии
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
Строительство дорог современная технология
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
Технологии строительства дорог по современным стандартам
Технологии строительства дорожного полотна и благоустройства прилежащих к дорогам территорий постоянно совершенствуются и развиваются. Наша компания использует в своей работе только актуальные методики, современные материалы, новейшее профильное оборудование. Мы в кратчайшие сроки разворачиваем монтажную площадку, мобилизуем собственный парк спецтехники, подготавливаем сметную и проектную документацию, согласуем и корректируем расчеты.
Мы занимаемся дорожным строительством с 2007 года: в штате нашей организации заняты исключительно квалифицированные сотрудники с обширным опытом практической деятельности. Предлагаем наиболее адекватные в регионе цены на услуги и полное соответствие работ нормативам ГОСТ и СНиП.
Строительство дорог по современным технологиям
от компании ООО «Велес»
Современные этапы дорожного строительства
Мы практикуем все виды дорожных работ независимо от их объёма, уровня сложности, технологии дорожного покрытия. Используем только высококачественные расходные материалы, прошедшие проверку на экологическую безопасность. Щебень, гравий, песок для дорожного строительства мы добываем из собственных карьеров.
Используем только внутренние производственные мощности: в распоряжении нашей фирмы – заводы по производству асфальта, органических вяжущих для дорожного строительства, линии по изготовлению бордюрных конструкций и дорожной плитки. Мы сочетаем оперативность работ с постоянным контролем качества на каждой стадии строительства.
Строительство дороги осуществляется
строго поэтапно:
Устройство песчаной подушки, укладка полимерной георешетки (для I и II категории дорог), устройство щебеночного оснавания и его уплотнение
Устройство дорожного покрытия из асфальтобетонных смесей (щебня или асфальтовой крошки для облегченных типов дорожных одежд)
Благоустройство дороги и прилегающей территории — установка барьерных ограждений, светофоров, лежачих полицейских, ландшафтные работы и озеленение.
На подготовительном этапе обязательно проводится изучение рельефа местности для выявления специфики грунта и особенностей рабочей зоны. План строительных работ составляется на основании полномасштабного исследования территории: в ходе геодезических изысканий выявляются опасные и наиболее трудные для работы участки. Учитываются природные процессы и явления – такие, как наличие грунтовых вод, характер почвы и грунта.
Заказ услуг в компании «Велес»
По состоянию муниципальных и федеральных трасс можно судить о благополучии региона и страны в целом. Наша организация вносит посильный вклад в улучшение текущей дорожной ситуации: мы асфальтируем автомобильные дороги с длительным сроком эксплуатации и повышенным запасом прочности. Обратившись к нам, вы можете быть спокойны за качество, функциональность и эстетичный вид полотна.
Новые технологии, которые мы применяем в процессе устройства трасс и магистралей, существенно снижают темп разрушения покрытия. Наши конструкции с применением эластичных полимерных материалов, гидроизоляции, геотекстильного полотна для разделения песка и грунта и георешетки между слоями щебня и песка делают «дорожный пирог» максимально устойчивым к коррозии и климатическим факторам.
- Сугубо профессиональный подход;
- Применением самых актуальных инноваций в дорожном строительстве;
- Поэтапный контроль работы;
- Строгое соблюдение санитарных норм и технологических условий;
- Гарантийное обслуживание объектов;
- Наличие полного комплекта разрешительной документации;
- Более 700 квалифицированных сотрудников в штате;
- Применение собственного оборудования и техники из своего автопарка;
- Гарантия на объект 5 лет.
На данный момент мы проложили сотни километров дорог в Тульской области и всей России на сумму свыше 90 млрд. рублей. Наши цены всегда прозрачны, честны и обоснованы: мы уважаем своих партеров и дорожим собственной репутацией, поэтому трудимся на совесть и предоставляем только высококачественные услуги.
Источник: moscow.roads-pro.ru
Современные технологии в проектировании автомобильных дорог
В последнее время отмечается значительное повышение требований со стороны заказчика к качеству проектов транспортных сооружений в условиях необходимости сокращения сроков проектирования. В этой связи актуальной задачей является внедрение новых технологий на всех этапах разработки проектов от инженерных изысканий до расчетного обоснования и проектирования.
Современные технологии проектирования предполагают, во-первых, использование профессионального программного обеспечения для решения поставленных задач, во-вторых, наличие специальных средств организации совместной работы над проектом, что позволяет повысить достоверность данных и минимизировать время на согласование изменений, и в-третьих, возможность проектирования транспортного сооружения как единого объекта, включающего связанные между собой элементы. В этом случае внесение изменений в один элемент автоматически приводит к изменению других, связанных с ним, что, в свою очередь, значительно сокращает время проектирования. Рассмотрим основные характеристики программных средств, на базе которых может быть построена современная технология проектирования объектов инфраструктуры, а также примеры решаемых с их помощью задач.
Программа GeODin
Эта программа предназначена для обработки данных инженерно-геологических изысканий.
Инженерно–геологические изыскания — необходимый этап предпроектного исследования территории, предусмотренной для строительства. Результаты, полученные на этом этапе, во многом определяют технологию проектирования и строительства, а также дают необходимые данные по характеристикам грунтов, которые используются при расчетном обосновании.
Для решения задач обработки данных полевых и лабораторных исследований в рассматриваемой технологической цепочке предлагается использовать программу GeODin разработки немецкой компании FUGRO. Эта программа позволяет выполнить не только обработку данных с получением необходимых графиков и таблиц, но также создать Базу Геологических Данных территории, которая может пополняться, корректироваться и использоваться при проектировании других объектов. На рисунках представлены графические материалы, полученные в GeODin в результате обработки данных инженерно — геологических изысканий.
Рис. 2. Отчет по статическому зондированию
Рис. 3. Геологический разрез
Программный комплекс Plaxis
Данный комплекс предназначен для выполнения расчетного обоснования проекта, учитывающего совместную работу конструктивных элементов в сложной геотехнической системе «сооружение-основание» с учетом технологии строительства объекта и его дальнейшей эксплуатации. Для линейных сооружений прежде всего выполняются расчеты для обоснования проектов дорожных насыпей разного назначения. При выполнении этих расчетов инженер-проектировщик сталкивается с большим количеством сложных геотехнических задач. Эти задачи связаны с необходимостью учета в проекте ряда важных положений и факторов, к которым можно отнести:
- геологическое строение неоднородного грунтового основания, свойства грунтов и протекающие в них механические процессы;
- особые условия строительства, связанные с близостью существующих сооружений, наличием инженерных коммуникаций;
- технологии строительства земляного полотна и технологии искусственного улучшения грунтов основания;
- применение комбинированных строительных конструкций наземных и подземных сооружений и их взаимодействие с грунтом;
- статические и динамические условия нагружения при строительстве и эксплуатации сооружения.
Правильный выбор решения стоящих перед проектировщиками задач определяет высокие показатели экономичности и надежности возводимых и эксплуатируемых объектов транспортного строительства.
Одним из современных программных средств для геотехнических расчетов является программный комплекс Plaxis, представляющий собой пакет прикладных вычислительных программ для конечно-элементного анализа напряженно-деформированного состояния сложных геотехнических систем.
Ниже приведены общие характеристики двух проектов насыпей автомобильных дорог и некоторые результаты их расчетного обоснования с помощью Plaxis.
Первый пример связан с проектом насыпи участка кольцевой автомобильной дороги (КАД) вокруг Санкт-Петербурга, выполненным ОАО «Трансмост».
Инженерные изыскания выявили достаточно сложное геологическое строение участка со слабыми обводненными техногенными отложениями переменной мощности. Для усиления слабого грунтового основания по рекомендации «СоюздорНИИ» в проекте было предложено использовать грунтоцементные сваи, объединенные гибким ростверком из двух слоев георешетки «TENAX». Насыпь имеет облицовочную стенку с металлическими оцинкованными анкерами из арматурной стали и армирована геосинтетическим материалом «Stabilenka».
В качестве второго примера рассмотрен проект реконструкции участка автодороги «Раздольное — Хасан» в Приморском крае, выполненный ОАО «Ленгипротранс».
Результаты инженерно-геологических изысканий выявили сложное неоднородное строение грунтового основания, представленного слабыми водонасыщенными грунтами разного вида и состояния. Обеспечение общей и местной устойчивости земляного полотна дороги на слабом основании предусматривает устройство пригрузочных берм и укладку в тело насыпи геотекстиля «Stabilenka» с послойной отсыпкой песчаного грунта полным фронтом, его уплотнением и выдержкой по времени.
Приведенные ниже рисунки иллюстрируют некоторые результаты расчетов, выполненных с учетом основных этапов строительного периода и протекающего за это время процесса консолидации слабых водонасыщенных грунтов основания.
Полученные результаты позволяют оценить совместную работу насыпи и основания, а также работу отдельных конструкционных элементов сооружения. Программный комплекс Plaxis давно занимает ведущее место среди специальных компьютерных программ и пользуется заслуженной популярностью у инженеров-проектировщиков в различных областях строительства, как надежный и простой в работе инструмент проектирования.
Рис. 4. Вертикальные перемещения системы «основание-насыпь» для КАД Санкт-Петербург
Рис. 5. Вертикальные перемещения системы «основание-насыпь»
для автодороги «Раздольное — Хасан»
Рис. 6. Перемещения нижнего полотнища гибкого ростверка под насыпью КАД Санкт-Петербург
Рис. 7. Оценка устойчивости системы «основание-насыпь» автодороги «Раздольное-Хасан»
Программа AutoCAD Civil 3D
Программа предлагает технологию проектирования будущего. Использование этой программы позволяет решить задачи обработки данных геодезических изысканий (создания топоплана и цифровой модели рельефа) и проектирования транспортных объектов в единой информационной среде. Это практически исключает необходимость конвертации данных из одной программы в другую, что, как правило, связано с потерей времени, а иногда и самих данных. Но самое главное, в AutoCAD Civil 3D реализован подход проектирования дороги как единого трехмерного объекта. Необходимая рабочая документация — чертежи плана, профиля, сечений, ведомости и таблицы создаются на основе этой модели.
Все объекты Civil 3D имеют логические связи между собой. Структуру этих связей можно проследить на следующей схеме:
Благодаря этой взаимосвязи, 3D модель проектируемого объекта является динамической, т.е. при изменении исходных данных она целиком обновляется. Например, после внесения изменений в данные о поверхности земли, обновляется продольный профиль, перестраивается коридор, меняются поперечники, пересчитываются объемы и вносятся новые параметры в таблицы и чертежи. Таким образом, вся работа ведется только на основе актуальных данных.
Данная динамическая трехмерная модель одновременно с мощным функционалом программы позволяют заметно сократить время рассмотрения нескольких вариантов, разработки проектов любой сложности, внесения изменений.
С помощью программы AutoCAD Civil 3D можно разрабатывать проекты как строительства новых, так и реконструкции существующих автомобильных и железных дорог, транспортных развязок и многих других объектов инфраструктуры.
В качестве примера, можно рассмотреть несколько типовых проектов, выполненных в программе AutoCAD Civil 3D.
Первый проект — это двухуровневая транспортная развязка типа «клеверный лист». В рамках этого проекта была создана трехмерная модель всего объекта. Исходными данными служили точки поверхности, трассы пересекающихся главных дорог с продольными профилями и типовые поперечники.
Учитывая геометрию поперечников, первоначально были запроектированы круговые съезды, а затем — правосторонние. Отвод поперечного уклона на съездах с 20% до 40% обеспечивался с помощью дополнительного продольного профиля по внешней кромке съезда.
Модели всех съездов и главных дорог были созданы как отдельные коридоры, что позволило определить объемы земляных работ и материалов отдельно по каждому съезду и по каждой дороге.
Второй проект — это реконструкция городской улицы. В рамках этого проекта были решены задачи реконструкции проезжей части проспекта с прилегающими тротуарами и сохранением красных линий.
Динамическая модель, создаваемая в программе AutoCAD Civil 3D, позволила быстро определить оптимальную отметку оси проезжей части, учитывая положение водосборных колодцев и отметки красных линий.
Третий проект — это реконструкция перекрестка. Для обеспечения водоотвода были запроектированы продольные профили по лоткам, а непростая геометрия описана с помощью дополнительных трасс. Привязка модели коридора к дополнительным трассам и профилям позволила учесть все нюансы городского перекрестка.
Работа в программе AutoCAD Civil 3D основана на работе с объектами и их типами, поэтому задавая новый тип можно легко менять вид объектов на экране или в чертеже. Такой подход дает возможность настройки на отраслевые стандарты оформления чертежей.
На сегодняшний день задачу автоматизированного проектирования в той или иной степени решают большинство проектных организаций, при этом вопрос коллективной работы и управления проектами зачастую остается нерешенным. Для решения такой задачи компания Autodesk предлагает приложение Vault, которое входит в поставку AutoCAD Civil 3D. Программа Autodesk Vault позволяет организовывать проекты, доступные пользователям с определенными правами. Преимуществом этой системы является возможность добавления к проектам и дальнейшей работы абсолютно с любыми файлами. Любое изменение фиксируется в журнале проекта, что позволяет отследить, кто и когда редактировал данные и, в случае необходимости, восстановить любую версию файла.
Отличительной особенностью программы Autodesk Vault является интеграция ее в Civil 3D. Это позволяет получить доступ к проекту непосредственно из программы AutoCAD Civil 3D, а также создавать ссылки на отдельные объекты чертежа: поверхности, трассы, профили и др.
Современные условия эксплуатации объектов инфраструктуры предъявляют постоянно возрастающие требования к проектным работам как нового строительства, так ремонта и реконструкции. Соответствовать таким требованиям можно лишь при условии внедрения новых технологий проектирования и использования современного программного обеспечения:
- GeODin для обработки данных инженерно-геологических изысканий;
- Plaxis для геотехнических расчетов;
- AutoCAD Civil 3D для проектирования.
А.И. Голубев,
к.т.н., с.н.с.
О.Л. Лиферова,
нач отдела САПР
Гражданского строительства
А.Н. Терно,
ведущий инженер САПР
объектов инфраструктуры
ООО «НИП-Информатика»
Источник: www.nipinfor.ru
Современные технологии дорожного строительства | Дорожные ноу-хау
Так повелось в последние годы, что каждый сезон дорожных работ преподносит Красноярску очередную новинку. Пока городские автолюбители усматривают в них повод посудачить о попытках властей «закопать» бюджетные деньги поглубже и посовременнее, контролирующие органы бдят, чтобы экспериментальные для дорог краевого центра технологии применялись в соответствии с методическими рекомендациями производителя, а также нормативами и техническими регламентами, если такие существуют.
Виктор Добровольский, государственный инспектор отдела надзора за строительством дороги промышленных объектов Службы строительного надзора и жилищного контроля Красноярского края
Пару лет назад в Красноярске уже практиковался холодный асфальт. Новинку поспешили анонсировать чуть ли не как панацею, когда из-за бюрократических проволочек сезон дорожного ремонта — 2009 начался в июле. Разумеется, часть работ выпала на межсезонье с минусовыми температурами и слякотью, так что огрехи экспериментальной методики не заставили себя ждать. Уже весной 2010-го городские власти признали, что в нашем климате надежда на зимний ремонт дорог не оправдалась, и вернулись к традиционной технологии горячего асфальта. Правда, «первый блин» не остановил дальнейшие опыты с новыми составами и материалами, хоть и в меньших масштабах.
Вслед за холодным асфальтом обкатку на красноярских дорогах прошел асфальт литой. Очередную ставку департамент городского хозяйства делает на струйно-инъекционную технологию локального ремонта, при которой небольшие выбоины (в пределах 40×60 см) заполняют мелким щебнем? предварительно обработанным битумной эмульсией в камере смешения машины. В этом году город может себе позволить опробовать новые технологии, ведь губернатор края Лев Кузнецов и мэр Красноярска Петр Пимашков назвали ремонт, строительство и реконструкцию дорог одним из основных приоритетов. На эти цели направлено свыше 2,3 миллиарда рублей из федерального, краевого и городского бюджетов.
«Нанопленка» для дорог
С легкой руки СМИ этот кричащий ярлык приклеился к эмульсионно-минеральной смеси под названием «Сларри Сил» (Slurry Seal). Конечно, революционного «нановзаимодействия» веществ на уровне атомов при смешивании с водой мелкой фракции дробленого щебня, битумной эмульсии и минеральных наполнителей не происходит. Зато получается холодная смесь, способная, подобно ламинату, «запечатать» поверхность асфальта, образуя верхний слой износа.
Для работы со смесью «Сларри Сил» у производителей закупаются специальные химические добавки и наполнители, прочие же компоненты, обычные в дорожном строительстве, — инертные материалы и битум — подрядчик приобретает отдельно, так что цена готового материала выйдет вполне бюджетной по сравнению с составами, выпускаемыми в промышленных масштабах. Роли компонентов смеси таковы: битум связывает смесь, придает ей пластичность, долговечность и обеспечивает адгезию; щебень и минеральные наполнители задают стойкость к нагрузкам; химические добавки регулируют скорость «формирования» смеси на дороге.
Готовит рабочий состав прямо на улице особая смесительно-распределительная установка, которая бывает самоходной (на базе автомобиля) либо прицепной. В ней дробленый щебень и битумная эмульсия смешиваются с водой и минеральными наполнителями. Процесс этот довольно быстрый и занимает несколько секунд, после чего нанесенная на дорогу с помощью этой же установки смесь застывает за счет быстрого распада битумной эмульсии. Движение на «запечатанном» участке дороги можно открывать через несколько часов.
В отличие от холодного асфальта, «Сларри Сил» имеет ограничения по температуре использования. «Эффективнее всего покрытие будет работать, если нанесено при температуре воздуха не ниже плюс 15 градусов, — отмечает государственный инспектор отдела надзора за строительством дорог и промышленных объектов Службы строительного надзора и жилищного контроля Красноярского края Михаил Ступников. — Если на улице холоднее, качество его существенно снижается. Влажность основания, на которое укладывается смесь, исключая скопления жидкости, особой роли не играет, поскольку в самой смеси присутствует вода».
После прошлогоднего успешного эксперимента технология «Сларри Сил» стала смелее применяться на красноярских улицах: так, Семафорную, где год назад выполнили тестовый участок, в нынешнем сезоне обработали этой смесью практически на 70%. Надо заметить, разработка не предназначена для ремонта покрытий, имеющих значительные поверхностные разрушения (трещины, провалы), она способна лишь продлить «жизнь» асфальтобетонного покрытия. «Лучше всего наносить „Сларри Сил“ до начала разрушения асфальта, — говорит Михаил Ступников. — Цель покрытия — сохранить существующий асфальт, если же он начинает разрушаться, поможет только ремонт».
Как сообщили красноярские информационные агентства, в этом сезоне по такой технологии будет обработано около 100 тыс. кв. м нового дорожного полотна — около 30 тыс. кв. м улицы Семафорной и примерно 70 тыс. кв. м на «Красноярском рабочем». Эти работы обойдутся бюджету в 23 млн рублей. С одной стороны, сумма немаленькая, если рассматривать ее как дополнительный расход к стоимости ремонта улиц. С другой, если периодическое обновление верхнего слоя действительно убережет асфальт в тяжелых условиях нашего климата, технология может обернуться существенной экономией. Ведь бесконечно модифицировать состав асфальта, добавляя в него все более дорогие компоненты, государству невыгодно, а ремонт по старым стандартам уже не отвечает новым условиям эксплуатации дорог.
— «Сларри Сил» защищает от климатического воздействия покрытие дорог, на городских дорогах двухсантиметровый слой поверхностной обработки способен выдержать 3–5 лет эксплуатации при стандартных нагрузках, — объясняет способ применения смеси Михаил Ступников. — За счет обработки асфальтобетонное покрытие не подвержено доступу влаги, испытывает меньшее механическое воздействие от разгона и торможения транспорта. Гораздо проще нанести защитный слой, чем ремонтировать дорогу, делать асфальтобетон заново. Кстати, предел прочности «Сларри Сил» подходит под нагрузки правого берега, где проходят транзитные магистрали большегрузного транспорта. Эффективность нового материала на красноярских дорогах будет оцениваться на практике, пока все исходят из опыта применения этой технологии в других регионах».
Геосетка
Геосетку — рулонный материал ячеистой структуры из полимерных нитей или лент — широко используют сегодня для увеличения срока службы асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог. «Наиболее часто после нескольких лет эксплуатации дороги на ее поверхности возникает сеть трещин, причиной которых может служить не только нарушение технологии работ, но и превышение расчетных нагрузок от транспорта, — рассказывает государственный инспектор отдела надзора за строительством дорог и промышленных объектов Службы строительного надзора и жилищного контроля Красноярского края Виктор Добровольский. — Для минимизации дефектов дорожного покрытия и предотвращения развития трещин в конструктивный слой дорожного покрытия укладывают геосетку».
С 2007 года геосетку начали включать в проекты строительства и ремонта красноярских улиц, но не на всех участках дороги она работает одинаково эффективно.
«Геосетка применяется в покрытиях для предотвращения возникновения и развития трещин в асфальтобетонном покрытии дорог, препятствует смещению слоев покрытия относительно друг друга, — добавляет государственный инспектор отдела надзора за строительством дорог и промышленных объектов Службы строительного надзора и жилищного контроля Красноярского края Михаил Ступников. — Например, горизонтальные смещения обычно возникают в местах активного разгона и торможения транспортных средств. В отдельно взятых условиях, геосетка увеличит срок службы покрытия. На других участках, где воздействуют иные, она может оказаться бесполезной».
Пока дорожной одеждой с геосеткой заменяли обычный вариант покрытия в плановой последовательности дорожных работ (вновь построенные, реконструированные, капитально отремонтированные магистрали), армированные таким способом улицы оказались рассеяны по всему городу. Но наиболее масштабно и последовательно новая технология применена в жилом районе Покровском. Этой перспективной части города предстоит серьезное развитие — здесь уже пролегают магистральные улицы, и лучше заложить в них более совершенные материалы на этапе строительства, чем потом жалеть об упущенной возможности. Так, улица Мужества раньше не сообщалась с Брянской, сейчас этот и подобные ему транспортные выходы районного значения будут активно использоваться.
Продумывая конструкцию дорожной одежды в Покровском проектировщики остановились на повсеместном применении геосетки еще и в силу геометрических параметров дорог в этом районе со сложным рельефом, многочисленными подъемами и спусками: она уже заложена в основание улиц Чернышевского и Линейной. Был на улице Линейной еще один сложный участок, где старая дорога оказалась в конструктивном слое новой, существенно более широкой. Между слоями прежнего и нынешнего полотна положили геосетку, чтобы дорога не расходилась по новому и старому участку. Сопряжения внутриквартальных проездов и дорог районного значения при ремонте тоже армируют геосеткой.
Устройство дорожного полотна на Северном шоссе
Если проблема заключается не в условиях эксплуатации дорожного полотна, а в подвижности грунтов его основания, укрепить дорогу помогает георешетка. В Сибири грунты пучинистые, нестабильные, при этом интенсивность транспортного потока и объем грузоперевозок значительно возрастает с каждым годом. К примеру, раньше в расчетах ориентировались на максимальную массу автомобиля ЗИЛ-130, а сейчас на красноярских дорогах не редкость машины суммарной массой 40–60 тонн. Так требования нового времени обусловили появление новых материалов и технологий в строительстве дорог.
В Красноярске георешетку включили в проект дороги Северного шоссе, к работе над которой подрядчик — ЗАО «Сибагропромстрой» — приступил в этом году. Этот проезд обслуживает подъезды к складам, базам, производственным территориям и железнодорожным тупикам, поэтому 80% проходящего по нему транспортного потока составляют грузовые автомобили. В местах с пучинистыми грунтами, где расположено Северное шоссе, георешетку включили в проект обоснованно: в отличие от геосетки она работает не на прочность покрытия, а стабилизирует земляное полотно и основание дорожной одежды, как сетка-рабица, армирующая штукатурку.
С расположенной за Северным шоссе возвышенности каждую весну талые воды стекают к дороге, подмывая основание. Усиленный армокаркас поможет избежать подвижек слоев. К слову, тяжелому транспорту двигаться во время паводков по междугородним трассам и вовсе запрещено, ведь полотно насыщается водой от верхних слоев земли, расползается и разуплотняется, отчего давление большегрузных автомобилей приводит к просадкам на дороге.
«Георешетка будет являться своего рода скелетом магистрали, — говорит государственный инспектор отдела надзора за строительством дорог и промышленных объектов Службы строительного надзора и жилищного контроля Красноярского края Виктор Добровольский. — Конструкция увеличивает прочность земляного полотна, что, в свою очередь, положительно скажется на долговечности дороги и безопасности ее эксплуатации».
Первая в Красноярске георешетка
В зависимости от задач выпускаются георешетки разного размера ячеек и высоты. По словам представителя подрядчика, георешетку в Красноярск поставляет подмосковный завод. Заказчик пригласил поучаствовать в тендере на поставку две фирмы, которые смогли предоставить образцы этой решетки, и испытание нового материала состоялось на улице Чернышевского. Правда, в Покровском уложили всего 100 кв. м георешетки, ведь целью было убедиться, что решетка выдержит необходимые нагрузки.
Для Северного шоссе выбрали решетку высотой 200 мм с ячейками 200 на 200 мм. По информации ЗАО «Сибагропромстрой» георешетка увеличила стоимость проекта на 35 млн рублей, удорожание составило 12% по сравнению с обычной конструкцией дорожного полотна, но в условиях пучинистых грунтов это оправдано. Чтобы увеличить несущую способность дороги, первым слоем в основании сформировали рабочий слой из щебня, скального грунта высотой 72 см, причем отсыпали и уплотняли его послойно, по 30–35 см.
Растянутую решетку фиксируют анкерами по краям дороги, производственным степлером прошивают между собой ее элементы, а затем ячейки согласно проектному решению заполняют песчано-гравийной смесью по технологии, рекомендованной заводом-изготовителем, — разравнивают наполнитель по ячейкам и уплотняют катком. Первые несколько дней шеф-контроль над укладкой вел представитель завода.
Проблемы контроля
Вслед за увеличением нагрузок и интенсивности движения описанные в последнем основном СНиПе по строительству дорог 1985 года технологии дорожного строительства и ремонта требуют изменений. Да и те правила, которыми приходится пользоваться, предусматривают очень большой разбег допустимых пределов значения. При этом во время эксплуатации разница между минимальной и максимальной величиной сильно ощутима, но заказчики, в особенности на объектах, финансируемых из бюджета, предпочитают придерживаться значений, близких к нижней границе. Формально норматив они выполняют, но страдает срок службы дорог без ремонта.
Чтобы сделать нормы более жесткими, нужно принимать нормативную базу на местном уровне. Инициатором разработки стандартов организации в дорожном строительстве в крае является Управление автомобильных дорог по Красноярскому краю.
Новые стандарты с сокращенным промежутком допустимых значений разработал для себя в прошлом году департамент городского хозяйства, но эта структура выступает заказчиком не всех дорожных работ, которые проводятся в Красноярске. Другие заказчики, например, районные администрации, не приняли собственных стандартов качества и пользуются техническими регламентами и нормативами, установленными федеральным законодательством. На долю районов в этом году выпал немалый объем работы — все подъезды к дворовым территориям (внутриквартальные дороги), частично ямочный ремонт. И если в мэрии есть своя служба технического надзора, то в районных администрациях подобные подразделения не предусмотрены — отсюда проблемы с оценкой качества дорожных работ.
Дороги «на глазок»
Зачастую единственным документом для новых технологий остаются технические условия, которые регламентируют сферу применения этих материалов, места, где они не должны применяться, процесс их укладки, нормы качества. В дорожном строительстве, в отличие от СНиПов, техусловия не обязательны к исполнению и выступают скорее инструкцией, чем жесткой нормой. Базируются они на рекомендациях завода-изготовителя и опыте применения материалов, технологий в других регионах либо странах.
В разработанных и утвержденных проектах капитального строительства, капремонта или реконструкции подробно описано, какие технологии каким способом применяются на каждом конкретном объекте. В соответствии с проектом проводятся работы, этим же документом инспекторы Службы строительного надзора руководствуются при проверках. Для текущего ремонта проектная документация в полном объеме не нужна, в этом случае подрядчик действует по рабочему проекту.
«В процессе работы контроль осуществляется при помощи точных приборов — тахеометров, нивелиров, чтобы обеспечить соблюдение контрольных параметров, — добавляет Виктор Добровольский. — На входном контроле мастер или производитель работ определяет визуально качество материала — он должен быть целостным, без деформаций, дефектов». Многие новые технологии, которые применяются впервые, не универсальны и определяются условиями, поясняет Михаил Ступников. «Например, надо срочно заделать локальное повреждение, а погода не позволяет провести ремонт традиционным горячим асфальтом, тогда выбоину ремонтируют холодным асфальтом, как предписывают документы. Как правило, потом на этом участке холодный асфальт остается и на следующий год, хотя он не должен быть постоянным покрытием и укладывается как временный вариант, пока не наступит сезон дорожно-строительных и ремонтных работ».
Пока красноярские заказчики учатся применять технологии в точности как рекомендует производитель, а подрядчики осваивают инновации в дорожном строительстве и ремонте на практике, горожане еще не раз покритикуют власти за «зарытые» в землю бюджетные средства. Впрочем, любая новинка проходит этап общественного недоверия и обкатки, часто сопряженной с дополнительными расходами. Главное, чтобы цена нововведений была соразмерна достигнутому эффекту.
Источник: www.sibdom.ru