Передовой опыт качественного строительства автомобильных дорог

№89-1,

технические науки

Рассматриваются и сравниваются отечественный и зарубежный опыт строительства автомобильных дорог, состояние автомобильных дорог России, Европы и США. Приводится возможности и перспективы использования зарубежного опыта для повышения качества строительства дорог, в том числе использования геотекстиля, полимерных стабилизаторов грунта, переработанных автомобильных покрышек.

Похожие материалы

Введение

Одной из самых актуальных проблем современной России является проблема строительства и реконструкции дорог федерального, регионального и местного значения. Дорожная отрасль требует огромных инвестиционных вложений для обеспечения территорий более качественными дорогами. В связи с недостатком бюджетных источников, необходим поиск альтернативных вариантов финансирования отрасли, таких как привлечение частного капитала, государственно-частное партнерство. Требуется сокращение рисков, в том числе правовых, для потенциального частного инвестора, вкладывающего средства в дорожное строительство.

Решение подобного рода задач требует соответствующего теоретического и методического обеспечения государственного регулирования автодорожного строительства с учетом особенностей и специфики того или иного региона. Потребность в эффективном развитии данной отрасли делает особенно важным проведение научно обоснованного анализа состояния и развития дорожного хозяйства региона, оценки реального положения дел в этой сфере и выбора направлений развития на перспективу.

Вопросами строительства дорог и разработкой новых материалов занимались и занимаются ведущие специалисты страны: В.И.Белан, Г.Ф.Биянов, В.А.Вайкум, К.Ф.Войтковский, С.С.Вялов, В.Б.Глаговский, А.Л.Гольдин, В.М.Давиденко, В.Н.Жиленков, Ю.К.Зарецкий, П.Л.Иванов, А.А.Каган, Н.Ф.Кривоногова, Я.А.Кроник, Л.И.Кудояров, В.С.Кузнецов, В.Л.Куперман, Е.Д.Лосев, В.Д.Макаров, И.А.Максимов, В.Г.Мельник, В.А.Мельников, И.С.Моисеев, Н.А.Мухетдинов, Ю.Н.Мызников, М.П.Павчич, С.И.Панов, Б.В.Проскуряков, В.Н.Придорогин, В.Г.Радченко, Л.А.Розин, Л.Н.Рассказов, Д.Д.Сапегин, В.И.Телешев, В.В.Тетельмин, В.А.Турчина, Н.А.Цытович, С.Б.Ухов, В.И.Федосеев, М.П.Федоров, В.Н.Фрумкин, А.М.Цвик, Р.В.Чжан, И.Н.Шаталина, И.Н.Шишов, В.П.Ягин

М.П. Буров в своих трудах исследовал существующее положение и перспективы инновационного развития дорожного строительства в России, вопросы проектирования, строительства и эксплуатации дорог; анализировал отечественный и зарубежный опыт дорожного строительства с применением инновационных технологий; предложил пути решения выявленных в инновационном развитии отрасли проблем. Кроме этого, в его работах обоснована необходимость применения высокопроизводительной техники, новейших технологий и прогрессивных материалов, конструкций, технических решений и методов строительств, соответствующих уровню нагрузок и обеспечивающих экономичность, долговечность и надежность использования автодорог.

Вопросами использования армирования в конструкторских слоях грунта занимались Казарновский В.Д., Добров 6 Э.М., Ярмолинский А.И., Сиротюк В.В., Гладков В.Ю., Фомин А.П., Трибунский В.Н., Перков Ю.Р., Александрович В.Ф., Барвашов В.А., Федоровский В.Г., Ярмолинский В.А., Горшков Н.И. и др. J.P. Giroud, J. Han, K. Rajagopal, N.R. Krishnaswamy, G.M. Latha, B. Indraratna и др

Р.А. Халтурин проанализировал состояние дорожно-строительной отрасли России и зарубежный опыт по интенсивному строительству дорог; выявил, что для достижения высокого уровня конкурентоспособности предприятий автодорожного строительства, требуется: высокий уровень затрат на проектные работы; ускоренная разработка и быстрое освоение новых видов строительной продукции, работ, услуг; постоянное обновление ассортимента выпускаемой продукции; повышение производительности труда, гибкости и эффективности строительного производства; снижение всех видов издержек и затрат; обеспечение стабильного роста качества и надежности новых видов строительной продукции при одновременном снижении цен на них .

А.С. Лычёв, Л.М. Бестужева, Т.В. Дормидонтова рассматривали проблемы и принципы управления качеством продукции дорожного строительства и обосновали научный подход к планированию уровня качества дорог на перспективу; выявили, что основное требование к качеству дорог — это надежность продукта в зависимости от интенсивности движения. Для этого необходимо использование соответствующих материалов, конструкций, методов производства работ, службы эксплуатации. Авторы предложили альтернативный подход к планированию уровня качества дорог -оптимизационный.

О.А. Доничевым и И.В. Тожокиным разработана методика применения инвестиционного мультипликатора на основе межотраслевой модели «затраты — выпуск», получены коэффициенты прямых и полных затрат, и рассчитаны частные мультипликаторы для всех учитываемых видов экономической деятельности.

Диагностика и оценка состояния автомобильных дорог России

Дорожное хозяйство России представляет собой единый производственно- хозяйственный комплекс, включающий все автомобильные дороги общего пользования и инженерные сооружения на них. Общая протяженность автомобильных дорог общего пользования составляет более 500 тыс. км (по данным Министерства транспорта РФ 2015 г. — 519 544,4 км.), из них дорог федерального значения — 51 522,9 км., регионального и межмуниципального значения — 468 021,5 км. (табл. 1).; инженерных сооружений (мостов и путепроводов) — 6 391 шт.; более 3000 учреждений и предприятий различных форм собственности, осуществляющих проектирование, строительство, реконструкцию, ремонт и содержание автомобильных дорог. Численность работающих в дорожном хозяйстве и сопутствующих отраслях составляет порядка 750 тыс. человек.

Таблица 1. Категории автомобильных дорог Российской Федерации, 2016

Наименование показателей

Всего

в том числе по категориям дорог:

1-А

автомагистрали

І-Б

скоростные

I-B

II

III

IV

V

Протяженность автомобильных дорог общего пользования с твердым покрытием, тыс. км.

519,54

0,51

4,57

2,39

34,21

109,77

295,24

72,85

в т.ч. дороги:

федерального значения, тыс.км.

51,52

0,35

3,96

1,26

19,93

19,21

5,89

0,91

регионального или межмуниципального значения, тыс. км.

468,02

0,16

0,61

1,13

14,27

90,56

289,34

71,94

Общая протяженность дорог международного класса: категории «Е» (европейские), тыс. км.

19,74

0,36

3,36

0,75

9,66

5,38

0,23

0,00

категории «АН» (азиатские), тыс. км.

16,93

0,01

1,00

0,56

7,44

7,35

0,53

0,02

Автомобильная дорога относится к сложным техническим объектам, наиболее структурированным по схемам управления и финансирования со стороны государства, она обладает преемственностью в истории территории и государства, характеризуется сложной историей своего развития, сильной технологической наследственностью, различным отношением к ней со стороны многочисленных пользователей — предприятий различной формы собственности, грузоперевозчиков, автомобилистов и пассажиров.

Современные условия экономики требуют модернизации организации управления качеством дорожных работ. Автотранспорт занимает ведущее место в экономике любой страны. Существующие автодороги России по своим технико-экономическим и эксплуатационным показателям не удовлетворяет требованиям современного транспорта и растущим нуждам экономики (табл. 2). За последние несколько лет качество дорог в России ухудшилось: по данным международной статистики страна опустилась сразу на 11 позиций в рейтинге глобальной конкурентоспособности и теперь находится на 136 месте среди 144 стран.

За десятилетие с 2005 по 2016 год число автомобилей в России увеличилось на 80 %, тогда как протяженность благоустроенных автодорог -всего на 36 %. Дорожное строительство не соответствует темпам автомобилизации населения.

Таблица 2. Оценка состояния автомобильных дорог Российской Федерации, 2016 г

Оценка состояния

Протяженность, тыс. км

Удельный вес,%

Категория автомобильных дорог: федеральные (общая протяженность — 24,5 тыс. км)

Хорошее

9,7

40

Удовлетворительное

12,5

51

Неудовлетворительное

2,3

9

Категория автомобильных дорог: региональные (общая протяженность — 32,6 тыс. км)

Хорошее

6,1

19

Удовлетворительное

14,8

45

Неудовлетворительное

11,6

36

Соединительные трассы (общая протяженность — 10,8 тыс. км)

Хорошее

4

37

Удовлетворительное

3,3

31

Неудовлетворительное

3,4

32

До настоящего времени не завершено формирование опорной сети федеральных автомобильных дорог, связывающей все регионы России. Нормативным требованиям (класса Е) соответствует лишь около 38 % автомобильных дорог федерального значения. Сохраняется низкий уровень развития дорожной сети в аграрных районах, а также в районах Крайнего Севера, Республике Саха (Якутия), Магаданской области, Чукотском автономном округе и др. Из-за отсутствия дорог с твердым покрытием более % населения (15 млн человек) в весенний и осенний периоды остаются отрезанными от транспортных коммуникаций.

Около 46 тысяч сельских населённых пунктов не имеют связи по дорогам с твёрдым покрытием с сетью дорог общего пользования региона, из них только 1,78 тыс. сельских населенных пунктов обеспечены по локальной автодорожной сети связью с ближайшей ж/д станцией, морским или речным портом (пристанью), аэропортом.

По экспертным данным, федеральные автомобильные дороги исчерпали свою пропускную способность. С превышением нормативной загрузки эксплуатируется 13 тыс. км дорог, особенно на подходах к крупнейшим городам, что составляет почти 29 % протяженности сети. Местная дорожная сеть развита недостаточно, поэтому значительная часть локальных перевозок производится по федеральным дорогам. Ускорение автомобилизации страны пока не привело к соответствующему росту объемов строительства и реконструкции дорожной сети, а ремонт автомобильных дорог в последние годы даже несколько сократился. При увеличении за последние 10 лет протяженности автомобильных дорог общего пользования на 15 % автомобильный парк вырос почти на 75 %.

В 2014 г. в России было отремонтировано 9,2 тыс. км дорог, в 2015 г. -7,9 тыс. км, что составило около 1,3 % от общей протяженности автомобильных дорог общего пользования с твердым покрытием (629,4 тыс. км). В бюджете 2018 г. общий объем федеральных дорожных фондов, из которых финансируется ремонт дорог, запланирован на уровне 536,6 млрд руб., общий объем региональных дорожных фондов — 416,9 млрд руб., из них 104,8 млрд руб. приходятся на долю Москвы. Основной источник наполнения дорожных фондов, согласно действующему законодательству, акцизы на топливо, с 2015 г. добавились сборы от системы взимания платы с большегрузных автомобилей «Платон».

По показателям качества автомобильных дорог Россия занимает 136-е место из 144 стран в рейтинге глобальной конкурентоспособности (Global Competitiveness Index) за 2014-2015 гг., опустившись за три года на 11 позиций.

Сравнение состояния автомобильных дорог с Европой и США

В большинстве развитых стран, в т.ч. в Японии, Германии, США, формирование сети автомобильных дорог осуществляется в рамках реализации долгосрочных государственных программ, устанавливаются показатели развития дорожной сети и соответствующие этим показателям объемы финансирования. Первостепенные проекты развития дорожной сети финансируются за счет государства или при его участии, в т.ч. в рамках проектов государственно-частного партнерства.

Средняя структура затрат на строительство дорог в Западной Европе выглядит следующим образом:

35 % — проектные работы и разрешительные мероприятия;
25 % — расходы на строительство дороги;
19 % — необходимые мероприятия и инфраструктура;
21 % — прочие расходы.

Структура затрат на строительство дорог в Западной Европе
Рисунок 1. Структура затрат на строительство дорог в Западной Европе

Учитывая общую нехватку, а также состояние существующих дорог в России, необходимы дополнительные потребности дорожной отрасли в строительных материалах, а именно сотни миллионов тонн цемента, битума, инновационных материалов. Например, перспективным направлением в строительстве дорог может стать применение полимерно-модифицированных битумов (ПМБ). В России доля потребления ПМБ в общем объеме битумов мала и составляет лишь 1,4 %, в то время как в Германии — 23 %, Польше — 21 %.

Стоимость 1 км полосы движения в разных странах
Рисунок 2. Стоимость 1 км полосы движения в разных странах

Проектируемый срок службы цементобетонных покрытий составляет 20-25 лет, асфальтобетонных — 16-20 лет. Для цементобетонных покрытий фактический срок службы соответствует расчётным цифрам или превышает их. В то же время, фактический срок службы асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог в России составляет, по данным ФГБУ РосдорНИИ — 5-8 лет, по данным Росавтодора — около 5 лет. В Германии и США средний срок службы дорог составляет 30 лет, в Китае — 25 лет. Средняя стоимость 1 километра однополосной дороги в России составляет около 40 млн руб., хотя разброс цен значительный — от 30 до 73 млн руб. за км. полосы движения.

В США средняя стоимость 1 км дороги составляет 127 млн руб., в Канаде -163 млн руб., в Германии — 81 млн руб., в Китае — 29 млн руб., в Польше -25,8 млн руб. Стоимость строительства складывается из многочисленных факторов: класс дороги и количество полос движения, климатические условия, рельеф местности, количество искусственных сооружений и прочее. Цена на дорожные строительные материалы и работы сопоставимы с ценами в Испании, Финляндии, Китае.

На рисунке 2 представлен график стоимости строительства 1 км дороги и затрат на подготовку территории.

При сравнении объема затрачиваемых средств, приходящихся на 1 год эксплуатации одного километра дорог в разных странах, путем сопоставления коэффициента эксплуатационных затрат (КЭКС) (отношение суммы затрат к сроку эксплуатации), очевидно, что в России затраты максимальные среди сравниваемых стран:

Россия КЭКС = 59/13 = 4,54 млн руб./год;
США: КЭКС = 127/30 = 4,23 млн руб./год;
Германия: КЭКС = 81/30 = 2,7 млн руб./год;
Китай: КЭКС = 29/25= 1,16 млн руб./год.

Указанные примеры демонстрируют высокую стоимость отечественных дорог в сочетании с низким качеством. Одним из важнейших на сегодняшний день вопросов дорожного хозяйства также является оптимизация стоимости ремонтно-строительных работ. Повышение эффективности управления дорожным хозяйством возможно за счет:

  • повышения эффективности проведения конкурсов на заключение государственных контрактов, связанных с выполнением дорожно-строительных работ;
  • совершенствования процессов ценообразования;
  • определения более четких критериев выбора победителей конкурсов с оценкой значимости каждого из критериев;
  • создания банка данных выполнения обязательств по гарантийному обслуживанию.

По всем указанным направлениям ведется работа в Министерстве транспорта РФ — как по совершенствованию нормативной базы, так и по регламентации правоприменительной практики, но результаты предстоит оценивать в перспективе.

Общий анализ тенденций мирового строительства дорог

С развитием глобального прогресса появляются новые технологии, современные методы строительства автомобильных дорог. На сегодняшний день существует три прогрессивных технологии для возведения транспортных путей это — геотекстиль, использование автомобильных шин, использование полимерных стабилизаторов грунта.

Строительство дорог с использованием геотекстиля имеет следующие основные положительные факторы:

  • экономический — применение геосинтетических материалов позволяет существенно снизить капиталовложения при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог;
  • экологический — использование геосинтетических материалов благоприятное для окружающей среды (уменьшается расход природных материалов, снижаются объемы подготовительных геотехнических работ и т. д.).

Дополнительно использования геосинтетики позволяет

  • повысить долговечность конструкций земляного полотна и дорожных одежд;
  • повысить качество работ;
  • уменьшить объемы переделок (дополнительных работ);
  • повысить культуру производства.

Использование полимерных стабилизаторов грунта позволяет получить высокий экономический эффект за счет использования местных, как правило, глинистых грунтов при устройстве основания дорожной одежды.

При этом значительно сокращается объем земляных работ, количество инертных материалов (высококачественный щебень и песок), объем транспортных перевозок и работы строительной техники. В то же время, в силу того, что применение этих стабилизаторов устраняет одну из основных причин разрушения дорожного покрытия — слабые грунты в основании дороги, обеспечивается долговечность дорожного покрытия и значительно увеличивается межремонтный срок ремонта дороги.

Специалисты компании Laurita, Inc предложили использовать при строительстве дорог старые автомобильные шины. По сравнению с существующими методами дорожного строительства, эти новейшие технологии кажутся примитивно простыми. Покрышки, из которых удалены боковины укладываются в основание дороги, скрепляются друг с другом по всей площади образуя единую сеть.

После засыпки тело дороги ведет себя как твердый, неподвижный массив, способный мгновенно выдерживать все нагрузки. Этот метод строительства позволяет использовать меньше камней засыпки, не требует уплотнения или ремонта. Основа дороги практически не поддается разрушению. При движении транспортных средств по дороге, около 30% от вертикальной нагрузки передается в нижние слои подземных материалов в виде горизонтального (бокового) давления. С течением времени эти боковые нагрузки преодолевают силы внутреннего трения частиц почвы, что приводит к развитию трещин, выбоин и, наконец, выбоин. Совместная работа шин и засыпки позволяет эффективно поглощать все боковые силы и сохранять основу при этом неподвижной.

Пилотные проекты показали, что начальная стоимость строительства дорог с использованием шин снижается от 30 до 50 процентов по сравнению с традиционным дорожным строительством.

Анализ мирового опыта текущего ремонта покрытий автомобильных дорог показал, что для этого используются: асфальтобетонные смеси, улучшенные поверхностно активными добавками; полимербитумные смеси на основе дивинилстирольних термоэластопластов; литые асфальтобетонные смеси, в т. ч. С добавкой серы; асфальтобетоны на сиркобитумном вяжущем; эластомерные составы; влажные органо минеральни смеси; смеси на основе вспененных битумов; экзотермические смеси; смеси на битумных эмульсиях; способы обратной пропитки; армирования выбоин с последующей укладкой ремонтной смеси; сухие и агрегированные асфальтобетонные смеси; обработка дна и стенок влажной выбоины водорастворимыми олигомерами или водным раствором полимерного компаунда; использования цемента в составе асфальтобетонной смеси при наличии воды в ремонтируемой карте.

Использование геотекстиля в зарубежной практике

Геосетки, объемные георешетки выпускаются практически во всех развитых странах мира. Они предназначены для укрепительных работ (укрепления конусов, откосов, склонов), армирования крутых откосов, экологических мероприятий. Наиболее рациональная область использования геосеток, выполняемых из полиэтилена, полипропилена, полиэфира, стекловолокна и других материалов, — это армирование асфальтобетонных покрытий, в том числе при их устройстве на старом цементобетонных или асфальтобетонным покрытием для борьбы с отраженными трещинами.

Объединение сплошных геотекстильных материалов с геосетками и георешетками позволило зарубежным специалистам получить оригинальные композиты, Которые особенно удачно применяются практически для всех типов дренажных конструкций, необходимых для регулирования поверхностного и подземного стоков.

Геосинтетические материалы в Европе применяются уже несколько десятилетий, сделав практически революцию в дорожном, гражданском и специальном строительстве. Экономическая эффективность и широкая область применения геосинтетиков, в т.ч. в областях, где они практически незаменимы, позволяют говорить о них как весьма перспективный материал. Использование геосинтетики в дорожном строительстве уже имеет свою историю, хотя и не очень длительную. За рубежом геосинтетики в виде геотекстилей применяют с конца 60-х годов.

В настоящее время в мире выпускается примерно 380 различных видов геосинтетических материалов. Применение геосинтетики предполагается в проектах более 100 000 различных сооружений ежегодно во всем мире.

Причины этого основаны на двух основных факторах: экономический — применение геосинтетических материалов позволяет существенно снизить капиталовложения при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог; экологический — использование геосинтетических материалов благоприятное для окружающей среды (уменьшается расход природных материалов, снижаются объемы подготовительных геотехнических работ и т.д.).

Использование полимерных стабилизаторов

Анализ современного зарубежного опыта строительства работ показал, что стабилизация почвы и переработка ее поверхностного слоя на глубину 25-40 сантиметров осуществляется при помощи полимерных стабилизаторов. Использование данной технологии помогает сформировать монолитное покрытие, характеризующееся следующими показателями:

  • морозостойкостью и водостойкостью;
  • низкой подверженностью к деформациям;
  • сниженной подверженностью к возникновению трещин.

Использование полимерных материалов позволяет очень просто и с небольшими расходами решить вопрос прокладки дорог, строительства аэродромов и паркингов. Эта методика имеет следующие преимущества:

  • возможность возведения надежных, устойчивых и непыльных грунтовых дорог.
  • возможность усилить полотно при создании дорог на ненадежных и слабых грунтах, продление срока службы покрытия.

Технология возведения дорог при использовании стабилизации почвы подразумевает применение решений, которые были актуальны несколько десятков лет назад при строительстве трасс в США, Западной и Восточной Европе. Устройство дорожного полотна посредством стабилизации почвы имеет несколько плюсов, среди которых оперативность проведения работ, низкая цена и высокое качество.

Сокращение стоимости на 20-30 процентов достигается за счет:

  • частичного либо полного отказа от эксплуатации нерудных материалов;
  • отсутствия необходимости в земляных работах, связанных с выемкой почвы под конструктив дороги, благодаря чему нет необходимости в утилизации этого грунта;
  • механизации процедуры.

Использованные покрышки в качестве инновационного материала

Основными материалами, используемыми при прокладке транспортных артерий, являются гудрон, битум, асфальт. Один из их важных компонентов — это нефтепродукты, которые имеют немалую стоимость. Чтобы уменьшить цену материалов, специалисты давно ищут альтернативу нефти, не уступающую ей по качеству, но более дешевую. Резиновая крошка — новый инновационный материал, на который уже давно обратили внимание многие ведущие разработчики.

Она имеет многие достоинства и к тому же вполне доступна по цене, а ее изготовление происходит из такого вторсырья, как разнообразные изделия из резины, в основном покрышки от авто. В результате получается двойная польза — отработавшие материалы уходят в утилизацию, и в результате получают новую жизнь, обеспечивая удобные и долговечные пути. Резиновая крошка способна придать такие качества дорожным покрытиям, находясь в их составе, что дороги, выполненные из подобных материалов, будут способны выдерживать большие нагрузки и реже нуждаться в ремонте.

Крошка, получаемая в результате переработки резиновых вещей, отслуживших свой срок, обладает многими положительными качествами. Это материал, способный намного улучшить качество транспортных магистралей нашей страны, так как придает покрытию именно те качества, которые требуются от полотна в условиях отечественного климата.

Обычные дороги, возводимые в настоящее время, уже перестают справляться с большими нагрузками, становящимися год от года все больше, поэтому стоит обратить внимание на такой материал, способный решить множество задач при его применении.

В строительстве дорог резиновая крошка в основном используется в качестве наполнителя битума. В результате применения подобной смеси, дорожное полотно приобретает новые свойства, увеличивается срок его службы. Дороги, выполненные из битума с добавлением крошки из резины, дольше остаются целыми, на них нет трещин, покрытие становится нейтральным к агрессивным веществам, не реагирует на суровые условия и повышает сцепление с колесами транспортных средств.

Аналогом резиновой крошки является каучук, так же добавляемый в смесь, но он более восприимчив к воздействиям окружающей среды, поэтому его использование менее рентабельно. Чаще всего крошку добавляют в нижние или средние уровни покрытия.

Первые дороги с использованием резиновой крошки появились около 50 лет назад именно в Соединенных штатах. Там же в 80-е годы прошлого века сформировался адекватный рынок резиноасфальта. За 30 лет американцы успели наработать огромную научно-практическую базу по применению ценных отходов резинотехнической промышленности. К тому же на эту тему в США были проведены масштабные исследования.

Например, только для сравнения качеств различных асфальтобетонных покрытий (около десятка наименований, в том числе и с применением резиновой крошки) на рубеже 90-х годов была организована пятилетняя программа, на которую было потрачено 15 млн долларов. В США выпущены 2 стандарта на резиноасфальтовое покрытие.

В Европе главенствует иная мотивация переработки шин, тенденция на европейском континенте в первую очередь направлена на сохранение окружающей среды. В большинстве стран удалось добиться утилизации 100% отработавших шин. Во многом это стало возможным благодаря отлаженной системе их сбора. Но в дорожном строительстве используется не более 40% покрышек. Большая их часть сжигается для получения электроэнергии.

Возможности и перспективы использование геотекстиля в РФ

Сегодня выпуск геосинтетических и геопластиковых материалов в России осуществляется в гораздо меньших объемах, а по номенклатуре основным видом являются нетканые иглопробивные, далее объёмные пластиковые георешётки, стекло и базальтовые сетки. Вместе с тем, как уже отмечалось, выпуск новых геосинтетических материалов, особенно так называемых композитов, обуславливает существенное изменение традиционных дорожных конструкций, сооружений и технологий. Подобная тенденция хорошо прослеживается как в зарубежной, так и в отечественной практике.

Для условий России в этом плане большое значение приобретает отказ от значительных объёмов природных материалов, таких, как песок, щебень, гравий, за счёт внедрения геосинтетики и геопластики. Так, только при реконструкции МКАД ежегодно использовалось до 2-3 млн. м3 песка для дренажных слоев дорожных одежд. Выполненные в настоящее время эскизные проработки новых решений с применением геосинтетики, геопластики, специальных композитных материалов позволяют коренным образом изменить традиционную и весьма консервативную тенденцию.

Использование геосинтетических термоизолирующих материалов повлечет за собой, по моему мнению, изменение конструктивных и технологических решений при строительстве автомобильных дорог в зоне сезонного промерзания, а также в условиях распространения вечномерзлых грунтов.

Существует еще немало примеров и реальных вариантов совершенствования и изменения традиционных дорожных конструкций за счет широкого внедрения современной геосинтетики и геопластики. Таким образом:

1. Современное развитие геосинтетики и геопластики достигло в настоящее время высокого уровня, который позволяет обеспечивать, в частности, дорожное строительство практически любыми материалами с различными требуемыми свойствами, определяемыми расчётами и условиями строительства и эксплуатации.

2. Геосинтетика и геопластика являются перспективными материалами в дорожном строительстве, а их использование — перспективным направлением в части совершенствования дорожных конструкций, их конструктивных элементов и технологии строительства.

Перспективы развития дорожной геосинтетики могут быть сформулированы следующим образом:

  • анализ профильных конструктивных решений, в частности, по земляному полотну: линейные участки; над трубами; подходные насыпи к мостам, эстакадам, другим сооружениям;
  • на основе расчётов установление требований к геосинтетическим материалам;
  • расширение номенклатуры отечественных материалов, области их использования в дорожных конструкциях;
  • создание на основе анализа существующего, но разрозненного в рамках различных фирм, расчётного аппарата, дополняющего классический аппарат по геосинтетике, механике грунтов, механике дорожных одежд и соответствующих программных продуктов;
  • разработка документов различного уровня в области проектирования и строительства дорожных и мостовых сооружений с использованием геосинтетических материалов.

Сегодня выпуск геосинтетических и геопластиковых материалов в России осуществляется в гораздо меньших объемах, а по номенклатуре основным видом являются нетканые иглопробивные, далее объёмные пластиковые георешётки, стекло и базальтовые сетки.

Проблемы применения полимерных стабилизаторов грунта

Одной из самых актуальных проблем для применения данного зарубежного опыта является отсутствие необходимой техники. Для строительства дорог с использованием технологии комплексного укрепления грунтов методом смешения местных грунтов и добавок на месте производства работ применяется специальный отряд дорожно-строительной техники.

Как правило, в него входят грейдер, автоцистерна (поливомоечная машина) для доставки воды, каток от 15 т, распределитель вяжущих, погрузчик, а также грунтосмесительное дорожно-строительное оборудование, обеспечивающее требуемую точность дозировки вносимых в грунт компонентов и однородность укрепляемой грунтовой смеси.

К такому грунтосмесительному оборудованию относятся грунтовые фрезы, ресайклеры и передвижные грунтосмесительные установки. Эта современная высокоэффективная техника позволяет значительно улучшить качество работ по укреплению (комплексному укреплению) грунтов, а также сократить сроки выполнения работ.

В настоящее время такую специальную дорожно-строительную технику выпускает ряд ведущих зарубежных изготовителей, таких как: Caterpillar (США), Terex США), Roadtec (США), Sakai, Niigata и Komatsu (Япония), Bomag и Wirtgen (Германия), Bitelli и FAE (Италия), XCMG XLZ250K и WR2300E (Китай).

Необходимо отметить, что в настоящее время в России отсутствует производство дорожно-строительной грунтосмесительной техники такого уровня. В связи с актуальностью внедрения технологий укрепления грунтов в дорожной отрасли производителям дорожно-строительной техники необходимо как можно быстрее обратить свое внимание на изготовление отечественного высококачественного грунтосмесительного оборудования.

Возможность использования автомобильных покрышек

Главный недостаток применения резиновой крошки в строительстве дорог — это большая стоимость самого процесса работы над дорожным полотном. Происходит это от того, что новый материал требует иных рабочих алгоритмов и технологий. Помимо этого, такое полотно имеет другие показатели, а значит, может не подойти под стандарты.

Для более широкого распространения резиновых дорог нужно изменять не только технологические процессы, но и стандарты. Это добавляет сложности в распространение дорог с резиновым покрытием.

Одна из сложностей использования автомобильных покрышек в России — это отсутствие отработанного механизма. В России необходимо создать отходо перерабатывающую индустрию с соответствующей инфраструктурой организованного сбора покрышек, утилизации и дальнейшего использования продуктов переработки.

Также, необходимо сформировать единую площадку, на которой будет выражено мнение бизнес-сообщества по вопросу переработки старых шин и необходимых нормативных актов в этой сфере. Одним из важных шагов для регламентирования этой сферы станет создание саморегулируемой организации, в которую должны войти представители компаний, специализирующихся на переработке шин. Бизнесмены должны коллегиально выработать политику и основные направления нормативного регулирования отрасли.

Ассоциация включает 35 предприятий, работающих в этой отрасли. Среди них сборщики шин, переработчики изношенных резинотехнических изделий, производители модификаторов для асфальтобетонов и материалов на основе резиновой крошки. Сейчас ассоциация разрабатывает геоинформационную систему (ГИС), в которой приведены данные по количеству шин, подлежащих утилизации в местах сбора и местах расположения профильных предприятий.

Создание ГИС позволяет скоординировать действия всех работающих в этой сфере копаний, подчеркнул эксперт. Система также позволяет выявить наиболее оптимальные места расположения мест сбора шин и новых заводов по переработке.

Заключение

Актуальность внедрения инновационных технологий в дорожном строительстве и природоохранных мероприятиях на территории РФ сегодня очевидна и бесспорна. Это и континентальный характер климата отдельных регионов с большим перепадом температур, и наличие территорий со сложными геологическими условиями, и само состояние дорог, большинство из которых было построено 40-60 лет назад и рассчитан на более низкие нагрузки и интенсивность движения. Проблема повышения сдвигоустойчивость и трещиностойкости, а, следовательно, долговечности асфальтобетонных покрытий является особенно актуальной при все возрастающей интенсивности движения и наметившейся, а именно рост осевых нагрузок на автомобильных дорогах и городских улицах.

В составе сети автомобильных дорог подавляющая часть способна пропускать лишь относительно легкие автомобили с нагрузкой на ось не более 6 тс. В то же время автомобильная промышленность развивает производство тяжелых машин с нагрузкой на ось до 10 тс. В потоке движения нередко встречаются еще более тяжелые автомобили. Выросла и интенсивность транспортного потока, достигает на некоторых участках 45-50 тыс. Автомобилей в сутки при расчетной норме 6 тыс. Единиц. В результате несущая способность дорожной одежды многих автомобильных дорог исчерпана. Отсюда возникает необходимость в частых ремонтах.

В результате работы можно констатировать факт, что состояние дорог в России находится в критическом состоянии. Несмотря на увеличение финансирования, качество дорожного покрытия остается на низком уровне. Кроме того, стоит отметить отсутствие новых технологий и материалов.

При анализе зарубежного опыта строительства автомобильных дорог мы остановились на таких моментах как: использование инновационных технологий, внедрение платных дорог и использование государственно частного партнерства.

Можно сделать вывод, что применение большинства новых технологий при некотором повышении стоимости работ по строительству, обеспечивает относительно низкую стоимость работ по содержанию и ремонту автодорог, способствует повышению долговечности дорожных конструкций и искусственных сооружений, сокращению сроков выполнения работ. Однако при этом существенным препятствием выступает отсутствие объективной информации об условиях применения технологий и материалов, результатов научного сопровождения, мониторинга состояния участков.

В последние годы перед дорожной отраслью РФ остро стоят задачи, направленные на дальнейшее развитие сети федеральных, региональных и сельскохозяйственных дорог, которые должны привести к ускорению роста экономики страны, улучшению качества жизни населения, увеличению их мобильности, снижению транспортных издержек. Необходимо более активно внедрять лучшие мировые и отечественные инновационные решения. При этом особенно актуально использовать такие технологии, которые позволяют решить проблемы уменьшения стоимости и сокращения сроков строительства дорог при одновременном повышении их надежности и обеспечении всесезонности эксплуатации.

На сегодняшний день существует три прогрессивных технологии для возведения транспортных путей это — геотекстиль, использование автомобильных шин, использование полимерных стабилизаторов грунта.

Интенсивное развитие нашего общества и его инфраструктуры ставят задачи широкого применения современных, инновационных материалов и технологий, которые отвечали бы повышенным требованиям нового времени в различных сферах жизнедеятельности. В условиях, наступившего мирового финансового кризиса применение таких материалов становится еще более актуальным. Так, в области строительства современной инфраструктуры во многих странах мира, в том числе и в России, одной из таких технологий является технология строительства дорог, аэродромов и различных площадок с помощью полимерных стабилизаторов грунта

Еще одним аспектом на который России необходимо обратить внимание — это использование при строительстве дорог автомобильных покрышек. По мнению многих специалистов, у резиновой крошки большое будущее из-за ее неповторимых качеств и доступности. Использованных покрышек всегда бывает много, а значит, из них можно изготовить большое количество крошки и пустить в дело. Процесс укладки такого покрытия со временем станет более дешевым, когда ученые найдут способ сделать это реальным, и тогда, возможно, резиновая крошка будет распространенным явлением на многих дорогах, пока же эта технология большей частью находится в стадии разработки.

Список литературы

  1. Архипова В.Ф. Экономические проблемы прогнозирования развития дорожного строительства в Нечерноземной зоне России: автореферат на соискание ученой степени доктора экономических наук. М.: ВлГУ. - 1998.-36 с.
  2. Буров М.П. Дорожное строительство: существующее положение и проблемы инновационного развития // Промышленное и гражданское строительство. - 2014. - № 11. - С. 48 - 52.
  3. Быстров, Н. В. Применение инноваций в дорожно-строительном материаловедении / Н. В. Быстров, В. А. Попов // Строительные материалы. – 2011. – № 10. – С. 4.
  4. Гасанов М.А., Магдиев Д.М. Автодороги: экономическая оценка уровня их содержания. Вопросы структуризации экономики. Ежеквартальный журнал ИСЭИ ДНЦ РАН -№ 4, 2001.
  5. Гладков В.Ю., Кочетков А.В., Янковский Л.В. Совершенствование отраслевой системы менеджмента качества дорожного хозяйства // Техническое регулирование в транспортном строительстве. - 2014. - № 2 (6). -С. 16-21.
  6. ГОСТ Р 55028-2012. Дороги автомобильные общего пользования. Материалы геосинтетические для дорожного строительства. Классификация, термины и определения [Текст]. – М.: Стандартинформ, 2013. – 8 с
  7. Кожин А. Г. Зарубежный опыт развития дорожного строительства /А. Г. Кожин // Международный научно-исследовательский журнал. — 2013.
  8. Корпусов С.В. Георешетки для усиления основания пути [Текст] / С.В. Корпусов, П.В. Иванов, А.В. Петряев // Путь и путевое хозяйство. – 2000. – № 6. – С.25 – 30.
  9. Кузнецов В.И., Кузнецов Ф.В., Николенко А.В. Условия эффективности управления транспортной отраслью // Научно-практический журнал «МИР» (Модернизация. Инновации. Развитие). - № 2. - 2011. - С. 26-30.
  10. Лычёв А.С., Бестужева Л.М., Дормидонтова Т.В. Оценка и регулирование качества в системе городского хозяйства (дорожное строительство) // Вестник Самарского муниципального института управления. - 2007. - № 5. - С. 33-39.
  11. Магдиев Д.М. Государственное регулирование развития автодорожного строительства // дисс. ... канд. экон. наук: 08.00.05. -Махачкала, 2002. - 158 с.
  12. Магдиев Д.М. Дороги - индикатор экономики региона. Достижения и современные проблемы развития науки в Дагестане: Тезисы докладов Международной научной конференции, посвященной 275-летию РАН и 50-летию ДНЦ РАН. - Махачкала, ДНЦ РАН, 1999.
  13. Мельников А.В. Исследование прочности и деформируемости слабых грунтов оснований, усиленных армированием [Текст]: Дис. … магистра техники и технологии строительства: 05.23.02 / Пензенский государственный университет архитектуры и строительства. – Пенза, 2012. – 216 л.
  14. Мошенжал, А.В. Теоретическое обоснование применения геосинтетических материалов для усиления дорожных одежд в условиях проезда тяжеловесной техники [Текст] / Мошенжал А. В., Ломакина Е. Н. // Трансп.: наука, техн., упр. / ВИНИТИ РАН. – 2015. – № 10. – C. 45 – 48.
  15. Татарникова К.А. Производственный компонент методического подхода к оценке функциональности механизма управления дорожным комплексом региона // Экономика и социум. 2014. № 4 (13). - Режим доступа: http://iupr.ru/domains_data/files/zumal_13_2014/Tatarnikova%20_4.pdf,
  16. Федорченко М.А. Управление инновациями в дорожном хозяйстве // Вестник Удмуртского университета. - Т. 25, вып. 2. - 2015. - С. 66-74
  17. Халтурин Р.А. Состояние и опыт строительства дорожной сети в России и за рубежом // Экономические науки. Экономика и управление. -2011.-№ 1(74).