ИнформацияАналитикаПубликацииПроектыЗаконыПерсоныИнвестиции
Дороги существуют не сами по себе, а в связи с транспортными потоками и нагрузками
07.03.2021
Транспортное строительство

Дороги существуют не сами по себе, а в связи с транспортными потоками и нагрузками

Национальное объединение строителей с партнерами провели VII Международную научно-практическую конференцию «Инновационные технологии: пути повышения межремонтных сроков службы автомобильных дорог».

Организаторами Конференции выступили Московский автомобильно-дорожный университет (МАДИ) совместно с Федеральным дорожным агентством, ГК «Автодор», Ассоциацией бетонных дорог и СРО «СОЮЗДОРСТРОЙ». В мероприятии участвовали также представители из США и Германии.

Не секрет, что тема продления межремонтных сроков крайне актуальна. Для этого разрабатываются и реализуются федеральные программы и поручения Президента, выделяются большие финансовые и материальные ресурсы. При этом сегодня просто необходимо использовать передовые технологии и мировой опыт.

Большой вклад в развитие инноваций вносит Минтранс, Росавтодор, ГК «Автодор» и НОСТРОЙ, а технические решения, которые обсуждались еще на первой конференции, сегодня уже широко применяются дорожниками. Ведь одна из задач нацпроекта «Безопасные и качественные автодороги» - применение новых механизмов развития и эксплуатации дорожной сети, включая контракты жизненного цикла, наилучшие технологии и материалы.

К слову сказать, в прошлом году объем дорожных работ в рамках нацпроекта впервые в новейшей истории превысил 1 трлн руб. — это без городов федерального значения и Республики Крым, и составил 1 трлн 8 млрд руб. Финансовая помощь из федерального бюджета также оказалась самой большой и составила почти 300 млрд руб., в том числе 100 млрд было направлено в регионы из резервного фонда Правительства РФ.

С помощью этих средств было введено в эксплуатацию более 1600 км автодорог регионального и местного значения. Объем работ по ремонту и по капитальному ремонту составил более 16 100 км. Показатель «устройство и восстановление дорожных покрытий» выполнен на 99,73%, освоение средств по нацпроекту — 97,94%.

В перспективах на 2021 г. объем финансовых ресурсов останется примерно в объеме предыдущего года, поддержка из федерального бюджета запланирована в размере 215,8 млрд руб., зарезервированы бюджетные ассигнования на финансовое обеспечение дорожной деятельности в размере 70,5 млрд руб. Планируется ввод в эксплуатацию более 750 тыс. км автодорог, ремонт — более 11,5 тыс. км дорог.

В то же время до 2030 г. протяженность дорог ГК «Автодор» должна быть увеличена с 1800 км до 5300 км. Причем актуализированная до 2024 г. техническая политика госкомпании предусматривает увеличение сегодняшнего 12-летнего срока эксплуатации до ремонта на 15%. На столько же должен быть увеличен срок эксплуатации до замены слоев износа, а доля повторного использования материалов и отходов, которые образуются при ремонте дорог, доведена до 50%. И достичь этого также невозможно без учета мировых тенденций, опережающего использования технологий и стимулирования использования современных решений.

 

Инновации — это  шаг вперед

Смысл инновационной политики госкомпании в обеспечении межремонтных сроков службы автодорог, их устойчивости к современным транспортным нагрузкам с высокой долей большегрузного транспорта. Дороги становятся все более и более умными, а это означает, что их обустройство становится все более и более дорогостоящим.

Наиболее материалоемкий и дорогой элемент автодороги — это дорожные одежды. И здесь основная работа связана с внедрением методологии объема функционального проектирования асфальтобетонных смесей Superpave. План был утвержден еще в 2019 г., а в прошлом году на базе дочернего общества «Автодор Инжиниринг» формировался комплекс мобильного и стационарного лабораторного оборудования под методологию Superpave. И в текущем году эти работы будут продолжены.

Другое направление работы — развитие системы дополнительных корпоративных технических требований. В его рамках проводится районирование по маркам битумных вяжущих автодорог М1 «Беларусь», М3 «Украина», М4 «Дон», М11 «Нева» и трассы М12 «Москва-Казань», которую начнут строить в этом году. В 2020 г. было уложено более 100 км слоев покрытия, внедрены опытно-экспериментальные участки. Итогом должен стать корпоративный стандарт организации госкомпании. В 2020 г. ею для добровольного применения на своих объектах согласовано 99 стандартов организации, в том числе продлено согласование 55.

Еще одно важное направление — управление состоянием и оценка остаточного ресурса дорожных конструкций. Так, в 2020 г. в дополнение к 15, установленным на автодороге М11 «Нева», при строительстве участка трассы М4 в обход Лосева и Павловска Воронежской области уже размещены 8 станций мониторинга накоплений остаточных деформаций, тепловлажностного режима, напряжений и давления в элементах дорожных одежд. Патентообладатель — госкомпания.

Кроме того, развивается система опытно-экспериментальных участков и испытательных полигонов для исследования, адаптации, мониторинга и проведения новых технологий, конструкций и материалов. Для этого в 2020 г. совместно с ПАО «Роснефть» было выполнено устройство пяти экспериментальных участков протяженностью не менее 1 км каждый на дороге М1 «Беларусь» и устройство верхнего слоя покрытия на специальном вяжущем на высокоинтенсивном участке. В текущем и последующие годы будет вестись мониторинг потребительских характеристик этих участков. А по результатам эксплуатации опытно-экспериментального участка разработана программа дополнительного образования по теме «Применение композитных геосинтетических материалов в конструкциях автомобильных дорог».

Плюс ко всему идет развитие корпоративной системы контроля и управления качеством на всех этапах жизненного цикла автодорог. В 2019-2020 гг. в госкомпании с участием производителей дорожно-строительных материалов, подрядных и научно-исследовательских организаций проводились межлабораторные сопоставительные испытания по битумным материалам, цементобетонам, асфальтобетонным смесям и геосинтетическим материалам. При этом совершенно очевидно, что дорожной отрасли необходима разработка и утверждение единой методологии сопоставительных испытаний.

Ну и, конечно, никуда не уйти от цифровизации диагностики. Она заключается в цифровизации весенних и осенних осмотров, занесении в автоматизированную систему, взаимоувязки этой системы с ГИС и с технологиями информационного моделирования, т.к. с этого года все проекты обязаны разрабатывать с использованием цифрового моделирования. Так, сегодня идет разработка цифрового сервиса поддержки инновационных проектов, чтобы все процессы подачи заявок были автоматизированы.

 

Вся жизнь - в цифре

Сейчас информационное моделирование (ИМ) автодорог приходит на смену автоматизированному проектированию, но в отличие от последнего оно поддерживает весь жизненный цикл дорог.

Да, с 1 января 2022 года все проекты будут осуществляться только с использованием технологий ИМ, процесс этот запущен, и, конечно, пройдет он не безболезненно, но переход неизбежен. Чем хорошо ИМ, так это тем, что работа ведется не с планом, а с теми объектами, которые есть на дороге — земляное полотно, подстилающие слои и т.д. И с каждым из них связана информация, которая на стадии строительства обогатится новой.

Одна из целей ИМ — это снижение стоимости, и оно реально происходит, но, как правило, не на этапе проектирования. И если модель сформирована качественно, то на этапе строительства будет большая экономия средств.

Также происходит и решение временных затрат, и повышение качества. Если объект представлен в виде двумерных чертежей, то возникают разные коллизии, которые чаще всего устраняются на этапе строительства. Но иногда строитель ориентируется строго на указание чертежей, из-за чего происходят ляпы. Такого нет в информационной модели, которая строится в 3D, и позволяет провести оценку проектных решений практически по любым параметрам. К примеру, в ней очень хорошо выявляются зоны с необеспеченным водоотводом.

Три кита, на которых держится ИМ — это нормативно-правовое и нормативно-техническое обеспечение, программные средства и кадры.

Сегодня создано не так много нормативных документов по ИМ дорожной отрасли. В 2016 г. появился стандарт Автодора, который и стал первым нормативно-техническим документом, регламентирующим требования к информационной модели. В 2018 г. Росавтодор регламентировал создание информационных моделей на пилотных проектах строительства, капремонта и реконструкции автодорог.

В марте 2021 г. ожидается выход трех первых ПМСТ по ИМ — это предстандарты на информационную модель, элементы информационной модели и на информационное моделирование на этапе эксплуатации, которая осуществляется с помощью ГИС-технологий.

Также в этом году планируется внести изменения в градостроительное законодательство и определить содержание в нормах рабочей документации на объект капитального строительства, плюс внести нормы, предусматривающие разработку типовой проектной документации повторного использования и наделения федеральных органов исполнительной власти полномочиями по подготовке типовых решений. Будут прорабатываться вопросы совершенствования предквалификационного отбора, проведения антидемпинговых мер при проведении закупок. Не останется в стороне вопрос о предоставлении возможности участникам закупки при проведении торгов на особо-опасные и уникальные объекты выставлять заявку методом открытой книги, т.е. при отсутствии конкретных технологических решений.

Что касается программных средств, то в отличие от промышленного строительства в дорожном очень много отечественных программ.

Однако самое узкое место для ИМ — это подготовка кадров, и это отмечают все участники процесса.

Сейчас Российский университет транспорта приступает к подготовке специалистов именно в сфере ИМ, но они сильны в первую очередь в сфере железнодорожного транспорта и путей сообщения. В Московском автомобильно-дорожном государственном техническом университете идет подготовка к открытию специальности магистратуры «Информационное моделирование объектов транспортной инфраструктуры», которое, скорее всего, будет в 2022 г. Кроме того, там приступили к профессиональной переподготовке в этой сфере инженеров-дорожников стран СНГ. А в рамках магистерских программ на дорожно-строительном факультете готовят сквозное проектирование. Планируется смоделировать ситуацию у магистров, когда модель создается на этапе проектирования, передается на сервер или облачное хранение, и потом уже все участники процесса имеют к ней доступ. Иначе говоря, информационную модель разработают на кафедре геодезии и геоинформатики, далее кафедра проектирования ее получит и сделает информационную модель дороги или мостового сооружения, она передается на кафедру строительства, где готовится проект организации строительства и производства работ, а далее управление содержанием на основе ГИС-технологий.

 

Больше, чем ноль

И все-таки информационное моделирование находится не на нулевой точке внедрения, и уже выполнены несколько пилотных проектов.

Один из первых проектов ИМ — это перемычка между дорогами до аэропорта Домодедово и М4 «Дон». Следующий — капремонт автодороги М7 «Волга», цифровая модель которой составлена с помощью мобильно-лазерного сканирования. Плюс был выполнен ряд развязок на М4.

Но наиболее богатый опыт пилотного проектирования с ИМ — это обход города Барнаула и BIM-модель «Дальний западный обход г. Краснодар». Причем второй проект проходит все стадии и этапы жизненного цикла, было выполнено обоснование инвестиций, проект межевания, проектная документация, и сейчас завершается рабочая документация, которая определяется в стройку. Примечательно, что на основе этого проекта можно переработать госстандарт Автодора от 2016 г., т.к. он устаревает с каждым днем.

В целом сегодня главная задача — расширение инновационных технологий, в том числе новых материалов, машин и оборудования для улучшения состояния сети автомобильных дорог. При этом, к сожалению, строительство цементобетонных дорог никак не набирает обороты. Среди стран СНГ здесь лидирует Казахстан, где около 1600 км таких дорог, далее Беларусь, Украина и только потом Россия. А с учетом сокращающихся запасов нефти, появлением новых возможностей, технологий и оборудования необходимо выдвинуть строительство таких дорог на другой уровень. И не нужно бояться. А, как показывает анализ, главная причина слабого развития цементобетонных дорог — это высокая боязнь за отсутствие объемов работ в будущем.

 

Страха нет, но есть дороги

Вот, к примеру, в Северной Америке такого страха нет.

Там попросту проводят анализ стоимости жизненного цикла проекта, т.е. расчет совокупных затрат на объект строительства путем суммирования начальных и дисконтированных таких будущих расходных статей, как содержание, затраты пользователя, текущий и капитальный ремонт и реконструкция в течение всего срока службы объекта.

В результате можно сделать лучший выбор инженерно-технического решения, ведь с течением времени разные типы дорожных одежд проявляют разные эксплуатационные свойства. Плюс ко всему в процессе объективно сравниваются приведенные затраты на каждый вариант за определенный период времени, снижая финансовую нагрузку на налогоплательщиков.

Самое главное, необходимо определить срок анализа проекта — не срок службы покрытия, а именно, сколько лет жизненного цикла нужно анализировать. Так определяется время и количество возникающих затрат по содержанию и ремонту покрытия, что в дальнейшем отразится на всех ключевых расчетах.

Цементобетонное покрытие — наиболее экономически эффективный тип дорожного покрытия с 2008 г., даже по начальным затратам на строительство. Причина в том, что удорожание материалов с 2008 г., необходимых для асфальтобетонных покрытий, происходило опережающими темпами по сравнению с цементом. Также не нужно забывать, что расход дизельного топлива, которое всегда используется при производстве асфальтобетона, в 4,5 раза превышает соответствующие затраты для производства цементобетона.

Да, иногда бывает, что начальные расходы на дороги с цементобетоном выше, чем на асфальтобетонные, но дальнейшие траты на ремонт и содержание меньше почти в 2 раза. И в результате всех расходов экономия с цементобетоном может составить до 40%.

В итоге в основном для более высоконагруженных трасс выбирают цементобетон, а асфальтобетон чаще применяют на дорогах с меньшей нагрузкой.

В США практически все автомагистрали строятся с применением цементобетона, т.к. бурно растущие объемы автоперевозок требуют долговечных и недорогих в эксплуатации дорог. Срок эксплуатации таких магистралей составляет не менее 30 — 40 лет, часто достигая 60 лет. Общая протяженность дорог в США — 4,8 млн км, из них межштатные магистрали — 74 тыс. км. В 13 штатах более 90% магистралей выполнены в цементобетоне.

 

Галина Крупен

 

Этот материал опубликован в февральском номере Отраслевого журнала «Строительство». Весь журнал вы можете прочитать или скачать здесь.

Вышел новый номер журнала Строительство!
скачать журнал
нет, спасибо