По пути технологического суверенитета
Теперь Россия сама может проводить ускоренные испытания конструкций дорожных одежд, проектных решений и материалов, применяемых при возведении автомобильных магистралей. В этом году полигон со специальным комплексом «Циклос» начал работу в подмосковном Голицыне.
Практика ускоренных испытаний дорожной одежды позволяет в относительно короткие сроки понять, какое из решений является наиболее эффективным, а какое требует корректировок. Другими словами, теперь российские ученые имеют возможность за один-три месяца опытным путем определить, в каком состоянии будет только что построенная дорога через пять-десять лет: останется в нормативном состоянии или потребует капитального ремонта досрочно.
Речь идет о методе контролируемого приложения циклической нагрузки колесом к поверхности исследуемой дорожной одежды для определения параметров деформативности. Подобное направление требует опыта, который страна может наработать самостоятельно либо взять за основу работу других государств.
До недавнего времени собственные полигоны для ускоренных испытаний были только в странах Европейского союза, Южной Африки, Австралии, Индонезии, США и Бразилии. Согласно научным публикациям, ученые чаще всего исследовали проблемы колееобразования (устойчивости к пластическим деформациям) и усталостного трещинообразования, а в качестве причин детально изучали варианты морозного пучения, замораживания и оттаивания, остаточных деформаций и многое другое. Кроме того, зарубежные дорожники особое внимание уделяли влиянию модификаторов на свойства асфальтобетона в слоях покрытия и основания, изучали горизонтальные и вертикальные напряжения в конструктиве, нелинейность свойств грунтов, полужесткие и жесткие дорожные одежды, созданные с использованием различных материалов, эффективность применения асфальтогранулятов и полимербетонов, а также новые технологии ремонта и содержания автомобильных дорог, в том числе с использованием индукционных систем.
Собственный «ЦИКЛОС»
Первые испытания прошли во время строительства новой скоростной магистрали М-12 «Восток». В отдалении от основного хода на пикете 2620 специалисты устроили два отрезка (первый в соответствии с проектным решением конструкции дорожной одежды, а второй — с экспериментальным) и смонтировали «ЦИКЛОС». В течение некоторого времени установка имитировала однонаправленный грузовой трафик путем циклического перемещения четырех тележек, тогда как специальные датчики в различных слоях дорожной одежды посылали непрерывный поток информации о влажности, температуре и вертикальном давлении.
В 2024 году специально для СКН «ЦИКЛОС» был построен особый дорожно-испытательный полигон в Голицыне.
Анализ зарубежного опыта показал, что различные типы установок по ускоренным испытаниям требуют определенной инфраструктуры для обеспечения достоверного сбора информации, анализа и дальнейшего внедрения в нормативно-технические стандарты, — пояснил заместитель директора департамента научно-технического развития и стандартизации ФАУ "РОСДОРНИИ" Александр Конорев во время выступления на одном из крупнейших мероприятий дорожно-строительной отрасли. — Симулятор колесной нагрузки "ЦИКЛОС" мы дополнили системой линейных перемещений, которая позволяет создавать нагрузку с точки зрения нормального распределения на участке автомобильной дороги».
Полигон предназначен для единого методологического обеспечения проводимых испытаний и исследований, учитывающего комплексный подход для получения качественного результата. К настоящему времени здесь созданы условия для круглогодичной работы симулятора колесной нагрузки, а оснащение позволяет контролировать заданные параметры условий испытаний и производить техническое обслуживание «ЦИКЛОСа». В частности, специалисты соорудили три полномасштабные испытательные секции для устройства дорожных одежд и одну неглубокую — для испытаний, например, свойств асфальтобетона в дорожной конструкции. В непосредственной близости от них расположилась лабораторная база с административно-производственным блоком.
Отдельное внимание уделено современной системе сбора данных. Для выполнения ускоренных испытаний при устройстве конструктивных слоев дорожных одежд осуществляется монтаж комплекта средств мониторинга, включающий датчики температуры, влажности, вертикального давления, горизонтальных напряжений, ускорений и перемещений, а также остаточных деформаций, с помощью которых получают новые научные данные о напряженно-деформированном состоянии дорожных одежд. Данные с датчиков мониторинга собираются с помощью многоканальной системы сбора и обработки данных через программное обеспечение Dewesoft X, предназначенное для одновременного измерения сигналов, поступающих от различных источников, отображения данных и их сохранения. Все это дает возможность детально изучить процессы, происходящие внутри конструкции дорожной одежды, и понять причины преждевременных разрушений и деформаций. Ожидается, что на основании полученных данных будут уточняться параметры расчетных моделей дорожных одежд для создания прогнозных моделей изменения транспортно-эксплуатационного состояния автомобильных дорог, а также выполняться разработка эмпирических зависимостей для совершенствования методов проектирования и расчета дорожных одежд.
В качестве первого опыта строительства дорожных одежд в испытательных секциях специалисты ФАУ «РОСДОРНИИ» попросили подрядчиков возвести две дорожные конструкции. Первая представляет собой аналог участка автомобильной дороги, который находится на трассе М-5 «Урал», а вторая — аналог классической дорожной конструкции на основном ходу магистрали М-12 «Восток».
Одновременно с этим идет работа по созданию нормативной базы. Внедрение и развитие метода ускоренных испытаний требует методологического и нормативно-правового обеспечения для того, чтобы испытания были легитимны и могли проводиться единообразно. На данный момент специалисты ФАУ «РОСДОРНИИ» запатентовали установку и разработали стандарт организации по методам ускоренных испытаний, а сейчас работают над созданием СТО «Ускоренные испытания дорожных одежд. Обработка и систематизация данных», «Ускоренные испытания дорожных одежд. Организация и производство работ по строительству дорожных одежд в испытательных секциях» и «Ускоренные испытания дорожных одежд. Монтаж датчиков мониторинга в испытательных секциях. Общие положения».
Программа исследований
Симулятор колесной нагрузки позволяет оценивать различные параметры, и в настоящее время исследования проводятся по характеру воздействия на дорожную конструкцию и по конструкционно-материальным решениям.
Для анализа долговечности специалисты ФАУ «РОСДОРНИИ» планируют изучать величину нагрузки в 10, 11,5 и 13 тонн. Кроме того, есть возможность детально исследовать влияние различных типов шин на долговечность, а также давление внутри них: 0,6 МПа применялись в ОДМ, а 0,8 МПа указаны в ПНСТ, но сейчас некоторые участники дорожной отрасли предлагают увеличить допустимый показатель в связи с ростом транспортного потока. При изучении конструктивно-материальных решений полигон дает возможность измерить тепловлажностный режим в конструктивных слоях дорожной одежды, а также оценить эффективность применяемых проектных решений, модификаторов, отходов промышленности или инновационных технологий в конструировании. Результаты проведенных исследований позволят уточнять параметры расчетных моделей дорожных одежд, а также эмпирических зависимостей, исследовать причины преждевременного разрушения, искать пути повышения устойчивости к колееобразованию и усталостному трещинообразованию, анализировать и прогнозировать транспортно-эксплуатационное состояние автомобильных дорог и в конечном итоге совершенствовать методы проектирования и расчета дорожных одежд.
Тем для исследований — большое количество. На данный момент разработан проект целевой программы исследований до 2030 года, а программа на первые три года вынесена на совет при Федеральном дорожном агентстве. Одно из предложений — подвергнуть изучению шесть вариантов материала в одном из слоев основания с точки зрения оценки изменения их характеристик в процессе эксплуатации. Если идея будет одобрена, то в течение 2025 и 2026 годов специалисты сравнят работу ЩПС из горных пород, щебня из горных пород М400 и М1000, ЩПС из активных и неактивных шлаков, а также щебеня из шлаков М400/1000 при прочих равных условиях и толщинах слоев в основании.
Два года назад в интервью «Строительному Еженедельнику» Рубен Чинарьян, директор по стратегическому развитию и маркетингу ГК «ПромСтройКонтракт» (ПСК), заявил, что полностью отечественная опалубка — реальность. Организовав производство из отечественных материалов и комплектующих и используя собственные разработки, ГК ПСК может констатировать: импортозамещение на рынке опалубки близится к 100%.
После начала спецоперации в феврале 2022 года объем жилищного строительства оказался под угрозой сокращения — застройщики притормозили вывод на рынок новых проектов. Не исключено сокращение этого сегмента строительного рынка.
Однако по-прежнему идет возведение инфраструктурных объектов — в первую очередь по госзаказу. Поэтому спрос на опалубку, которую выпускает ГК ПСК, не снижается, хотя ажиотажным его назвать нельзя.
В перспективе можно ждать спроса из ряда областей Украины, ДНР и ЛНР, где есть необходимость восстанавливать объекты — и жилые и инфраструктурные. Потребность в опалубочном оборудовании будет, если речь пойдет о монолитном строительстве, уточнил Чинарьян. Еще один из вариантов роста спроса на отечественную опалубку — уход из России иностранных компаний. Информация об этом уже появилась на рынке. Кроме того, государство затеяло масштабное транспортное строительство и модернизацию ЖКХ.
Для производства опалубки на предприятиях ГК ПСК используются российские материалы — металл, фанера, деревянная балка и другие комплектующие изделия. Но технологическое оборудование для производства опалубочных систем по большей части импортное, поэтому с заменой и обслуживанием могут возникнуть проблемы, но они несиюминутны. Таким образом, задача импортозамещения практически выполнена.
Опалубка, без которой не может обойтись монолитное домостроение, пришла в Россию в 1990-е. До этого в стране появлялись только отдельные объекты. Монолитное строительство уверенно набрало темп. Российские специалисты сначала учились у зарубежных коллег, рассказал Чинарьян. Получив определенный опыт, они что-то переработали, что-то придумали сами, и сегодня ГК ПСК производит все виды опалубочных систем, применяемых на объектах любого функционального назначения — от жилых домов до космодрома.
Опалубка используется различная — в зависимости от объекта. Для гражданского строительства или, например, для атомной отрасли — это стандартные и самоподъемные гидравлические опалубочные системы для вертикальных и горизонтальных строительных конструкций, для мостостроения в том числе предлагается уникальная скользящая гидравлическая опалубка. Кроме того, для объектов мостостроения ГК ПСК производит и поставляет опорные части, деформационные швы и механические соединения арматуры.
В каждом случае нужен индивидуальный подход. Но коль скоро компания производит все виды опалубки, предложить заказчику конкретное решение — не проблема, поскольку на предприятии не прекращаются самостоятельные разработки.
Получив на конкурсной основе подряд, ГК ПСК сегодня работает на строительстве мостовых переходов магистрали М-12, которая станет частью транспортного коридора Западная Европа — Западный Китай. Конкурс на поставку опалубки удалось выиграть благодаря собственным технологическим наработкам, которые сокращают время на строительство вдвое.
«Продукция нашей компании всегда была востребована — на объектах Росатома, на строительстве дорог, на сооружении знаковых инфраструктурных объектов. В опалубке есть и будет потребность», — заключил Рубен Чинарьян.
Справка
Компания «ПромСтройКонтракт» создана в 1992 году. Сейчас это промышленно-строительный холдинг, работающий во многих российских регионах, имеющий офисы за рубежом.
Компании группы «ПромСтройКонтракт» активно участвуют в строительстве объектов энергетического, промышленного, транспортного, гражданского и специального строительства, среди которых можно выделить спортивные сооружения Олимпийских игр в Сочи и все двенадцать стадионов к чемпионату мира по футболу; вантовые мосты «Русский» и «Золотой Рог» в г. Владивостоке; искусственные сооружения ЗСД и ЦКАД; комплекс высотных зданий делового центра Москва-Сити и самое высокое в Европе здание «Лахта-Центр» в г. Санкт-Петербурге; космодром Восточный; объекты Госкорпорации Росатом на территории стран СНГ и за рубежом; ведущиеся в настоящее время работы по строительству оснований гравитационного типа (ОГТ) для проекта «Арктик СПГ 2» с использованием скользящей опалубки; а также сотни других объектов промышленно-гражданского строительства.
Умная строительная площадка все больше становится трендом в строительстве. Но цифровизация – это не только проектирование, цифровой паспорт объекта или онлайн-продажи. Это также и управление инвестициями, реализацией и продажами, маркетинг, эксплуатация и даже работа с жителями. Это целая экосистема, в которой все решения принимаются на основе оцифрованных данных. Эксперты девелоперской компании GRAVION рассказали о технологиях, инициативах в «цифре» и трудностях, с которыми сталкивается отрасль.
«Если говорить именно про стройку, то в своей девелоперской деятельности GRAVION давно и успешно перешёл на использование BIM технологий, – отмечает Юрий. – Причем BIM-модель используется как на этапе проектирования, так и на этапе строительства. Это стало возможным благодаря сотрудничеству с IYNO – российской платформой для управления стройкой».
С ее помощью компания может принимать оптимальные управленческие решения в каждой ключевой точке процесса строительства, опираясь на достоверные прозрачные и актуальные данные. IYNO позволяет быстро просчитать изменение стоимости проекта при условии замены одного из материалов, помогает в режиме реального времени просчитывать «что если», то есть различные сценарии развития ситуации. И самое главное – выбрать оптимальный путь как с точки зрения новых проектных или технологических решений, так и в условиях, когда нужно искать решения по импортозамещению оборудования или материалов, что в текущей действительности особенно актуально.
По данным GRAVION управление строительными процессами на основе технологии BIM позволяет значительно снизить риски удорожания стоимости на каждом этапе жизненного цикла здания
- Некачественный проект – 25%
- Дополнение и изменение проекта – 5%
- Некачественная спецификация – 11%
- Некачественная ведомость объемов работ – 16%
- Неквалифицированный контроль договорных объемов и сроков – 21%
- Устранение дефектов и коллизий – 13%
- Несоблюдение сроков предоставления ИД – 6%
- Изменение стоимости материалов – 3%
«На строительной площадке нашего комплекса сервисных апартаментов CULT мы также внедряем цифровое дублирование строительной деятельности, беспилотную съемку для определения динамики строительно-монтажных работ, подтверждения соответствия стройгенплану, и используем ее для дополнительных возможностей в работе строительного контроля и контроля соблюдения техники безопасности. Разрабатываем “умные” внутренние справочники стоимости, продолжительности работ, создаем автоматическое планирование не только для внутренних процессов, но и для взаимодействия с поставщиками материалов. Формируем интерактивную отчетность для удобного использования данных в разных срезах, – добавляет Ю. Неманежин. – Все решения, которые мы используем, основаны на принципе paperless: сведения к минимуму количества бумажных экземпляров рабочей и исполнительной документации. Сначала мы видим всю необходимую нам для работы информацию на цифровых дашбордах, собранных в связке с моделью объекта, во всех видах и разрезах, которые только могут нам понадобиться, и только потом идет бумага. Конечно, без нее пока никак, но даже тут цифровые технологии помогают».
Также управляющий партнер GRAVION отметил, что с помощью технологий IYNO компания уже не раз избегала рисков роста плановой себестоимости строительства: «Когда мы мониторим план-факт строительства, принимаем решения об использовании другого оборудования или материалов, оплате работ подрядчиков, то опираемся на данные, которые видим не только на бумаге или в excel, но связанные с элементами модели. Уровень детализации информации очень высокий. Это дает в разы большую точность, а значит позволяет принимать более оптимальные решения. При этом мы не тратим лишнего времени на то, чтобы получать эти данные. Наши трудозатраты на работу с BIM-моделью, наоборот, снижаются, так как большинство рутинных операций автоматизированы. По нашей оценке, трудозатраты на подготовку данных сокращаются на 30%, а сроки подготовки уменьшаются на 70%».
При этом, несмотря на все преимущества «цифры», о полной автоматизации отрасли пока говорить рано. Эксперт GRAVION выделяет несколько трудностей:
- нежелание «идти в новое» специалистов, которые привыкли работать по-старому. «Не все готовы сразу на перемены в привычных процессах: «цифровой напильник» продолжает работать и многих это устраивает. Радует, что мы выбираем софт с понятным, удобным и простым в использовании интерфейсом и стараемся наглядно показывать эффект от цифровизации», – комментирует Юрий.
- зависимость результата использования цифровой модели на всех этапах стройки от её изначального качества.
Как отмечает Неманежин, очень важно, чтобы сама отрасль была готова к таким новшествам: «По сути многие лишь заявляют, что активно используют цифровые технологии в строительстве, но на деле все сводится либо к упрощенной BIM-модели, которую, вообще, делает сторонний проектировщик, либо к частичной автоматизации. Девелоперов, которые реально активно развивают у себя «цифру» в полном объеме, не так уж и много. И в основном они работают в столице и городах-миллионниках. Более того, это на первоначальном этапе достаточно серьёзные финансовые вложения со стороны компании (при условии, если ранее умные технологии в ней не сильно развивались), а также обучение кадров. Но за цифрой – будущее, и, так или иначе, строительная отрасль станет эффективнее».