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.
По пирамиде Маслоу, базовая потребность человека — в крыше над головой, еде, воде и сне. За ней идет потребность в безопасности, затем в принадлежности и только потом — в творчестве, самосознании и признании. А значит, жилая среда следует сразу за пищей и кровом: спокойствие и чувство обретения своего места. В каком-то смысле она даже важнее, чем тот дом, вокруг которого она формируется. Из чего она складывается и на что влияет, размышляют архитекторы «Института территориального развития».
Сегодня наша городская реальность — это многоквартирные дома высотой около 40 метров. А значит, высокая плотность и высокая анонимность, в которых человек перестает считать пространство своим и идентифицировать себя с местом, в котором живет. И если в последние годы в новых проектах нормой стал закрытый двор (Б — безопасность), то сегодня становится ясно, что он превратился в резервацию для узких групп жителей ЖК. Необходимость в свободном перемещении, в совместном опыте проживания зеленых территорий поблизости от дома, в пространстве, где жители квартала района будут общаться и образовывать устойчивые социальные связи, становится очевидной (П — принадлежность). И сейчас уже на этапе проектирования застройщики начинают закладывать эту возможность на уровне градостроительной структуры, формируя бульвары и парки внутри кварталов и групп разных ЖК, говорит главный архитектор «ИТР» Елена Миронова. Эта современная тенденция, в которой уже сами девелоперы начинают вкладываться в формирование среды за пределами своего участка, — закономерный путь развития и движение в сторону сбалансированного безопасного города с устойчивой социальной структурой. А это неизменно влияет на уровень благосостояния общества и формирует долгосрочный рыночный запрос на более высокое качество жизни в целом, добавляет главный архитектор проектов Анна Менщикова.
Человек идентифицирует себя с местом, осознанно выбранным для жизни, вычленяя в ряду одинаковых районов различия, непохожести. В этом смысле сложность объемных решений в архитектуре, проработка видовых точек и доминант играют важнейшую роль. Петербург — плоский город, и динамику застройке может обеспечить только вдумчивая работа с силуэтами. Фасадные решения и отделка зачастую менее значимы и подвержены быстрым изменениям тенденций, напоминает ведущий архитектор Ольга Потребчук.
И все же рынок наглядно демонстрирует, что, когда мы говорим о комфортной для человека среде, главную роль играет зеленый каркас. И кварталы первых массовых серий с их однотипными, архитектурно скудными фасадами, по-прежнему высоко ценятся на вторичном рынке не только за счет своей малоэтажности, но и во многом именно благодаря зелени, которая превращает «ничьи земли» в полноценные общественные парки.
Может ли архитектор на своем уровне влиять на то, каким будет социальный и, как следствие, экономический профиль города? Да, и прежде всего на уровне градостроительного планирования, когда уже на этапе прорисовки кварталов закладывается баланс общественного и приватного, говорит главный архитектор проектов Ольга Калинина. И если еще несколько лет назад девелоперы в основном были уверены, что эта задача убыточна и не входит в их компетенцию, то сегодня смена парадигмы становится очевидной, и уже застройщики сами закладывают общественные зеленые зоны в проекты. Потому что качественная среда — это их устойчиво высокая репутация на годы вперед. А для горожан это инвестиция в жизнь семьи с расчетом не на одно поколение.
Весна 2021 года ознаменовалась для Санкт-Петербурга началом практической реализации еще одного крупного инвестиционного проекта, призванного обеспечить развитие транспортной инфраструктуры города, — Широтной магистрали скоростного движения (ШМСД).
По оценкам экспертов, строительство ШМСД будет способствовать решению многих проблем — от совершенствования улично-дорожной сети до улучшения экологической обстановки в Северной столице. Однако для этого необходимо найти решение ряда сложных задач.
Дан старт
В Петербурге стартовало строительство Витебской развязки, которая свяжет существующий южный участок ЗСД с началом новой скоростной трассы — ШМСД. Тем самым началась реализация проекта Широтной магистрали, подготовка к которой шла уже многие годы.
«Это исторический момент. И не только для Петербурга, но и для Ленобласти, потому что эта магистраль соединит город с областью и выйдет на главную трассу, которая соединяет нас с Мурманском. Это огромный проект с переправой через Неву», — заявил губернатор Петербурга Александр Беглов.
По его словам, такого масштаба мегапроекты, как и запуск «Сапсана», и строительство трассы М-11, выводят город «в премьер-лигу мировых мегаполисов».
В церемонии забивки первой сваи для первой опоры в составе ШМСД приняли участие Александр Беглов, помощник Президента РФ Игорь Левитин и президент — председатель правления Банка ВТБ Андрей Костин. Они представляли трех партнеров реализации инвестпроекта — Петербург, федеральный центр и частного инвестора. Только такое объединение усилий позволило запустить работы.
«Было непросто начать реализацию этого проекта. И я хотел бы поблагодарить прежде всего федеральное правительство, которое оказало нам содействие, и, конечно, Президента России. Я не люблю громких фраз, но именно его участие в реализации этого проекта позволило нам забить первую сваю. По его поручению федеральный центр выделяет на первом этапе 10 млрд рублей», — подчеркнул Александр Беглов. Он добавил также, что если бы не было соединения сил — денег федерального центра, города и стратегического партнера — банка ВТБ, то без этих трех составляющих реализация проекта была бы практически невозможна.
Помощник Президента РФ Игорь Левитин отметил, что создание Широтной магистрали станет новым этапом в развитии транспортного каркаса Петербурга и Ленинградской области. «Двенадцать лет назад мы начинали строительство Западного скоростного диаметра. За эти годы Петербург очень усилился в транспортном обеспечении. Уверен, что новый проект будет успешно реализован», — сказал он.
Let it be
Соглашение между Смольным и группой ВТБ о строительстве Витебской развязки было подписано 18 ноября 2020 года. Протяженность объекта составит около 2,6 км, пропускная способность до 70 тыс. автомобилей в сутки, движение предусмотрено по шести полосам со скоростью до 110 км/час.
Общая стоимость развязки составляет порядка 39,4 млрд рублей (включая масштабные работы по подготовке территории). На реализацию проекта из федеральной казны будет выделено 10 млрд рублей, из бюджета Петербурга — 16,8 млрд, инвестиции ВТБ составят около 10 млрд рублей. Завершить строительство развязки намечено к 2025 году.
Этот объект станет первым этапом строительства ШМСД, в состав которой войдет большой мост через Неву в створе Фаянсовой и Зольной улиц. В целом возведение новой скоростной трассы протяженностью 27,4 км будет происходить в шесть этапов, проходящих по территории как Петербурга, так и Ленобласти: от ЗСД до КАД и пересечения с федеральной трассой «Кола».
До конца 2021 года планируется полностью завершить проектирование II — IV этапов ШМСД. Проведение конкурса на строительство планируется в 2022 году. Движение по всей магистрали на территории Петербурга планируется запустить к 2030 году. Общая стоимость проекта оценивается примерно в 169 млрд рублей.
Что это даст
«Плюсы и минусы таких магистралей наглядно показывает ЗСД, которым пользуется огромное количество горожан, невзирая на то, что проезд по нему платный. Не будь ЗСД, центр стоял бы в более серьезных пробках, и экологическая обстановка в городе также была бы существенно хуже», — отмечает заведующий кафедрой транспортных систем СПбГАСУ Александр Солодкий.
По его словам, влияние ШМСД неоднократно изучалось при разработке Генеральной схемы развития улично-дорожной сети Петербурга, Генплана и Экономического обоснования строительства. Все расчеты показали высокую эффективность проекта.
«ШМСД позволит существенно улучшить транспортную ситуацию в городе. Во-первых, улучшится обеспечение связей частей города, разделенных Невой, т. к. мост будет построен на участке с самым большим разрывом между мостами. Во-вторых, ШМСД в связке с ЗСД поможет разгрузить центр города. Значительная часть автомобилей проезжает через центр из-за того, что шесть из девяти мостов через Неву находятся именно там и другого пути просто нет. В-третьих, разгрузится мост через Неву на КАД, т. к. часть транспорта с запада на восток обратно поедет по ШМСД. В силу масштабности проекта он повлияет на жизнь всего города. Станет легче дышать в прямом и переносном смысле, улучшится транспортное обслуживание (сократится время на передвижение, станет меньше заторов), снизится негативное воздействие автомобилей на окружающую среду», — отмечает Александр Солодкий.
Эксперт транспортного развития территорий ИТП «Урбаника» Илья Резников настроен более скептически. «ШМСД становится не столько транспортным обходом центра, сколько еще одним вылетным направлением. Вместо отведения потоков автомобилей от центра, магистраль поможет доставлять их туда с восточной части КАД, из Всеволожска и других пригородов. Для внутригородских поездок эта дорога окажется не слишком полезной по причине малого количества развязок с обычными улицами», — считает он.
По словам эксперта, если учесть, что эта дорога будет платной, то она вообще рискует стать трассой «для избранных». Впрочем, такие же опасения вызывал и ЗСД. Однако совсем недавно там был зафиксирован суточный рекорд трафика: 391 тыс. авто. А суммарно за 2020 год ЗСД воспользовались более 90,7 млн машин.
Глава Комитета по инвестициям Петербурга Роман Голованов обращает внимание и на экономический эффект от реализации проекта. «Налог на прибыль только в рамках первого этапа проекта до 2024 года должен принести городу 3,6 млрд рублей. Реализация дальнейших этапов значительно увеличит эти показатели. При этом, по оценкам, город получает создание 450–550 рабочих мест в строительном секторе и еще 1200–1400 мест в других отраслях. Реализация проекта также стимулирует строительство жилой и коммерческой недвижимости в районах примыкания будущей трассы, в особенности во Фрунзенском, Красногвардейском и Невском районах, Кудрово и Всеволожске», — отмечает он.
Через тернии
Эксперты отмечают также, что реализация проекта связана со многими задачами, которые нужно будет решить. «Проект очень серьезный и в техническом, и в организационном планах. В большей степени даже в организационном, так как опыт строительства ЗСД научил наших дорожников и мостовиков решать такие задачи», — говорит Александр Солодкий.
Он также ожидает сложностей при освобождении земельных участков под строительство. «Несмотря на то, что магистраль прокладывается недалеко от железной дороги, все равно потребуется освобождение значительных территорий, не обойтись без сноса каких-то зданий и сооружений. Как показывает опыт реализации всех транспортных проектов, всегда будут люди, недовольные прохождением магистрали в определенной близости от их жилья. Стандартная ситуация: все хотят иметь хорошую дорогу, но проходить она должна у соседнего дома, а не у моего», — добавляет эксперт.
Однако в целом эти проблемы не являются критическими для реализации проекта. «Строительство ШМСД не ожидает быть простым. Оно дорогое и технически сложное. Хотя, как показывает опыт строительства КАД и ЗСД, все эти проблемы решаемы при наличии финансирования и соответствующей политической воли», — резюмирует Илья Резников.
Мнение
Александр Беглов, губернатор Петербурга:
— Руководству города в разные периоды нашей истории приходилось действовать в самых разных обстоятельствах. При этом каждая управленческая команда стремилась внести максимально возможный вклад в развитие Петербурга. Это хорошо видно на примере создания транспортного каркаса скоростных магистралей. Первые распоряжения по подготовке ЗСД сделал еще мэр Анатолий Собчак в 1993–1996 годах. Владимир Яковлев подписал документы о начале проектирования ЗСД и начал строительство КАД. Команда Валентины Матвиенко приступила к строительству ЗСД и замкнула КАД. Георгий Полтавченко и его команда завершили Западный скоростной диаметр и начали трассировку Широтной магистрали. Теперь стартовало ее строительство.
Александр Солодкий, заведующий кафедрой транспортных систем СПбГАСУ:
— Идея Широтной магистрали с мостом в створе Фаянсовой и Зольной улиц была заложена в Генплане уже более 50 лет назад. Предусматривалось создание трех меридиональных магистралей: Западного, Центрального и Восточного диаметров, а также двух широтных — севернее и южнее центра. Спустя десятилетия в Генплане остались всего две из них — ЗСД и ШМСД.