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.
В 2020 году Правительство Санкт-Петербурга планирует начать строительство Широтной магистрали скоростного движения (ШМСД), которая в 2024 году вместе с Западным скоростным диметром (ЗСД) и Кольцевой автодорогой (КАД) образует единую систему скоростных магистралей города.
Эксперты уверены, что появление новой трассы сможет заметно улучшить транспортную ситуацию в Северной столице.
Этапы большого пути
Строительство новой платной скоростной трассы поделено на шесть этапов, в текущем году планируется приступить к первому – от ЗСД в районе Благодатной улицы до пересечения с Витебским проспектом. Расчетный срок строительства – пять лет.
Широтная магистраль пройдет по территориям Красногвардейского, Невского, Фрунзенского, Московского, Кировского районов до примыкания к КАД севернее Кудрово в Ленобласти. Проект включает строительство моста через Неву в створе Фаянсовой и Зольной улиц (вдоль Финляндского железнодорожного моста).
Часть пятого и шестой этап проекта будут реализованы на территории Ленобласти (пятый этап – от КАД до примыкания к федеральной трассе М18 «Кола»; шестой – от улицы Коммуны до автомобильной дороги Санкт-Петербург – Колтуши), также предполагается подключение Всеволожска.
АО «Институт «Стройпроект» по заказу Комитета по развитию транспортной инфраструктуры (КРТИ) разработало проекты планировки и межевания территории первого этапа, губернатор города Александр Беглов утвердил этот проект, ФАУ «Главгосэкспертиза России» выдало положительное заключение.
По данным КРТИ, сейчас трассировка магистрали согласована, готовы ППТ не только для первого, но и для второго этапов (от Витебского до Союзного проспекта), идет разработка ППТ для третьего этапа – от Союзного проспекта до границы с Ленобластью. Также по заказу ОАО «ЗСД» идет разработка проектно-сметной документации по всем трем этапам дороги. Выполнено проектирование в части подготовки территории под строительство.
Параллельно КРТИ готовит документацию для решения имущественно-земельных вопросов при реализации проекта. «Подчеркнем, что практически вся трасса ШМСД проходит в полосе отвода существующей железной дороги. По просьбе жителей Невского района автотрасса была максимально приближена к железной дороге», – говорят специалисты КРТИ.
Позитивный эффект
Эксперты в области транспорта и развития территорий позитивно оценивают появление ШМСД. «Магистраль позволит существенно улучшить транспортную ситуацию в городе. Во-первых, получат развитие транспортные связи практически половины города, разделенного Невой, так как мост будет построен на участке Невы с самым большим разрывом между мостами. Во вторых, ШМСД в связке с ЗСД помогает разгрузить центр города. Значительная часть автомобилей едет через центр города из-за того, что шесть из девяти (включая ЗСД) мостов через Неву находятся в центре, другого пути просто нет. В третьих, немного разгрузится мост через Неву на Кольцевой дороге, так как часть транспорта с запада на восток и обратно поедет по этой магистрали», – отмечает заведующий кафедрой транспортных систем СпбГАСУ Александр Солодкий.
По его словам, в силу масштабности проект окажет позитивное влияние практически на весь город. «В итоге в городе станет легче дышать в прямом и переносном смысле. Улучшится транспортное обслуживание (сократится время на передвижение, меньше станет заторов) и снизится негативное влияние автомобильного транспорта на окружающую среду. Влияние проекта на город изучалось неоднократно (при разработке и Генеральной схемы развития улично-дорожной сети Санкт-Петербурга, и Генплана, и экономического обоснования необходимости строительства этой магистрали), выполнялось транспортное моделирование, все расчеты показали высокую эффективность строительства», – говорит эксперт.
В целом с ним соглашается эксперт транспортного развития территорий ИТП «Урбаника» Илья Резников: «Во-первых, это элемент транспортного обхода центра, который должен снижать число транзитных автомобилей в исторических районах. Во-вторых, ШМСД может перераспределять транспортные потоки между радиальными направлениями и улучшать межрайонные связи. В-третьих, это еще один удобный выезд из города в восточном направлении».
В то же время специалист отмечает, что платность магистрали негативно скажется на ее популярности, что прямо противоречит основной цели реализации проекта. Кроме того, ШМСД не формирует кольца или полукольца вокруг центра – это всего лишь один элемент транспортного обхода, и о создании остальных пока речи нет.
По мнению Ильи Резникова, десять заявленных развязок – слишком мало, такое количество не позволит выехать на магистраль с Московского и Индустриального проспектов, Октябрьской набережной. «Понятно, что есть технические и планировочные ограничения, но в результате страдает функция перераспределения потоков между магистралями, не улучшаются связи соседних районов», – добавляет он.
Финансовый вопрос
Стоимость проекта несколько раз пересчитывалась; по мнению экспертов, она может составлять порядка 215 млрд рублей.
В строительство ШМСД участвует Группа ВТБ – на Петербургском международном экономическом форуме 2019 года между банком и Правительством Петербурга подписан договор по развитию транспортной инфраструктуры и строительству ШМСД, на сумму более 120 млрд рублей.
Предполагалось, что финансировать первый этап (ориентировочно 35 млрд рублей) будут городской и федеральный бюджеты, а также оператор ЗСД – компания «Магистраль Северной столицы» (один из акционеров которой – ВТБ). Последующие этапы планировалось строить в рамках государственно-частного партнерства.
По информации КРТИ, Правительство Петербурга сейчас озабочено выбором финансово-экономической модели строительства трассы. Объявить конкурс на поиск концессионера планировалось в первом полугодии 2020 года.
Федеральный бюджет согласился выделить средства на строительство ШМСД – в частности, такое обещание получило АНО «Дирекция по развитию транспортной системы Петербурга и Ленобласти». В то же время осенью прошлого года появилась информация, что решение о финансировании на федеральном уровне еще не принято.
Мнение
Илья Резников, эксперт транспортного развития территорий ИТП «Урбаника»:
– По-настоящему полезной эта трасса будет для транспорта, следующего в центр города из пригородов (с Кольцевой, из Всеволожска и т. д.). На это накладывается проблема высокой цены Широтной магистрали. При этом ШМСД не будет полезна для общественного транспорта (который остро нуждается в развитии), не улучшит ситуации в проблемных периферийных районах или в центре города, не решит проблем межрайонной связности.
Александр Солодкий, заведующий кафедрой транспортных систем СПбГАСУ:
– Впервые идея Широтной магистрали с мостом в створе улиц Фаянсовая и Зольная, которую часто некорректно называют Восточным скоростным диаметром, появилась более 50 лет назад в Генплане Петербурга. Предусматривалось создание трех меридиональных магистралей: Западный диаметр, Центральный диаметр, Восточный диаметр и две широтных магистрали. Из концепции развития дорожного хозяйства Петербурга, принятой в 1998 году, исчез Центральный диаметр, превратившись в два радиуса. Через десять лет в Генеральной схеме развития улично-дорожной сети города и в Генеральном плане осталось всего две магистрали – ЗСД и Широтная магистраль. В 2003 году было разработано экономическое обоснование строительства этой магистрали, на которое было получено положительное заключение госэкспертизы.
Санкт-Петербург со дня своего основания был городом-идеей, призванным перенести на российскую почву величайшие достижения мировой культуры и найти им оригинальное национальное развитие. Именно потому он так похож – и так не похож – на города Европы. Не случайно Северную столицу России называют самым европейским из всех русских городов и самым русским из всех европейских.
Первые два века своей жизни Петербург прекрасно справлялся со своей миссией, превратившись в границах начала ХХ века в тот музей под открытым небом, взглянуть на который сейчас едут туристы со всего мира. Затем по-настоящему интересные, знаковые проекты стали явлением единичным. И вот сегодня, по оценкам социологов, в обществе очень силен запрос на появление новых масштабных инициатив, в том числе в градостроительной сфере, которые дали бы новый толчок развитию города, вернули бы ему статус города-идеи мирового значения.
Старый новый проект
Своеобразным ответом на этот вызов стала очередная инициатива Фонда содействия восстановлению объектов истории и культуры в Санкт-Петербурге по строительству спроектированной, но так и не построенной великим зодчим Франческо Бартоломео Растрелли (1700–1771) колокольни Собора Воскресения Христова в Воскресенском Новодевичьем Смольном монастыре. Этот амбициозный проект был заявлен в Петербурге в самом конце прошлого года.
Комплекс Смольного монастыря – один из самых ярких и известных архитектурных шедевров Северной столицы, ставший классическим «открыточным видом», посещение которого при поездке в город – обязательно. Это было любимое детище дочери Петра Великого – императрицы Елизаветы Петровны. Разработку проекта поручили придворному архитектору Растрелли, работами которого являются такие известные шедевры русского барокко, как Зимний, Аничков, Воронцовский дворцы в Петербурге, Андреевская церковь в Киеве, Большой Екатерининский дворец в Царском Селе и др.
140-метровая пятиярусная колокольня была неотъемлемой частью проекта архитектурного ансамбля Смольного монастыря и должна была стать одной из высотных доминант города. По проекту первый ярус представлял собой триумфальную арку – парадный въезд в монастырь, второй был надвратной церковью, а в остальных трех должны были располагаться звонницы. Однако сооружение возвели только до второго уровня, что по высоте превышает келейные корпуса, но из-за нехватки средств в связи с Семилетней войной (1756–1763) реализация проекта была приостановлена. Сам Смольный монастырь достраивался после этого еще много лет (последние работы были завершены в 1835 году). Но до колокольни так «руки и не дошли».
Интересно, что сам Растрелли до самой своей смерти мечтал о том, что его проект будет реализован полностью – и колокольня все-таки будет возведена в монастыре. «Посреди просторного двора внутри монастыря я возвел великую церковь с куполом. Капители, колонны и базы из чугунного литья… Большая колокольня, коя будет построена при входе в монастырь, будет иметь 560 английских футов высоты. Нельзя не восхищаться великолепием сей постройки, коя снаружи и изнутри имеет дивную архитектуру», – так писал он о своем проекте.
И вот нашлись люди, которые готовы завершить реализацию этого мегапроекта XVIII века.
Первая среди равных
На момент создания проекта 140-метровая (в другом варианте – даже 170-метровая) колокольня должна была не только стать самым высоким зданием в Петербурге, но и фактически сравняться с высочайшим храмом Европы или даже превзойти его. Задумка Растрелли была весьма амбициозным проектом – и масштабность затеи за прошедшее время ничуть не уменьшилась.
В этом смысле очень интересно сравнить этот проект с иными высотными историческими храмовыми сооружениями Европы. Самым высоким из таких объектов является готический собор в немецком Ульме, начало строительства которого относится к 1377 году. Его высота в настоящее время составляет 161,5 м (аккурат на полметра меньше, чем в одном из вариантов проекта Растрелли). На втором месте – еще один образец германской готики – Собор Святого апостола Петра и Пресвятой Девы Марии в Кёльне, возведение которого стартовало в 1248 году. Сегодня его высота достигает 157,4 м. Третью позицию этого своеобразного рейтинга занимает еще один образчик готики, на сей раз из Франции, – Собор Руанской Богоматери. Его строительство началось в 1145 году. На данный момент его высота – 151 м. Четвертая строка – у еще одного представителя французской готики (с элементами романского стиля) – Собора Страсбургской Богоматери, основанного в 1015 году. Современная высота храма – 142 м. Остальные сохранившиеся шпили исторических храмов уже уступают растреллиевскому «проекту-минимуму».
Дотошный читатель, наверное, уже обратил внимание на использованные формулировки: датировка именно начала строительства и уточнение, что показатель высоты здания дается по состоянию на сегодняшний день. И это не случайно. Храмы таких масштабов строились веками, часто с большими перерывами, а иногда – и с изменением архитектурного стиля.
В частности, строительство основной части Ульмского собора длилось с 1377 по 1543 год, самый длинный перерыв в работах – с 1405 по 1530-й. Кёльнский собор строили с перерывами с 1248 по 1437 год, Руанский – с 1145 по 1506-й, Страсбургский – с 1015 по 1439-й. То есть ничего необычного ни в вековых сроках возведения объекта, ни в вековых же перерывах в ходе работ нет. Это никак не препятствует признанию этих зданий архитектурными достижениями человечества.
Но есть и вторая интересная деталь. Шпили почти всех вышеперечисленных храмов – еще более позднего времени. Они появились при реконструкции объектов. Причем по времени она отстояла от основного строительства на много столетий и была выполнена только в конце XIX века. Единовременный самому зданию шпиль – только у Страсбургского кафедрала. Руанский собор стал высочайшим храмом при реконструкции в 1876 году, Кёльнский – в 1880-м, Ульмский – в 1894-м.
И это тоже никак не мешает признанию всех этих объектов шедеврами архитектуры, включению Руанского собора в число памятников национального наследия Франции, а Кёльнского – в список мирового наследия ЮНЕСКО. Есть и еще один очень интересный прецедент: известный собор Саграда Фамилиа в Барселоне строится по замыслу великого Антонио Гауди с 1882 года по сей день. Несмотря на то, что объект еще не завершен, в 2005 году он уже внесен в список наследия ЮНЕСКО.
Кстати, в списке самых высоких храмов мира Саграда Фамилиа сегодня занимает 38-ю позицию (112 м). Высочайший представитель России в «рейтинге» – Петропавловский собор в Петербурге – 22-ю (122,5 м). Строительство колокольни Смольного собора даже в «проекте-минимуме» позволит нам выйти на восьмую строчку.
Осмыслить идею
Сегодня в петербургском обществе отношение к инициативе Фонда содействия восстановлению объектов истории и культуры в Санкт-Петербурге отличается разнородностью. Немало скептических комментариев связано главным образом с «неаутентичностью» и «неединовременностью» планируемой к строительству колокольни остальным зданиям монастыря. Однако, как видно из вышеизложенного, такое положение не является редким, а в равной степени не препятствует мировому признанию объекта, в том числе на уровне ЮНЕСКО.
Но есть немало и позитивных оценок. «Идея уже получила поддержку в достаточно широких кругах общества, особенно среди деятелей культуры и искусства. Этот проект – дань истории, традиции, сохранению и восстановлению духа Северной столицы, и при этом – движение вперед», – говорит представитель Фонда содействия восстановлению объектов истории и культуры в Санкт-Петербурге Филипп Грибанов.
«Идея завершения замысла гениального Растрелли вызывает интерес в профессиональном сообществе уже давно. В частности, и наша мастерская в свое время делала предпроектные эскизы, чтобы оценить, как выглядел бы ансамбль, если бы проект был реализован полностью», – отмечает руководитель архитектурного бюро «Литейная часть-91» Рафаэль Даянов.
По его словам, достройка колокольни Смольного собора – серьезный вызов и очень интересная задача. «Что останется от архитектуры начала XXI века в будущем? Что станет наследием нашего времени? Торговые центры и гостиницы? Вряд ли. А вот воплощение задумки Растрелли вполне способно оставить след в истории», – подчеркивает эксперт.
«Мечтаю о том, чтобы это гениальное сооружение было построено. Мы знаем примеры, когда задумки гениев не были при их жизни реализованы, но со временем, через столетия, воплотились в жизнь. Я думаю, что колокольня Смольного собора украсит Петербург», – со своей стороны, отмечает Фёдор Туркин, председатель совета директоров холдинга РСТИ («Росстройинвест»).
По словам Филиппа Грибанова, инициаторов проекта не смущают скептические отзывы. «Новое часто сначала встречается большинством «в штыки». В этом нет ничего страшного. Обществу необходимо время на осмысление идеи. Надо объяснить людям, что это не разрушение исторического облика, а его развитие. Причем в историческом же духе, в рамках задумки нашего великого зодчего. То, что уже сейчас многие разделяют нашу позицию, вселяет в нас оптимизм», – заключил он.