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.
Руководство страны готовится запустить новую государственную программу, направленную на ускоренное развитие инфраструктуры малых городов и сельских населенных пунктов. В рамках поручений президента с 2025 года проекты строительства и восстановления дорог, школ, больниц, жилья и общественных пространств вдали от мегаполисов получат приоритетное финансирование и, как следствие, позволят остановить миграцию населения в миллионники.
Уже больше года специалисты Министерства сельского хозяйства России заняты разработкой новой масштабной госпрограммы. «Это стратегическое направление должно быть запущено в 2025 году в рамках реализации задач инициативы Правительства РФ «Города больших возможностей» и направлено на возрождение малых форм расселения и достижение целей Стратегии национальной безопасности Российской Федерации, Стратегии пространственного развития страны», - отметила руководитель направления развития опорных населенных пунктов Министерства сельского хозяйства Юлия Кандыкова.
Потенциал сельских агломераций
По данным последней переписи, в России насчитывается чуть более 155 тысяч населенных пунктов, из которых 153 тысячи являются сельскими с населением порядка 37 млн человек. Усиленно развивать предлагается не все, а только те, что вошли в список сельских агломераций.
Сейчас приоритетное развитие осуществляется в масштабе городских агломераций. Их сформировали несколько лет назад, включив в состав крупные города с прилегающими населенными пунктами. Сельские агломерации созданы по похожему принципу - из опорного населенного пункта и прилегающих к нему территорий. При этом важным и первостепенным условием является то, что сельские и городские агломерации не пересекаются, то есть госпрограмма «Города больших возможностей и возрождение малых форм расселения» призвана охватить новые территории. Согласно распоряжению Правительства РФ, опорным населенным пунктом может стать поселение с населением от 3 до 50 тысяч человек, где располагается предприятие агропромышленного комплекса, промышленное производство или ведется добыча полезных ископаемых. При этом расстояние от новой точки роста до крупного города должно быть не менее 50-ти километров.
В сентябре этого года Минсельхоз завершил большую работу по формированию пространственного каркаса из 1788 опорных с прилегающими более чем 122 тысячами малых населенных пунктов. В целом речь идет о территориях, на которых суммарно проживает порядка 40 млн человек. С 2025 года именно они получат приоритет на федеральное финансирование.
«Если говорить в масштабе стратегических целей до 2030 года, такие населенные пункты за счет приоритезации финансирования на их инфраструктурное обустройство должны стать более привлекательными для проживания, - подчеркивает Юлия Кандыкова. - Когда человек принимает решение переехать из малого населенного пункта, то, как правило, выбирает крупный город или уезжает из региона в столицу, в города-миллионники, и здесь возникают вопросы национальной безопасности, обезболивания пространства. Почти 1800 опорных пунктов при ускоренном развитии и повышении качества жизни за счет строительства инфраструктуры должны стать центрами притяжения, конкурентоспособными в части привлечения человеческого капитала, ради сохранения населения на сельских территориях и в малых городах».
Ставка на дороги
Другими словами, предполагается ускоренное развитие социальной, транспортной, инженерной и информационно-коммуникационной инфраструктуры в границах опорных населенных пунктов, которыми будут пользоваться и жители прилегающих территорий.
На данный момент специалисты министерства работают с коллегами из профильных ведомств, чтобы синхронизировать и увязать между собой программы развития сельских агломераций и работу в части других госпрограмм, например национального проекта «Безопасные качественные дороги». К слову, уже решено, что с 2025 года действие последнего будет распространено на города с населением от 100 до 200 тысяч человек, а также населенные пункты Дальнего Востока численностью до 20 тысяч человек.
Качество жизни в малых населенных пунктах напрямую зависит от доступности школ, больниц, детских садов и других социально-значимых объектов, поэтому восстановление дорог и транспортного сообщения внутри сельских агломераций выходит на первый план. В данном случае идет речь не только о ремонтных работах на внутренних трассах, но и о расширении маршрутной сети общественного транспорта. Масштабы работ озвучат после завершения аналитической части.
Предполагается, что развитие инфраструктуры в сельских агломерациях будет идти в ускоренном режиме, что прописано в стратегии под названием «Агрессивное развитие инфраструктуры», презентованной вице-премьером Маратом Хуснуллиным. Документ как раз говорит о плане развития сельских агломераций до 2030 года. Чуть позже - в конце 2022 года - чиновники прописали точные критерии создания сельских агломераций (распоряжение Правительства РФ №4132-р от 23.12.2022) и приступили к формированию пространственной схемы. С 2025 года данные территории получат приоритет при распределении бюджетных средств.
Комплексный подход
Параллельно с этим власти на местах разрабатывают стратегии развития своей сельской агломерации на срок до 2030 года, обозначая, какие именно объекты инфраструктуры качественно поднимут уровень жизни местного населения. Вместе с муниципалитетами над решением этого вопроса работают специалисты Минсельхоза, а для повышения качества работы на местах проводят обучение на базе Научного центра изучения прдоблем сельских территорий. «Рассчитываем, что такой подход позволит комплексно решать вопрос улучшения качества жизни населения и повышать синергетический эффект бюджетных инвестиций», - говорит глава Министерства сельского хозяйства Дмитрий Патрушев.
Важным условием является и синхронность планов по строительству инфраструктуры в рамках государственных программ различных уровней (соответствующее указание президент РФ дал 02.02.2023). Например, в Подмосковье опорными населенными пунктами стали города: Луховицы, Волоколамск, Шатура, Талдом, Можайск, Истра, Зарайск, Руза, а также рабочие поселки Серебряные Пруды, Лотошино, и Шаховская, а 2028 вошли в границы прилегающих территорий. Для каждого местные чиновники прописали ускоренные планы развития инфраструктуры, которые в будущем планируется синхронизировать с мероприятиями госпрограмм Московской области.
Отметим, что последние годы в стране увеличиваются расходы на развитие сельских территорий. Если в 2020 году они составляли 380 млрд рублей, то к 2022 году выросли до 619 млрд рублей. В рамках программы комплексного развития сельских территорий активное строительство идет в малых городах и исторических населенных пунктах и также требует координации всех возможных государственных программ (федеральных, региональных, муниципальных) и частных инициатив, чтобы добиться бóльших результатов и запустить процессы стратегического развития территории. Для примера, в муниципальном образовании Полярные Зори Мурманской области, которое стало участником программы, в процессе разработки плана местные власти связались с ресурсоснабжающими и управляющими организациями, чтобы понять, как развивать, какие сети заменить, какие дома уже включены в планы по ремонту.
Замглавы города Вячеслав Семичев обращает внимание на необходимость работы с местными жителями: «В первом проекте «Северное Сияние» мы в меньшей мере привлекали к работе население, но поняли, что без активных сообществ мы ничего сделать не сможем. На втором этапе подготовки мы усилили взаимодействие, проводили встречи с представителями территорий и молодежи, чтобы услышать их мнение. Менялся состав рабочих групп, добавлялись необходимые структуры, предприниматели, мы стали привлекать и спрашивать предприятия. Необходимо синхронизировать планы развития территорий, чтобы их благоустраивать, ремонтировать дома, приводить все в порядок». В целом специалисты «Агентства стратегических инициатив» сейчас оценивают наработанный опыт развития малых населенных пунктов и собирают удачные кейсы, на основе которых могут появиться рекомендации для местных чиновников.
Строительная отрасль является одной из ключевых отраслей экономики. Каждый строительный проект требует комплексного подхода, начиная от проектирования и заканчивая строительством и сдачей в эксплуатацию. В этом процессе неотъемлемую роль играют проектные организации, которые разрабатывают проекты и осуществляют контроль и надзор за их выполнением.
ГК ПСК на протяжении многих лет развивает свое сотрудничество с проектными организациями, предлагает проектировщикам идеи для оптимизации проектов. В каждом подразделении холдинга ПСК работают опытные инженеры, способные предложить и обосновать новые идеи по своему направлению.
Инженер-проектировщик часто рассматривает несколько альтернативных вариантов: классический и инновационный.
В качестве примеров можно привести два ярких проекта. В 2016 году ГК ТРИО при строительстве нового сахарного завода выбрала традиционный проект металлического силоса. Однако после обсуждений и демонстрации детализированных моделей инженеры ПСК доказали, что применение скользящей опалубки при возведении железобетонного сооружения сократит расходы, сроки строительства и увеличит долговечность конструкции. Как результат, 60-метровое сооружение было возведено всего за месяц. Готовый завод сразу после завершения строительства был продан заказчиком французскому холдингу «Sucden».
Роль проектировщиков сложно переоценить и в деле национальных проектов. Так при строительстве трассы М-12 «Восток» для соблюдения сроков, поставленных президентом В.В. Путиным, проектировщики трассы не побоялись внедрить массу современных решений: от систем преднапряжения, деформационных швов и опорных частей до скользящей опалубки на всех крупных опорах, включая новый вантовый мост через р. Оку, который торжественно открыт в сентябре 2023 года. Проблема повышенной густоты армирования при этом была успешно решена применением технологии механического соединения арматуры с конической резьбой, которая ускорила весь комплекс арматурных работ и позволила сэкономить время и деньги заказчика.
В областях, где важно не экономить на качестве и безопасности, например, в энергетике, благодаря новым решениям проектировщиков происходит прогресс в технологиях. «Гидропроект» при разработке нового корпуса «Волжской ГЭС», крупнейшей гидроэлектростанции в Волжско-Камском каскаде и в Европе, согласовал использование механических соединений арматуры «Concon», что позволило отказаться от сварочных работ на сложных узлах и ускорить весь строительно-ремонтный процесс на объекте.
ГК ПСК благодарит всех инженеров-проектировщиков за их смелость, открытость и продуктивное сотрудничество. Желаем вам плодотворной работы, новых идей и возможностей для развития. С Днем проектировщика!