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.
За прошедший год в дорожной отрасли был принят, а затем пересмотрен пятилетний план строительства дорог. Однако по большинству строящихся объектов финансирование сохранится.
Планы пересмотрены, но не все
Ключевым событием в дорожном строительстве стало утверждение в июне 2022 года пятилетнего плана на 2023—2027 гг. общей стоимостью 13,2 трлн рублей, включая региональные бюджеты и средства Фонда национального благосостояния. План касается федеральных, региональных, межмуниципальных, местных дорог и включает более 250 мероприятий по их строительству, реконструкции и ремонту. Программный документ разрабатывался с целью довести до нормативного состояния 85% дорог в 105 крупнейших агломерациях и более 50% дорог в регионах — всего более 100 тыс. км опорной дорожной сети.
В частности, планом предусмотрено бюджетное финансирование строительства второй кольцевой автодороги вокруг Санкт-Петербурга (КАД-2), развязки на трассе М-11 «Нева» с выходом к аэропорту Пулково, реконструкции Приморского шоссе с подключением «Лахта-центра», строительство и реконструкция участков автомобильных дорог А-121 «Сортавала», А-181 «Скандинавия», А-120 «Санкт-Петербургское южное полукольцо», Р-21 «Кола», М-10 «Россия» и еще ряда объектов в Санкт-Петербурге и Ленобласти.
Однако уже в декабре стало известно о пересмотре намеченных планов. Согласно распоряжению Правительства РФ от 29 декабря 2022 года № 4353-р, по ряду проектов было урезано финансирование, ввод в эксплуатацию других проектов был перенесен на более поздний срок, появились новые объекты. Под сокращение финансирования попала КАД-2: сроки проектирования автомагистрали отложены на два года. По данным ФКУ Упрдор «Северо-Запад», перенесены с 2027 на 2028 год сроки реконструкции участка 54-й км —59-й км дороги Р-23 Санкт-Петербург — Псков — Пустошка — Невель — граница с Республикой Беларусь.
По остальным объектам, находящимся в ведении ФКУ Упрдор «Северо-Запад», начатые в 2021–2022 гг. работы продолжаются согласно условиям заключенных госконтрактов. Так, ввод в эксплуатацию участков реконструкции трассы А-181 «Скандинавия» запланирован на 2023–2024 гг. В 2023 году на автомобильной дороги Р-21 «Кола» планируется выполнить работы по переустройству газопроводов с последующим завершением реконструкции участка дороги с двух полос движения до четырех. Активно продолжается строительство путепровода с направленными съездами на 672 + 500 км автомобильной дороги М-10 «Россия» Москва — Тверь — Великий Новгород — Санкт-Петербург, сроки завершения — 2023 год. Нет изменений и в планах реконструкции КАД на участке от ст. Горская до ЗСД, работы по этому объекту продлятся до августа 2026 года. Продолжается разработка предпроектной и проектной документации для реконструкции автодороги А-121 «Сортавала» на участке обхода г. Приозерска. Также в планах Упрдор «Северо-Запад» на 2023 год — приступить к реконструкции автомобильной дороги А-120 «Южное полукольцо» на участке 64-й км — 106-й км (1-й и 2-й этапы).
Начатые стройки будут завершены
В Комитете по дорожному хозяйству Ленобласти отмечают, что основные работы выполняются в рамках национального проекта «Безопасные качественные дороги»: за счет федерального и регионального финансирования в 2022 году было обновлено около 200 километров региональных трасс. В том числе были проведены ремонты на таких важных для области магистралях, как участок Гостилицкого шоссе от деревни Порожки до «Южного полукольца», Павловское шоссе от Романовки до Павловска, дорога от Кудрово в Колтуши, подъезд к Шлиссельбургу, подъезд к Кингисеппу. При этом по некоторым из объектов работы были завершены досрочно.
Скорее всего, изменения пятилетнего плана не должны сказаться на начатом строительстве, особенно на значимых для региона мостовых стройках через р. Волхов в Киришах и р. Свирь в Подпорожье. Мост в Подпорожье планируется завершить уже в 2023 году, на три года раньше контрактных сроков, — он даст возможность значительно облегчить логистику грузов на востоке Ленобласти.
Еще один источник финансирования — федеральные инфраструктурные кредиты — позволил заключить три масштабных контракта на строительство объектов внутри агломерации Ленобласти и Санкт-Петербурга. Обход Мурино в створе Пискаревского проспекта разгрузит Токсовское шоссе, которое проходит внутри восточного Мурино и Нового Девяткино. Развязка с Мурманским шоссе в Кудрово даст новый выезд из молодого города и обеспечит подъезд для будущего транспортно-пересадочного узла со станцией метро. Продолжение реконструкции Колтушского шоссе от Суоранды через Колтуши до перекрестка с дорогой на Воейково сильно разгрузит одну из главных региональных магистралей Всеволожского района.
Материалы и техника для строительства
Пересмотр планов строительства дорог связывают с реалиями, учитывающими экономическую ситуацию, хотя на развитие отрасли оказывают влияние такие факторы, как удорожание стройматериалов и проблемы с поставкой и обслуживанием импортной спецтехники.
Как отмечают в ФКУ Упрдор «Северо-Запад», цены на строительные материалы возросли: по ряду объектов строительства и реконструкции в 2022 году было выделено дополнительное финансирование в соответствии с порядком, установленным Приказом Минстроя № 841/пр от 23.12.2019.
«В 2022 году стоимость строительства "лихорадило", отраслевые программы пересматривались в сторону сохранения объектов и перераспределения средств в пользу строящихся, — сообщает заместитель генерального директора по развитию АО "ПЕТЕРБУРГ-ДОРСЕРВИС" Анатолий Пичугов. — Но ни один строящийся объект не был заморожен или "обрезан", как это было в предыдущие кризисы».
Помимо роста цен на стройматериалы, отрасль столкнулась с проблемами, связанными с наличием запасных частей на строительную технику, логистикой, ростом стоимости расходных материалов для обслуживания техники, прекращением поставок оборудования ряда зарубежных поставщиков.
По мнению генерального директора строительно-инвестиционного холдинга «Автобан» Алексея Андреева, строительство дорог очень сильно зависит от импортной дорожно-строительной техники и от внешних поставок: доля российской техники в дорожном строительстве по-прежнему не превышает 30%, а российских и даже китайских аналогов многих видов погрузчиков, перегрузчиков асфальта, ресайклеров просто не существует.
Руководитель отдела продаж компании «ЭкоТрафик» Никита Чайников считает, что китайские компании, которые вышли на российский рынок с конкурентными предложениями, смогли переломить ситуацию с поставками техники и запчастей. По крайней мере, к середине года цены на запчасти спали, но, к сожалению, не на технику. В Группе «ВИС», где из 400 единиц спецтехники и строительного оборудования собственного парка более 300 составляет техника зарубежного производства, отмечают, что сроки поставки запчастей выросли от одного до трех-четырех месяцев. В этой связи компания начала их замену на аналоги от производителей Южной Кореи и Китая.
Уход с российского рынка иностранных вендоров ПО для развития BIM в дорожном проектировании сказался на отрасли в меньшей степени, чем в строительстве. Заместитель главного инженера по реализации технической политики компании «ВТМ дорпроект» Владимир Баженов уверен, что нынешняя ситуация складывается даже на руку разработчикам, так как позволит на базе отечественных программных продуктов развивать сразу несколько векторов цифровых технологий, в том числе для создания трехмерных информационных моделей, а в дальнейшем — для разработки и применения классификаторов строительной информации.
Проектирование первого этапа строительства кольцевой надземной линии метрополитена в столице Узбекистана городе Ташкенте выполнили с помощью инструментов программного комплекса Model Studio CS, разработчиком которого является московское АО «СиСофт Девелопмент».
Приняв участие в проекте строительства, компания «СиСофт Девелопмент» успешно выполнила свою часть проекта, включающую обучение специалистов, поставку программного обеспечения, интеграцию ПО в рабочий процесс, автоматизацию бизнес-процессов.
Продукты Model Studio CS, которые использовались в реализации проекта:
- Model Studio CS Строительные решения.
- CADLib Модель и Архив.
Заказчик, рассмотрев ряд программных комплексов разных разработчиков, выбрал Model Studio CS, по достоинству оценив преимущества линейки продуктов этой российской комплексной системы по сравнению с конкурирующими решениями.
Для сравнения
1. Model Studio CS Строительные решения
Конкурирующие продукты на рынке: Autodesk Advance Steel, Tekla, Bentley Prosteel, Prostructures, Proconcrete, Bentley AECOsim, AVEVA, Bocad, Allplan, ArchiCAD.
Базовые преимущества Model Studio CS Строительные решения:
- настроенные профили генерации чертежей и спецификаций, ведомостей работ для разработки разделов проекта АР, АС, КМ, КЖ;
- обширные библиотеки по разделам проектов АР, АС, КМ, КЖ;
- реализация импортозамещения (актуально в сравнении с иностранными продуктами);
- компонент системы Model Studio CS Строительные решения для разработки комплексной информационной модели.
2. CADLib Модель и Архив
Конкурирующие продукты на рынке: Autodesk Navisworks, Intergraph Smart Review, Intergraph SmartPlant Foundation, AVEVA E3D, Bentley Navigator, Bentley Synchro 4D, Solibri.
Базовые преимущества Model Studio CS:
- мощный функционал для визуализации, создания электронного архива, работы с календарными планами. Возможность адаптации и доработки продукта под корпоративные стандарты заказчиков;
- компонент системы Model Studio CS для разработки комплексной информационной модели;
- интероперабельность и интеграция с наиболее популярными BIM-платформами;
- возможность построения системы управления инженерными данными (СУИД).
Отметим, что создание кольцевой надземной линии метрополитена в Ташкенте предусматривает прокладку 54,8 км путей, строительство 35 станций, двух электродепо для сервисного обслуживания электропоездов и одного пункта техосмотра. Кольцевая ветка метро будет строиться в пять этапов. На последнем этапе строительства линия замкнется на станции «Дустлик» и образует кольцо.
В рамках завершенного первого этапа, при проектировании которого применялись решения Model Studio CS, была проложена 11-километровая линия с семью станциями. Также с помощью Model Studio CS и CADLib была запроектирована станция № 6 кольцевого метро.
Особенностью данного проекта было то, что линия проходит по жилым массивам города и расположена в девятибалльной сейсмической зоне. Применение программных продуктов Model Studio CS и CADLib доказало эффективность их использования и удобство наглядной презентации заказчику будущего объекта.
Как осуществлялась реализация проекта?
Комплексным проектированием строительства надземного метро в Ташкенте с помощью ПО Model Studio CS занимается АО BOSHTRANSLOYIHA — узбекский головной проектно-изыскательский институт по транспорту. Также в реализации данного проекта принимает участие авторизованный партнер АО «СиСофт Девелопмент» — компания SOFTICA, являющаяся одним из ведущих поставщиков программного обеспечения в сфере САПР в Узбекистане (www.softica.uz).
В начале 2020 года десять сотрудников института прошли обучение программе Model Studio CS Строительные решения. Из-за внезапно случившейся пандемии COVID-19 и резкого снижения заказов со стороны основного заказчика провести пилотный проект, как было запланировано, не удалось. Однако благодаря видеоматериалам, размещенным в Интернете, проектировщики смогли применить полученные знания в 2021 году при окончании строительства первого этапа кольцевого метро в Ташкенте.
Стоит добавить, что благодаря практически мгновенной обратной связи Москвы со службой техподдержки и сопровождения в Ташкенте на все возникавшие вопросы были получены подробные и квалифицированные разъяснения и ответы, что помогло не останавливать проектирование на длительный срок. В результате реализации проекта получилась 3D-модель, построенная в программе Model Studio CS Строительные решения и соединенная в единое целое в программе CADLib Модель и Архив.
В дальнейшем планируется провести пилотный проект с охватом смежных специальностей для соединения сетей ЭО, ВК, ОВ в общую модель с архитектурными и конструкторскими решениями.
Стоит добавить, что в настоящее время началось строительство второго этапа кольцевой линии Ташкентского метрополитена, где генеральным проектировщиком вновь является АО BOSHTRANSLOYIHA. При проектировании новых станций на втором этапе строительства также активно используются программы Model Studio CS и CADLib. Благодаря уже готовым разработкам, полученным при проектировании первого этапа, 3D-модели станций формируются значительно быстрее.
Генеральный директор АО BOSHTRANSLOYIHA Рустам Рузиев: «Миссией АО BOSHTRANSLOYIHA является оказание высококвалифицированных услуг по обеспечению заказчиков качественной проектной, сметной, исполнительской, топографической и другой документацией с использованием самых передовых технологий».
Генеральный директор ООО SOFTICA Азиз Норхужаев: «Участие в данном проекте для нашей компании — это признак доверия и лояльности АО BOSHTRANSLOYIHA к нашей экспертизе. Мы прошли непростой путь вместе с сотрудниками ПИИ — от предпроектного анализа и выбора, отвечающего всем требованиям программного обеспечения, коим стала система Model Studio CS, до обучающих тренингов специалистов соответствующих подразделений. Результат нашего трехстороннего сотрудничества — модель кольцевой надземной линии метрополитена в Ташкенте, часть станций которой уже построена и эксплуатируется жителями столицы».
