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.
Компания РОСТерм была основана в Санкт-Петербурге в 2005 году. На сегодняшний день является крупнейшим производителем труб и фитингов из полимерных материалов в Северо-Западном округе России, а также компанией, поставляющей на рынок материалы и решения в области внутренних инженерных систем.
За эти годы компания стала одним из крупнейших игроков на рынке инженерного обеспечения объектов жилого, коммерческого и государственного строительства России.
Все решения компании максимально адаптированы к сложным условиям эксплуатации российских систем водоснабжения, отопления и канализации.
Уже более пятнадцати лет компания РОСТерм является надежным партнером компаний «Эталон» и ЛСР и поставляет полипропиленовые трубы на все объекты в Санкт-Петербурге.
О производстве
С 2014 года РОСТерм развивает производство по переработке полимерных материалов: PE-Xa/ PE-Xb/ PE-RT/ PVDF/ PPSU /PP-R /PP-RT/PVC.
На текущий момент:
- переработано более 15 000 тонн сырья;
- запущено 9 современных линий и 11 термопластавтоматов;
- произведено более 150 млн метров трубы;
- произведено более 30 млн фитингов.
Сегодня РОСТерм — это уникальное современное технологичное производство в Санкт-Петербурге, выпускающее аксиальную систему PE-Xа: трубы и фитинги PPSU/PVDF на одной площадке. Это позволяет проводить испытания не только оборудования, но и соединений трубы и фитингов в собственной аккредитованной лаборатории.
В начале 2022 года из-за повышенного спроса на аксиальную систему PE-Xa РОСТерм скорректировал стратегию развития производства: расширил производственные площади на 2500 кв метров и интегрировал новое оборудование по производству труб и фитингов.
Целью компании стала быстрая адаптация к изменяющимся экономическим условиям и готовность предоставлять лучшие решения для замещения импортного оборудования.
2022-й — год вызовов и возможностей
В 2022 году РОСТерм стал основным поставщиком SETL CITY по всем полимерным трубам PP-R/PE-Xa/PE-RT. Несмотря на задержки поставок сырья, была обеспечена вся потребность крупнейшего застройщика Санкт-Петербурга.
Сегодня компания РОСТерм является номинированным поставщиком ПИК в регионе Санкт-Петербурга по всем полимерным трубам PP-R/PE-Xa.
В рамках стратегического партнерства продолжаются поставки комплексных решений в ЛенСтройТрест. За текущий год обеспечены инженерным оборудованием под ключ двенадцать домов.
В новые строительные объекты интегрированы радиаторы РОСТерм, балансировочная и термостатическая арматура Heizen, трубы PP-R и аксиальная система PE-Xa РОСТерм.
После ухода иностранных игроков с рынка РФ компания РОСТерм в несколько раз увеличила складскую программу по балансировочной и термостатической арматуре Heizen. Это позволило закрыть срочные потребности в балансировочной арматуре крупнейших застройщиков Санкт-Петербурга, таких как ПИК, «Эталон» и других, которые остались без оборудования Danfoss на сдаточных объектах, и запустить системы отопления, несмотря на форс-мажор.
Главным преимуществом, которое позволит расширить производство РОСТерм, увеличить поставки, закрыть все потребности клиентов, являются люди РОСТерм — команда профессионалов, которая гибко реагирует на новые вызовы рынка и быстро адаптируется к изменяющимся экономическим условиям, готовая предоставить лучшие решения для замещения импортного оборудования.
К категории уникальных объектов относятся аэропортовые комплексы, спортивно-зрелищные сооружения, объекты культа, выставочные и концертные залы, административные и торгово-развлекательные центры, в которых могут находиться свыше 1000 человек и свыше 10 тысяч — рядом. В разряд уникальных входят и высотные здания — высотой более 100 метров, с пролетами конструкций свыше 100 метров, консолями более чем 20 метров, заглублением подземной части (полностью или частично) ниже планировочной отметки земли более чем на 15 метров, а также здания и сооружения, возводимые на территориях, сейсмичность которых превышает 9 баллов. Для возведения уникальных зданий используются конструкции и конструктивные схемы с применением нестандартных или специально разработанных методов расчета или требующих проверки на физических моделях.
Принимая во внимание насыщенность таких зданий инженерными коммуникациями, к их проектированию применяются особые требования для обеспечения необходимого уровня комфорта и энергоэффективности. В частности, при проектировании систем водоснабжения и водоотведения учитывается гравитационная составляющая. В многоэтажных башнях применяется искусственная система вентиляции и очень важно обеспечить комфортный уровень температуры и влажности в помещениях. Для постоянного мониторинга состояния и функционирования систем все инженерные коммуникации зданий подключаются к системе автоматизации и диспетчеризации.
Как правило, при проектировании уникальных зданий и сооружений требуется разработка специальных технических условий (СТУ): обоснование целесообразности разработки СТУ и недостающих нормативных требований, излагаемых в соответствии с действующими техническими нормами; перечень отступлений от действующих нормативов и список мероприятий, компенсирующих эти отступления; описание объекта и его основных элементов с изложением конструктивных и объемно-планировочных решений; дополнительные требования необходимо отнести к определенному нормативному документу либо его разделу.
Также требуется научно-техническое сопровождение (НТС), которое включает: прогноз состояния зданий и сооружений с учетом всевозможных видов воздействий; прогноз состояния объектов, находящихся в зоне строительства; разработку конкретных решений по устранению нарушений, установленных при мониторинге проектных решений; разработку научно обоснованных и оптимальных решений, участие в определении проектно-конструкторских решений; разработку технических рекомендаций, не вошедших в действующие нормативные документы.
Все чаще высотные здания создаются с помощью информационного моделирования (BIM/ТИМ), что позволяет выполнять энергомоделирование, анализ данных, строить дополненную реальность, выполнять предконфигурацию системы управления, строить эксплуатационную модель объекта и внедрять облачные сервисы для управления и аналитики.
Применение технологии BIM-моделирования также позволяет ускорить процесс проектирования. Одним из важных преимуществ выполнения проектирования в BIM является выявление коллизий, то есть возможность обнаружить ошибки в проекте, возникшие в результате геометрических пересечений, нарушений допустимых расстояний между элементами, логических связей между элементами, нормируемых параметров и пр.
В компании «Метрополис» разработан и используется стандарт для проектных работ с использованием BIM на платформе Revit, автоматизированы рутинные операции инженера, конструктора и архитектора. Разработаны шаблоны для создания проектов, организована централизованная библиотека семейств. Разработан регламент взаимодействия проектировщиков по созданию комплексной BIM-модели. В рамках импортозамещения в части BIM разработано и постоянно дополняется различными функциями отечественное ПО. Самое распространенное из них — Renga, nanoCAD, Model Studio CS, однако их возможности пока уступают программному комплексу Autodesk Revit.
В 2016 году специалисты компании «Метрополис» полностью перешли на комплексное проектирование с применением BIM-технологий, включая архитектурные решения. Срок перехода на проектирование с использованием технологии информационного моделирования в нашей компании составил около года, при этом были затрачены значительные финансовые ресурсы. Окупаемость данных затрат была обеспечена за счет увеличения производительности труда и качества документации, получения большого количества заказов, которые должны быть реализованы по требованию заказчиков с использованием BIM-технологий.