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.
«Цифру» в строительстве связывают в первую очередь с созданием и сквозным использованием цифровых информационных моделей, содержащих все необходимые достоверные данные об объекте, что делает процессы прозрачными и управляемыми. Технология информационного моделирования (ТИМ/BIM) должна стать массовой и доступной всем без исключения участникам рынка, а реализующие её программные инструменты – быть надежными и обеспечивать технологический суверенитет.
На РосТИМ-2022 будет представлен самый широкий спектр отечественного программного обеспечения, задействованного на всем жизненном цикле объекта капитального строительства: BIM-инструменты для создания цифровой информационной модели зданий и сооружений, среда общих данных, системы инженерно-технического документооборота, расчетные пакеты, сметные программы, решения для инвестиционного анализа, управления строительством и строительного контроля, эксплуатации, ПО для создания цифровых моделей местности, BIM-приложения от производителей стройматериалов и оборудования.
Форум откроется пленарной сессией с участием представителей Минстроя России и Национального объединения организаций в сфере технологий информационного моделирования (НОТИМ). Деловая программа объединит несколько параллельных треков, в которых выступят известные эксперты в области цифрового строительства и подготовки BIM-кадров:
- Проектирование объектов гражданского назначения в коммерческом сегменте
- Девелопмент. Строительство и эксплуатация зданий
- Проектирование и строительство объектов промышленного назначения
- ТИМ в проектах строительства объектов социального значения
- Развитие кадрового потенциала строительной отрасли
В рамках форума будет организована технологическая выставка, где вы сможете испытать BIM-решения, задать вопросы разработчикам и оставить свои пожелания.
Приглашаем к участию специалистов и руководителей проектных организаций, проектных отделов предприятий, архитектурных бюро, девелоперских и строительных компаний, управлений капитального строительства и экспертиз, преподавателей архитектурно-строительных вузов и колледжей, BIM-менеджеров и BIM-координаторов, BIM-консультантов и специалистов внедренческих и консалтинговых компаний.
Участие в форуме «РосТИМ 2022» бесплатное. Форум пройдет в Москве, если у вас не будет возможности поучаствовать очно, организаторы предоставят ссылку для подключения к онлайн-трансляции.
Программа и регистрация на сайте.
Для участия в технологической выставке или деловой программе в качестве спикеров обращайтесь по адресу info@ros-tim.ru
С 1 апреля 2022 года в России действует межгосударственный стандарт — ГОСТ 32603-2021 для производства трехслойных панелей. Он упрощает производство и продажу сэндвич-панелей, а также улучшает качество и продукции, и готового объекта.
ГОСТ 32603-2021 разработан взамен аналогичного стандарта 2012 года для формирования нормативной базы производства трехслойных панелей с металлическими облицовками и сердечником из минеральной ваты, предназначенных для ограждающих конструкций объектов гражданского и промышленного строительства.
Стандарт разрабатывался не один год, в работе участвовали ЦНИИПСК им. Н. П. Мельникова, компания «Металл Профиль», Ассоциация производителей панелей из ППУ (Ассоциация НАППАН).
Чтобы удешевить конечную продукцию, уже с 2014 года некоторые производители использовали самое дешевое сырье. На выходе получались сэндвич-панели непредсказуемого качества и с непредсказуемым сроком годности. Поэтому появилась необходимость разработать новый стандарт.
Вадим Денисов, генеральный директор ООО «ИЗОПАН РУС» (компания также участвовала в разработке), отмечает: «Актуализированный ГОСТ задает более высокие стандарты качества сэндвич-панелей за счет расширения спектра применяемых технологий изготовления продукции, снятия излишних требований к готовой продукции — например, снято ранее обязательное требование к плотности минеральной ваты, так как основными прочностными характеристиками утеплителя является не его плотность, а показатели предела прочности на сжатие, сдвиг и разрыв».
По его словам, прежний стандарт имел ряд ограничений для развития отрасли и улучшения продукции. Например, невозможно было применять инновации в сырье и производстве, существовали спорные формулировки методики оценки качества готовой продукции и сырья.
Основные изменения, вошедшие в ГОСТ, касаются разделения типов ТСП с разными характеристиками по сферам применения, усиления контроля качества, а также уточнения параметров качества.
«Принципиальное изменение получили параметры, по которым определяется качество панелей. Их количество увеличилось до 40. Установлены технические требования к материалам облицовок панелей и сердечника, геометрической точности готовых панелей, внешнему виду, теплотехническим характеристикам панелей, прочностным характеристикам образцов и готовых панелей. Впервые в стандарте появилось разделение панелей на два класса в зависимости от качественных требований к облицовке, сердечнику и свойствам готовой панели. Принадлежность к какому-либо классу обозначается в виде маркировки на замковой части панели, что упрощает идентификацию продукции и способствует выявлению некачественной продукции», — уточнил Вадим Денисов.
Стандарт считается межгосударственным — к нему присоединяются Армения, Казахстан, Таджикистан и Киргизия.
Ради качества
По словам Максима Лопатина, коммерческого директора компании «Металл Профиль», в России более 100 производителей ТСП, примерно 30% из них имеют у себя на производстве непрерывные (автоматические) линии. «Отмечу, что у многих стоят и автоматические, и полуавтоматические линии. Просто у автоматических значительно выше мощности, поэтому именно такие линии берут на себя основную загрузку — 60–70% рынка закрывается именно такой продукцией», — указывает он.
При этом Максим Лопатин рассуждает: если продукция соответствует показателям, обозначенным в ГОСТе, продукцию может выпускать любая линия.
Новый стандарт актуален не только для крупных предприятий с непрерывным производством, но также для мелких — подразумевается производство любыми способами. Именно к небольшим предприятиям было много претензий. А их около 30% рынка.
Как рассказала Светлана Галынская, руководитель обособленного подразделения СЗФО компании «Техностиль», качественная продукция требует комплексного подхода — это не только автоматическая линия, но и качественное сырье, контроль на всех этапах приемки сырья и производства, наличие лаборатории. На ручной линии известны случаи использования общестроительной ваты, которая значительно дешевле. Один из основных критериев качества сэндвич-панелей — это показатель адгезии. Высокие показатели адгезии зависят от многих параметров, и в первую очередь от уровня и класса оборудования, клеевой системы, от вида пресса, от температурного режима в клеевой камере и пр.
По ее словам, маленьких линий в регионах достаточно. Как правило, на сайтах таких компаний не выкладывают фотографий оборудования. «Использование продукции, изготовленной на таких линиях, допустимо лишь на самых неответственных объектах — мелких объектах сельскохозяйственного и промышленного назначения. Если заказчик хочет качественные панели, то надо знакомиться с производством (экскурсии очные, экскурсии виртуальные и т. д.) и контролировать используемое сырье. Особенно серьезно заказчики должны относиться к кровельным панелям. Причинами протечек и обрушения кровли является не только некачественный монтаж, но и технология производства панелей и качество используемого сырья, прежде всего наполнителя панелей», — добавила Светлана Галынская.
Плюсы и минусы ГОСТ
Как у любого документа, у ГОСТ 32603-2021 есть свои преимущества и недостатки.
«Первое что дает новый ГОСТ, — это возможность для покупателя не погружаться в технические тонкости, выбирая сэндвич-панели. С внесением изменений в ГОСТ и потребитель, и надзорные органы могут легко проверить, соответствует ли класс качества примененных панелей ответственности объекта, так что безопасность здоровья и жизни людей будет обеспечена», — полагает Максим Лопатин.
В частности, покупатель сможет сориентироваться благодаря обязательной классификации панелей, которая подтверждается маркировкой. «Это неизбежно снизит риски и последующие издержки, к которым приводит использование панелей низкого качества», — подчеркнул Максим Лопатин.
По его мнению, наличие маркировки облегчит жизнь всем: покупателям и подрядчикам. Поможет проектировщикам в согласовании проектов, даст возможность оптимизировать расходы там, где это допустимо.
«На мой взгляд, главное преимущество нового ГОСТа в том, что он учитывает уровень ответственности зданий и сооружений. Согласно новому ГОСТу, все ограждающие конструкции делятся на два класса. Например, кровельные панели и сэндвич-панели, используемые для противопожарных перегородок, по новому ГОСТу могут быть только 1-го класса. Для производства продукции 1-го класса должны соблюдаться определенные требования к оборудованию и сырью. Металл не может быть толщиной менее 0,5 мм и массой цинка не менее 140 г/кв. м. Минераловатный наполнитель должен быть плотностью не менее 110 кг/куб. м и определенной марки. Сэндвич-панели 1-го класса невозможно изготовить в гараже и «слепить из того, что было». И это защищает ведущих производителей от ценовой конкуренции с мелкими производителями», — указала Светлана Галынская.
Плюсы стандарта существенны, но и минусы серьезны.
«Главный недостаток нового ГОСТа — его необязательность. Мы искренне надеемся, что сертификация трехслойных сэндвич-панелей станет все-таки обязательной для всех производителей. Это в первую очередь вопрос безопасности. Обновленный ГОСТ 32603-2021 — элемент движения к регулированию строительного рынка, шаг в сторону введения обязательной сертификации продукции, которая занимает значительную долю рынка строительных материалов», — убежден Максим Лопатин.
Светлана Галынская указывает еще на одно упущение в содержании стандарта: «Новый ГОСТ разделил продукцию на премиум- и эконом-классы. В нем не нашлось места для сегмента "средняя цена, среднее качество". Допущения для 2-го класса будут иметь малоприятные долгосрочные последствия. Пятнадцать лет назад было редкостью использование металла с цинком менее 275 г/кв. м. По прошествии 10–15 лет объекты нас радуют яркостью красок. Новый ГОСТ поощряет использование металла, оцинкованного электролитическим способом. Его толщина до 43 г/кв. м. Это грозит тем, что уже через 2–3 года появятся здания с признаками коррозии. То есть новый ГОСТ допускает снижение качества продукции».
Она подчеркивает: очень многое зависит от выбора заказчика. Если выбор будет неверным, мы получим еще больше уродливых непривлекательных объектов, и не только в промышленных зонах.
Необходимо и достаточно
На первый взгляд кажется, что новый стандарт должен усложнить работу производителей сэндвич-панелей. Однако участники рынка полагают, что работать станет легче. «Добросовестные производители, даже если они не работают на непрерывных линиях (а таких порядка 25% рынка!), получат возможность доказать, что их продукция соответствует ключевым параметрам прочности, а значит, безопасная и качественная. Те, кто производил ТСП по ГОСТу, ничего не потеряют и даже не поменяют, они просто продолжат производить высококачественную продукцию. Те, кто производил продукцию только по ТУ, также продолжат ее производить, но только если она не ниже минимальных показателей качества. И четко обозначая, для каких целей, зданий и сооружений предназначен продукт», — рассуждает Максим Лопатин.
Вадим Денисов объясняет: «ГОСТ 32603-2021 упорядочивает производство и сбыт сэндвич-панелей. Некоторые методики стали четче, требования, предъявляемые к сэндвич-панелям, стали достижимыми и не сдерживают развития технологий. Более того, новый стандарт позволит потребителям делать обоснованный выбор сэндвич-панелей в зависимости от их характеристик, а производителю применять и совершенствовать разные технологические процессы по изготовлению продукции».
«На наш взгляд, все требования рынка в новом ГОСТе отображены, осталось только сделать его обязательным. Понятно, что в течение времени, возможно, появятся корректировки, но сейчас нам пока добавить нечего», — резюмировал Максим Лопатин.