Сергей Иноземцев: «Асфальтобетон со свойством самовосстановления»
Группа молодых ученых из Московского государственного строительного университета представила отечественную разработку – самовосстанавливающийся асфальтобетон. Особый компонент умного материала позволяет ликвидировать часть образовывающихся в процессе эксплуатации трещин, тем самым увеличивая сроки нормативного состояния отдельных участков дорог. Подробнее о самовосстанавливающихся асфальтобетонах «Строительному еженедельнику» рассказал руководитель исследований Сергей Иноземцев, кандидат технических наук, доцент кафедры строительного материаловедения НИУ МГСУ.
– Сергей Сергеевич, как пришла идея заняться разработкой и созданием этого умного материала?
– Мы наблюдали, как у классического щебеночно-мастичного асфальтобетона ЩМА-15 в некоторых случаях проявляется эффект естественного восстановления, связанный с термопластичными свойствами битума преимущественно за счет легких фракций. Однако самовосстановление показателей происходит при повышенных температурах, что не дает возможности использовать данный потенциал, ведь нельзя позволить «размягчить» дорогу до такой степени, чтобы она восстановилась. И мы приступили к работе над тем, чтобы данный эффект кратно усилить и научиться им управлять, получили поддержку от Российского научного фонда и сформировали команду ученых, которая занялась исследованием этой проблемы.
– Какую технологию самовосстановления удалось разработать вашей команде?
– Ключевым компонентом нашей технологии являются специальные капсулы-контейнеры с полимером внутри, которые добавляются в асфальтобетонную смесь. Они предназначены для того, чтобы запасать вещество внутри себя, и, как только в процессе эксплуатации асфальтобетон начнет разрушаться и будут формироваться дефекты и трещины, из капсул высвободится полимер, который, полимеризуясь, склеит берега трещин и вернет асфальтобетону способность сопротивляться нагрузкам. Таким образом достигается эффект самовосстановления.
Мы апробировали капсулу на щебеночно-мастичных смесях ЩМА-15 и определили, что оптимальная концентрация капсул на уровне 3% от количества битума позволяет достичь максимального восстановительного эффекта.
– Какой полимер заложен в основу технологии? И самое главное – это российский продукт?
– С самого начала наших исследований на данную тему мы применяли только те компоненты, которые производят в России. В качестве активного компонента мы рассматривали несколько веществ и в конечном итоге выбрали тот, что дает лучший эффект самовосстановления. Производят этот AR-полимер в Казани, и я не уверен, что за рубежом есть аналоги.
– На данный момент в МГСУ есть опытные образцы?
– Да, конечно. Исследовательская работа еще не завершена, поэтому мы преимущественно работаем на опытных образцах, созданных в лаборатории.
На конкретных дорожных участках пока не работаем, но если представители отрасли будут заинтересованы в том, чтобы на текущем этапе осуществить работы по апробации, то мы готовы в этом направлении двигаться, чтобы достаточно быстро подготовить и необходимые материалы, и документы.
– В целом на каком этапе сейчас находится научная работа?
– Проект поддержан Российским научным фондом и рассчитан на несколько лет. Суть заключается в том, чтобы разработать общую концепцию того, как создавать подобного рода материалы. Не просто разработать самовосстанавливающийся материал, а сформулировать общие подходы, для того чтобы у отрасли были инструменты для создания собственного варианта подобного материалов.
На данный момент сама концепция принципиально готова, и у нас достаточно материалов, чтобы перейти к созданию промышленной партии. Вопрос в заинтересованности отрасли.
– Подобный материал существует в российской и зарубежной практике? Это импортозамещение или отечественное открытие?
– Само по себе исследование в области умных материалов, включая и самовосстанавливающиеся, является общемировой тенденцией в строительном материаловедении. За последние десять лет количество работ, посвященных данной теме, выросло в 3–3,5 раза, и в их числе есть ряд зарубежных и отечественных.
Иностранные исследователи предлагают использовать в качестве запасающего вещества внутри капсул различного рода масляные отходы, тогда как наше решение предлагает в качестве активного компонента применять полимер. В своих исследованиях мы сравнивали два этих подхода и доказали, что капсулы с полимерным активным веществом значительно превосходят масляные и обладают бо́льшим преимуществом.
– В чем заключается различие двух активных веществ и почему выбран именно полимер?
– Прежде всего отличается механизм воздействия на структуру асфальтобетона. Если в качестве восстанавливающего агента в капсулах используются масла, то в момент разрушения происходит следующий процесс: вещество высвобождается, смачивает стенки трещин, частично диффундируя, – по сути, разжижает материал омолаживая битум. В результате этого процесса происходит некоторое восстановление пластичности асфальтобетона.
В случае с применением полимера механизм действия иной. При разрушении капсул высвобождается полимер, который также смачивает берега трещин, частично диффундируя полимеризуется. В результате полимер изнутри склеивает часть дефектов, и за счет этого мы получаем не просто увеличенную пластичность, но и восстановленные связи внутри материала. В этом случае показатели самовосстановления асфальтобетона выше.
– Пластичность асфальтобетона иногда грозит образованием колейности на дороге. Как разрешаются эти риски?
– Как раз одним из главных недостатков применения масляных капсул является неблагоприятная пластичность, которая может привести к образованию колей. И для того, чтобы отойти от данного риска, нами было принято решение найти другой механизм действия. В случае с полимерным наполнителем капсулы склеивание трещин позволяет не допускать разжижения матрицы, давая лучшие показатели упругости и сопротивления.
– По информации МГСУ, подрядчики используют подобные технологии?
– Время от времени в прессе встречаются заголовки, посвященные умным материалам и нанотехнологиям в дорожном строительстве, но в России нет примеров внедрения или апробации асфальтобетонов со свойствами самовосстановления.
Знаю, что китайские коллеги запустили производство промышленного продукта в виде подобных капсул с масляным веществом внутри, однако информации об успешной реализации пока нет.
– Наверняка в вашей работе есть раздел, посвященный технико-экономическому обоснованию и целесообразности использования технологии самовосстанавливающихся асфальтобетонов. Можете поделиться данными расчетов?
– Разумеется, мы сделали экономические расчеты, которые основаны на оценке себестоимости и технического эффекта. Согласно нашим расчетам, использование капсул позволяет получать асфальтобетон, который не просто соответствует всем требованиям стандартов, но и обладает дополнительным набором уникальных свойств. Все это позволяет эксплуатировать участок дороги больший период времени. По сравнению с классическими щебеночно-мастичными смесями, несмотря на незначительное удорожание себестоимости материала, технико-экономическая эффективность достигает не менее 33%.
– В данном случае, что вкладываете в понятие эффективности?
– Мы исследовали стабильность во времени структурно-чувствительных параметров, таких как прочность. Со временем в процессе эксплуатации она уменьшается, то есть под воздействием различных факторов происходит разрушение материала и деструктивные процессы отражаются на показателях. Наблюдая за работой капсул, мы видим, что в период самовосстановления прочность возрастает, а технические показатели стремятся к первоначальным значениям. Этот эффект позволяет продлить время достижения момента, когда показатели достигнут критического значения, то есть дороге потребуется ремонт. По нашим оценкам, технология позволяет увеличить данный период нормативного состояния асфальтобетона более чем в 2–2,5 раза.
– Россия – очень большая страна, территории которой находятся в различных климатических зонах (отличаются погода, грунты, интенсивность движения и другое). В связи с этим вопрос: где и в каких условиях лучше всего проявят себя самовосстанавливающиеся асфальтобетоны?
– Не хочется сейчас необоснованно как-то ограничивать применимость разработки, поскольку предстоящий этап внедрения как раз выявит наилучшие условия. Сами капсулы способны ликвидировать в асфальтобетоне часть дефектов и трещин, и мы считаем, что смеси с такими компонентами целесообразно использовать при устройстве верхних слоев одежды автомобильных дорог в условиях, которые провоцируют трещинообразование. Достаточно широкая формулировка, но это могут быть и северные территории, где при низких температурах асфальтобетон становится хрупким, и южные, где трещины образовываются по другим причинам, например, из-за старения вяжущего.
– Насколько сложен процесс производства самовосстанавливающихся асфальтобетонов, ведь не секрет, что подрядчики сами готовят смеси вблизи объектов строительства, ремонта или реконструкции.
– Мы достаточно давно занимаемся разработкой строительных материалов и понимаем, как важно, чтобы методика производства менялась в минимальной степени или вообще не менялась. Технология создания самовосстанавливающихся асфальтобетонов несложная и вполне может быть осуществлена на существующих асфальтобетонных заводах. Условно говоря, дополнительный компонент можно вводить в смесь как обычную добавку с помощью отдельного бункера с дозатором. Никакого специфического оборудования для этого не требуется.
Что касается самого синтеза капсул, то и он может быть организован с использованием отечественного оборудования. В своих исследованиях мы использовали компоненты российского производства, которые сегодня присутствуют на рынке.
Власти разрабатывают более справедливую систему ценообразования в части строительства, ремонта и содержания дорог. Для этого специалисты ФАУ «РОСДОРНИИ» детально изучают сегодняшние нормативы, корректируют их и предлагают новые методики расчета показателей. О проделанной работе и применении новых решений на практике в интервью «Строительному Еженедельнику» рассказала директор департамента ценообразования ФАУ «РОСДОРНИИ» Анна Платунова.
— Анна Александровна, какие задачи предполагается решить в ходе совершенствования системы ценообразования и сметного нормирования в дорожном хозяйстве?
— Все без исключения направления деятельности Института в области ценообразования направлены на повышение достоверности определения сметной стоимости проектирования, строительства, реконструкции, капитального ремонта, а также работ по ремонту и содержанию с учетом специфики выполнения работ на объектах дорожного хозяйства. Одним из наиболее важных является работа по актуализации отраслевой сметно-нормативной базы по ремонту и содержанию, потребность в которой вызвана изменениями в нормативно-технической базе и необходимостью учета новых материалов, машин и технологий. Также в связи с переходом на ресурсно-индексный метод определения сметной стоимости строительства уделяем особое внимание мониторингу цен специализированных строительных ресурсов, применяемых при определении сметной стоимости строительства, реконструкции, капитального ремонта автомобильных дорог и искусственных дорожных сооружений для обеспечения выпуска индексов по группам однородных строительных ресурсов.
— Как предлагается проводить актуализацию отраслевой сметно-нормативной базы?
— Актуализация отраслевой сметно-нормативной базы начата ФАУ «РОСДОРНИИ» в 2022 году в соответствии с поручениями Минтранса России и Росавтодора и осуществляется поэтапно. В течение 2022 года проведены работы по анализу существующих сметных норм на предмет соответствия требованиям современной нормативно-технической документации в области дорожного хозяйства. Это стало основой для дальнейшего формирования предложений по номенклатуре отраслевых сборников по ремонту и содержанию. Также были намечены методы актуализации: с использованием расчетно-аналитического метода или проведением хронометражных работ (для норм с устаревшими технологиями и ресурсами), либо приведением кодов и наименований ресурсов в соответствие с классификатором строительных ресурсов (для норм с актуальными технологиями и ресурсами). По отдельным нормам на технологии, не применяемые в современных условиях эксплуатации, принято решение об исключении.
Учитывая переход строительной отрасли на ресурсно-индексный метод определения сметной стоимости, разработка актуализированных отраслевых сметных норм на ремонт и содержание осуществляется в формате элементных сметных норм, т. е. по нормативным показателям на соответствующую технологию будет определяться только продолжительность работ с необходимой потребностью в строительных ресурсах, машинах и механизмах и трудозатрат рабочих. Стоимостная часть в отраслевых сметных нормах по ремонту и содержанию будет отсутствовать. При этом формирование стоимости строительных ресурсов (материалов, машин и механизмов, заработной платы) в отраслевой сметно-нормативной базе предположительно будет производиться с использованием данных, размещенных в Федеральной государственной информационной системе ценообразования в строительстве (ФГИС ЦС).
На сегодняшний день разработаны и проходят процедуру согласования сборники отраслевых сметных норм на содержание, а также проект Методики определения сметной стоимости работ по содержанию.
В целях удобства использования отраслевых сметных норм ФАУ «РОСДОРНИИ» сформированы три сборника: «Автомобильные дороги», «Искусственные дорожные сооружения», «Обустройство». Разработку проекта сборников отраслевых сметных норм по ремонту и соответствующей методики определения сметной стоимости планируется завершить до конца текущего года.
Кроме того, до конца 2023 года будет завершена разработка проекта Порядка утверждения отраслевых сметных нормативов, регламентирующего правила планирования, рассмотрения и утверждения ОСН (далее — Порядок). Согласно его положениям предполагается, что подготовку заключений на предложения по разработке (актуализации) ОСН, формирование плана разработки осуществляет ФАУ «РОСДОРНИИ». Также предусмотрена возможность разработки ОСН иными лицами с последующей проверкой и выдачей соответствующего заключения ФАУ «РОСДОРНИИ».
— К 2024 году планируется разработать недостающие сметные нормы в части ремонта и содержания автомобильных дорог. В какой стадии их разработка?
— В 2024 году запланирована разработка около 40 новых сметных норм по ремонту и содержанию дорог. В настоящее время ведутся работы по формированию предварительного перечня для его дальнейшего обсуждения и с профессиональным сообществом и согласования с Федеральным дорожным агентством, Минтрансом России. Позже он будет размещен в открытом доступе в сети Интернет на сайте ФАУ «РОСДОРНИИ» с возможностью предоставления обратной связи.
— Расскажите, как проходит разработка сметных нормативов, необходимых для определения сметной стоимости проектных и строительно-монтажных работ?
— Процессу разработки сметных нормативов предшествует этап планирования. Производится обоснование целесообразности разработки сметных нормативов, которое рассматривается и включается в План утверждения (актуализации) сметных нормативов, который формирует и утверждает Минстрой России на каждый год (далее — План) в соответствии Приказом от 13.01.2020 № 2/пр.
Разработка сметных норм для выполнения строительно-монтажных работ осуществляется в соответствии с действующими правилами сметного нормирования и представляет определение количества ресурсов, задействованных при выполнении соответствующих СМР. Для технологий, предусмотренных сметными нормами, предварительно разрабатываются технологические карты на основании прогрессивных и рациональных методов организации и технологии выполнения строительных работ на автомобильных дорогах. Затем на основе тесного взаимодействия с заказчиками и подрядными организациями выбираются объекты, на которых реализуются данные технологии и осуществляются хронометражные наблюдения. В процессе наблюдений фиксируются виды и количество ресурсов, задействованных при выполнении СМР, которые на основе правил расчета включаются в сметную норму. Все разработанные сметные нормы согласуются на рабочей группе «Экономика и ценообразование», созданной на площадке ФАУ «РОСДОРНИИ», которая представлена ведущими экспертами дорожного сообщества.
В соответствии с требованиями Методики определения стоимости работ по подготовке проектной документации, утвержденной Приказом Минстроя России от 01.10.2021 № 707/пр, в настоящее время ведется работа по разработке четырех проектов методик определения нормативных затрат на работы по подготовке проектной документации объектов дорожного хозяйства, а именно: в отношении автомобильных дорог, интеллектуальных транспортных систем и систем транспортной безопасности, обследования автомобильных дорог (далее — МНЗ на АД, МНЗ на ИТС, МНЗ на СТБ, МНЗ на обследование соответственно).
В соответствии с Планом в 2023 году запланирована разработка МНЗ на АД, а в 2024 году — трех остальных МНЗ. В части разработки последних (МНЗ на АД, ИТС, СТБ) в настоящее время с участием представителей профессионального экспертного сообщества проектировщиков, входящих в состав соответствующей рабочей группы, осуществляется сбор, анализ дополнительных исходных данных и расчет параметров цены проектных работ. В отношении МНЗ на обследование ведется работа по изучению ее области применения.
— В 2023 году РОСДОРНИИ планирует завершить разработку двух проектов методик для определения стоимости проектирования интеллектуальных транспортных систем и систем транспортной безопасности. Расскажите об этом подробнее: каковы предпосылки к их разработке?
— В соответствии со сроками, установленными Планом, в 2023 году необходимо завершить разработку МНЗ на автомобильные дороги. В отношении МНЗ на ИТС и СТБ до конца 2023 года планируется подготовить первые редакции таких документов в целях их дальнейшего направления на рассмотрение в ФАУ «Главгосэкспертиза России» в соответствии с требованиями Приказа Минстроя России от 13.01.2020 № 2/пр «Об утверждении Порядка утверждения сметных нормативов и о признании утратившим силу Приказа Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 13.04.2017 № 710/пр "Об утверждении Порядка утверждения сметных нормативов"» (далее — Порядок). Завершение процесса по разработке МНЗ на ИТС и СТБ планируется в 2024 году в соответствии с Планом.
Предпосылками к их разработке является наличие правового пробела в действующем законодательстве Российской Федерации в части расчета стоимости таких работ на стадии проектирования и их дальнейшего обоснования.
Следует отметить, что основной задачей в части совершенствования системы ценообразования при проведении проектных работ является не только переработка действующих Справочников базовых цен (СБЦ), а также разработка новых МНЗ с учетом современных видов, методов и технологий проведения проектных работ, а также возможности расширения зоны персональной ответственности ГИП, ГАП. Таким образом, актуальность разработки МНЗ на ИТС и СТБ обусловлена необходимостью учета современных технологий на стадии подготовки проектной документации. Что в свою очередь приведет к отражению фактической стоимости проектных работ с применением современных технологий, предусматривающих применение на автомобильных дорогах элементов, входящих в состав ИТС и СТБ.
— Что собой представляют новые методики?
— МНЗ на ИТС будет включать нормативные затраты (показатели) на проектирование подразделов, входящих в состав технологических и конструктивных решений автомобильных дорог и искусственных дорожных сооружений, таких как: метеомониторинг, светофорное управление, мониторинг состояния дорожной инфраструктуры, параметров транспортного потока и т. д.
В составе МНЗ на ТБ будут отражены затраты на проектирование инженерных сооружений обеспечения транспортной безопасности, технических средств досмотра и т. д. Эти показатели будут рассчитаны с использованием данных объектов-представителей, по которым с 2018 по 2022 год осуществлялось проектирование таких систем, и (или) на основании данных о фактических трудозатратах проектировщиков.
— Когда планируется распространить действие отраслевых сметных норм на дороги регионального, межмуниципального и местного значения?
— В соответствии с действующими положениями Федерального закона № 257-ФЗ об автомобильных дорогах осуществление дорожной деятельности, в том числе вопросы ценообразования в отношении автомобильных дорог регионального или межмуниципального значения, обеспечивается уполномоченными органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации. В настоящее время Минтрансом России, Росавтодором при поддержке ФАУ «РОСДОРНИИ» подготовлен проект изменений в 257-ФЗ, который направлен на установление понятия «отраслевой сметный норматив», в том числе прорабатывается вопрос распространения таковых и на дороги регионального и межмуниципального значения. К отраслевым сметным нормативам планируется отнести как сметные нормы, так и необходимые методические рекомендации для определения сметной стоимости работ по ремонту и содержанию. В случае если указанные изменения в Федеральный закон № 257-ФЗ будут внесены, актуализированная отраслевая сметная нормативная база, применяемая при проведении работ по содержанию, будет распространяться и на дороги регионального и межмуниципального значения. Ориентировочно — не раньше середины 2024 года.
С какими показателями строители Ленинградской области встречают День строителя и какие проблемные вопросы им предстоит решить совместно с саморегулируемыми организациями региона, рассказывает директор Ассоциации «Строительный комплекс Ленинградской области» Владимир Чмырёв.
— Владимир Анатольевич, строители Ленобласти ни в пандемию, ни в период санкционного давления на экономику не сдают своих лидерских позиций. В чем их успех, по-вашему?
— Во-первых, благодаря стратегии развития строительной отрасли, разработанной по поручению президента нашей страны, и мерам поддержки Минстроя России Ленинградская область сохраняет набранные темпы строительства при чутком внимании со стороны региональных властей. Во-вторых, в нашем регионе трудятся сильнейшие профессиональные кадры страны, что было не раз подтверждено их победами в профессиональных конкурсах.
За первое полугодие в Ленинградской области введено в эксплуатацию 2,11 миллиона квадратных метров жилья. Как отмечает правительство региона, темпы и объемы строительства не уступают прошлогодним показателям. Из них 1,37 миллиона квадратных метров построено в частном секторе. Статистика за первое полугодие показывает, что регион идет вровень с прошлогодними показателями.
— Какие инициативы Национального объединения строителей и конкретно вашей ассоциации направлены на поддержку строительного сектора области?
— Рабочая повестка для саморегулируемых организаций Северо-Западного региона определена на последней Окружной конференции строительных СРО, которая недавно завершилась в Мурманске. Среди приоритетов наиболее актуальными являются взаимодействие с региональными службами госстройнадзора и экспертизы (ГАСН) по части Национального реестра специалистов, система ценообразования и ресурсно-индексный метод (РИМ), развитие системы охраны труда на стройплощадках и продолжение активной поддержки членов СРО выдачей займов из средств компенсационных фондов.
С учетом завершающей стадии перехода на ресурсно-индексный метод мы продолжаем укреплять системную работу с членами Ассоциации «СК ЛО» и по части наполнения ФГИС ЦС, и по другим консультативным вопросам.
Также было отмечено о возросшей роли СРО в управлении системой охраны труда в строительстве как новой зоны ответственности саморегулирования. Однако весь инструментарий для эффективной работы СРО в этом направлении есть благодаря разработанным программным продуктам Комитета НОСТРОЙ по страхованию, охране труда и финансовым инструментам строительного рынка. К тому же Ленинградская область имеет в своем распоряжении уникальный полигон «Умный труд», аналогов которому в России пока нет. Это та площадка, на которой строители могут получить всю необходимую техническую и теоретическую подготовку в соответствии с самыми актуальными требованиями безопасности и охраны труда на стройках. Напомню, что полигон был создан на учебной базе СПбГАСУ в том числе и при активной поддержке НОСТРОЙ.
— Что нового в этом году было при проведении конкурса «Строймастер»?
— В этом году Ленинградская область проводила конкурс в расширенном формате с участием строителей Республик Карелия и Коми, Вологодской, Псковской и Новгородской областей. И даже при таком соперничестве ленинградские строители проявили себя с лучших сторон, завоевав призовые места во всех представленных номинациях. Кроме того, в этом году в регламент конкурса внесены изменения, касающиеся добавления номинаций для учащихся отраслевых заведений «Студенческая лига». Но дело в том, что в Ленобласти ранее проводились конкурсы в расширенном составе участников, где привлекались не только студенты отраслевых учебных заведений, но и старшеклассники обычных средних школ. Поэтому опыт проведения многоуровневого конкурса у нас уже есть, причем весьма качественный, полученный благодаря многолетнему сотрудничеству с ведущим в регионе Колледжем Метростроя.
— Что бы вы хотели пожелать строителям в преддверии профессионального праздника — Дня строителя?
В первую очередь поблагодарить за достойный труд, за осознание своей созидательной миссии, за профессионализм и твердость в достижении своих целей. Будьте всегда здоровы и счастливы, молоды душой и телом, с гордостью несите звание лучших зодчих, руками которых построены все эти великолепные дворцы и парки, проложены тысячи километров дорог и инженерных сетей! Слава нашим строителям!