Дорожное строительство
Тема дорог в России актуальна во все времена. Как должны строится дороги, в чем причины неудовлетворительного покрытия, какие технологии перспективны разберем в статье.
Дороги общего пользования классифицируют по материалу покрытия:
- Цементобетонные. Основой вяжущего материала в наружном покрытии выступает бетон. Преимущество цементобетонных дорого длительный срок эксплуатации. При соблюдении всех норм строительства и использования ремонт цементобетонному полотну потребуется не ранее 20 лет. Дороги с использованием бетона прокладывают двумя способами:
- Заливным. Готовую бетонную смесь заливают в заготовку дорожного полотна. Бетон набирает прочность и формирует монолит покрытия. У этого метода есть существенные недостатки. Работы можно вести только при положительных температурах выше 50С. При температуре воздуха ниже 5 градусов скорость схватывания бетона резко снижается или прекращается вовсе.
- Укладкой железобетонных плит. Предварительно напряженные изделия в форме плит укладываются по всей длине строящегося участка. Недостаток дорог из железобетона в том, что если не выдержать нормы по обустройству основания, плиты со временем начнут расходится; отдельные элементы будут утапливаться, и возникнут перепады высот на стыках плит. Усугубляет нарушение целостности дорожного полотна большегрузная техника. Справедливости ради стоит отметить, что современные технологии строительства дорог с использованием преднапряженного бетона позволяют создать прекрасные, долговечные и недорогие трассы. Цена километра дороги из ж/б плит до 50% ниже, чем из асфальтобетона.
- Асфальтобетонные. В основе вяжущего материала внешнего слоя выступает асфальтобетон- искусственный строительный материал. Представляет собой смесь из битума и минеральных заполнителей: песка, щебня, гравия. Для улучшения качественных показателей в асфальтную смесь могут добавляться дополнительные ингредиенты: полимеры, резиновая крошка.
Технология строительства дороги
Если рассматривать соотношение бетонных и асфальтированных дорого, то Россия на 98% покрыта асфальтобетонным полотном, бетонное покрытие составляет 2%. Поэтому далее речь пойдет о строительстве асфальтобетонных дорог. Стоит признать, что мировая практика доказала наилучшую эффективность бетонного покрытия. Возведение дорожного полотна высокотехнологичный и ответственный процесс, который состоит из нескольких этапов:
- Инженерные изыскания. Прежде чем приступить к работам по строительству транспортной артерии, необходимо провести инженерные изыскания:
-Топографические. Будущая трасса прокладывается на картах. Размечается местность.
- Геодезические. Выверяются координаты. Снимается профиль рельефа.
- Геологические. Обязательно проводят анализ грунта и исследуют насколько глубоко залегают водоносные пласты.
- Экологические. Проводят исследования экологических факторов, и взаимодействие объекта с окружающей средой. Вырабатываются меры по минимизации воздействия и нанесения вреда природе.
- Подготовительные работы. На размеченном участке расчищают территорию от деревьев и кустарников. Снимают верхний слой почвы. Подготавливают технологические подъезды. Переносят коммуникации. Подвозят сырье технику для строительства. Корректируют ландшафт: где необходимо возводят насыпи, а где того требует архитектурный план срезают холмы. До строительных работ продумывают систему водоотведения со строительной площадки. Особенно это важно, когда стройка планируется на глинистых грунтах.
Конструкция современной дороги представляет собой технологичное многослойное сооружение. В общих чертах выглядит так:
- Геотекстиль
- Песчаная подушка
- Георешетка
- Щебень
- Асфальт
- Подготовка основания. После того как снят плодородный слой почвы, грунт тщательно утрамбовывают. На подготовленную почву укладывают геотекстиль.
Геотекстиль - специализированный строительный материал, который предназначен для армирования дорожного полотна, отведению влаги; препятствует перемешиванию природного грунта и песчаной подушки, тем самым не допускается проседание дорожного полотна. Использование геотекстиля обеспечивает ряд преимуществ:
- Геотекстиль, в виде нетканых синтетических материалов, имеет продолжительный срок службы, равный 25 лет и более. Другие армирующие материалы, например, металлосетки не способны обеспечить такого срока. Применение геотекстиля продлевает срок службы автодороги и отодвтгает время проведения капитального ремонта.
- Геосинтетика, при условии соблюдения технологии укладки, не позволяет просыпаться в почву, смешиваться с грунтом насыпным материалам, что приводит к экономии и снижении стоимости сметы.
- Дорожные нетканые материалы универсальны в применении. Работают вне зависимости геологической структуры грунтов и температурных режимов эксплуатации, не подвержены коррозии и стойки к воздействию агрессивных химических сред. Отлично обеспечивают гидроизоляцию и водоотведение избыточной влаги.
- Не оказывают вредного влияния на окружающую среду.
Геотекстиль раскатывается вручную в заблаговременно установленную опалубку. Швы материала необходимо сваривать для формирования целостного покрытия участка.
Песчаная подушка необходима для дренирования влаги и для равномерной передачи нагрузок на грунт. На значительной части нашей страны грунты слабо приспособлены для строительства дорог. И благодаря климату подвержены морозному пучению. Это явление вознивает во влагонасыщенных почвах. Замерзая, грунт увеличивается в объеме и вздыбливает поверхность почвы. Это может отрицательно сказаться на целостности дорожного полотна. Предотвращает эффект морозного пучения наличие песчаной подушки и системы дренажа.
Песок утрамбовывают пневмовибраторами и гидрокатками массой 5-6 тонн. Для лучшего уплотнения песок поливают водой.
На подготовленный слой песка укладывают георешетку. Это относительно новое технологическое решение в строительстве дорог, но весьма эффективное. Георшетка представляет собой полимерную конструкцию ячеистого типа. Выпускается в плоском и объемном виде. Высота ребра в объемных решетках колеблется от 50 до 200 мм. Полимерная решетка в дорожной конструкции выполняет следующие функции:
- Предотвращает проседание щебня в песчаную подушку.
- Дополнительно армирует конструкцию. Щебень, набиваясь в ячейки формирует жесткую, объемную структуру, способную выдерживать динамические нагрузки.
В зависимости от технологии используют под дорожное покрытие применяют основания:
- Щебеночные. От качества материала основания зависит долговечность дороги. Поэтому для щебеночных оснований выбирают материал, который обладает достаточной твердостью на сжатие и будет, не разрушаясь, воспринимать запланированные нагрузки автотранспорта. Щебеночное основание допускается укладывать в любую погоду. Не требует особых условий хранения. Поэтому работы по обустройству щебеночного основания можно вести в любое время года. Щебень в рамках границ будущей дороги уплотняют тяжелыми катками. При этом происходит саморасклинивание элементов основания. Чем плотнее будет утрамбован слой, тем жестче и надежнее будет инженерно-строительная конструкция. Допускается насыпать основание двойным слоем. Нижний слой из крупнофракционного щебня, верхний слой из более мелкого. При укатке происходит заполнение свободного пространства, увеличивается плотность основания.
- Песчано-щебеночные. Универсальные смеси, которые пригодны для строительства любых типов дорог. За счет присутствия песка обеспечивается плотная укладка, не остается свободного пространства для скапливания жидкости и образования воздушных карманов. Эти дефекты приводят к образованию трещин в ходе эксплуатации и способствуют разрушению полотна.
- С использованием вяжущего материала. Такие основания называют еще черным щебнем, так как это представляет собой смесь щебня и битумных материалов. Укладывается горячим и холодным способом. Присутствие битумных эмульсий обеспечивает водоотталкивающий эффект и монолитность структуры. Такие основания отлично работают в зонах с резкими перепадами температур. Во всех случаях основания уплотняются согласно правилам, прописанным в строительных нормах.
Укладка покрытия
После укладки щебневого основания требуется проливка битумной мастикой. Это обеспечит надежное сцепление наружного слоя с основой. Асфальтобетонные смеси поставляются к участку проведения работ самосвалами с АБЗ- асфальтобетонных заводов. Чтобы сэкономить на эксплуатации транспорта и сократить время доставки, применяются мобильные АБЗ, которые способны производить требуемое количество материала в непосредственной близости от объекта.
Технология выработки асфальта проста: необходимо разогреть битум и смешать в нужных пропорциях ингредиенты смеси. В состав смеси входит песок, гравий, мелкозернистый или среднезернистый щебень, битум.
Привезенную смесь разравнивают вручную или при помощи асфальтоукладчиков. Одной тонны асфальтобетона достаточно, чтобы покрыть 10 м2 поверхности толщиною в 4 сантиметра.
Качество дорожного покрытия зависит от уплотнения асфальтобетонной смеси. И тут важно, чтобы температура состава была не ниже определенной технологией. Если смесь остыла ниже, чем на 50-600С от требуемой, то уплотнить состав до нужных величин сложно или невозможно вовсе. Нижний предел рабочей температуры смеси составляет 105-1200С. Уплотнение является конечной операцией по укладке верхнего слоя дороги. Трамбуется и уплотняется асфальт методом укатки и вибрации. После операции уплотнения меняются свойства асфальтобетона:
- Повышается плотность материала. Соответственно возрастает жесткость и сопротивляемость истиранию.
- Минимизируюется количество пор, где может скапливаться влага. Покрытие приобретает морозостойкость и влагоотталкивающие свойства.
- Укрепляются физические и физико-химические связи между частицами, что делает покрытие долговечным.
- Плотный асфальт меньше подвержен продавливанию в ходе эксплуатации.
В случае недостаточного уплотнения полотна слой асфальта остается рыхлым, что приводит к скорому разрушению дорожного покрытия.
Толщина асфальтового покрытия зависит от назначения автодороги. Малонагруженным дорогам с неинтенсивным транспортным потоком: придомовые, дороги в коттеджных поселках, - достаточно слоя в 4 сантиметра.
Междугородние автомагистрали, по которым интенсивно движется грузовой транспорт требуют трехслойного покрытия с армированием слоев металлической сеткой.
Завершающим этапом строительства автодороги служит нанесение разметки, установка ограждений, обустройство ливневок. От качества перечисленных работ зависит безопасность движения. К сожалению, в России не придают должного внимания качеству разметки или полноценной работе систем водоотведения даже на федеральных трассах. Как результат повышенная аварийность в сырую погоду и в темное время суток.
Контроль качества дорожного полотна
После завершения укладки верхнего слоя требуется время для окончательного набора прочности асфальтобетоном. Через1- 3 дня дорожное покрытие подвергается оценке соответствия нормативным параметрам. Для этого с площади 7000 м2 отбирают не менее 3 образцов не ближе 1 метра от края проезжей части. Образцы, полученные методом кернения или вырубки, доставляют в лабораторию. В лабораторных условиях устанавливается коэффициент уплотнения. При горячем методе укладки коэффициент должен составлять не менее 0,99.
Помимо уплотнения покрытия автомобильную дорогу как инженерное сооружение должны контролировать по:
- коэффициенту сцепления автомобильной шины с покрытием
- ровности полотна
- шероховатости покрытия
- соответствию разметки действующим ГОСТам
- видимости в плане
- организации остановок общественного транспорта и пешеходных переходов
- освещенности опасных участков
- наличию и корректному выставлению дорожных знаков
Дефекты автомобильных дорог
Несмотря на существующую отличную нормативную базу, успешный зарубежный опыт дорожного строительства, Российская федерация медленно и неохотно перенимает успешные технологии. Причина тому закостенелость отрасли, недостаточное финансирование, сомнительные схемы и слабый контроль, низкая ответственность.
Типичные дефекты дорожного полотна:
- Образование колеи. Возникает, когда недостаточно уплотнено основание или использован тонкий слой асфальтобетонного покрытия.
- Просадка полотна. Возможна, когда неверно обустроена система водоотведения. Атмосферной или грунтовой водой постепенно размывается основа. Такой дефект случается, когда гранитный щебень заменяют на известковый. Во-первых, известковый уступает граниту по твердости и прочности на сжатие. Во-вторых, породы, содержащие известняк, подвержены химическому разрушению водой, которая всегда имеет слабокислотную рН- среду за счет содержания угольной кислоты- Н2СО3.
- Образование многочисленных трещин. Применен рыхлый асфальт.
- Вспучивание поверхности. Необустроен должным образом дренаж. Дорожная конструкция подвержена морозному пучению.
- Отслаивание слоев асфальтового покрытия. Нарушена технология укладки асфальтобетонных слоев.
Стоит отметить, что причины каждого дефекта на действующей автомобильной трассе необходимо оценивать глубоко и всесторонне. Возможно, возникновение брака из-за ошибки в геодезии, проекте, некачественном материале, нарушении технологии строительства или совокупности факторов.
Перспективные технологии
Подход к дорожному строительству в России и странах Европы и Северной Америки серьезно отличается. Поэтому некоторые приемы, которые типичны для зарубежья, для нас - будущее.
Перспективным для нашей индустрии дорожного строительства является переход от асфальтобетонной технологии к комбинированной. Это значит, что асфальт укладывается не на щебеночное основание, а на предварительно напряженные железобетонные плиты. Доля таких дорог зарубежом велика. Срок службы в несколько раз выше, чем асфальта.
В Японии строятся дороги с подогревом верхнего слоя. Таким образом японцы решают вопрос обледенения. В качестве теплоносителя выступает горячая вода. Альтернативой выступают дороги с подогревом от солнечных батарей. Генерируемого электрического тока достаточно, чтобы в металлической сетке, заложенной в верхний слой, образовывалось тепло, препятствующее обледенению.
В Нидерландах применяют для разметки светящуюся краску. При температуре воздуха 00С и ниже на разметке появляются снежинки, предупреждающие водителя о возможном гололеде.
Внедрение цифрового моделирования в проектирование и строительство позволит повысить качество дорог, контроль за проведением работ по строительству и ремонту, снизит затраты на объект в целом, повысит безопасность эксплуатации дорожной сети.
Безусловно, описанные нововведения увеличивают стоимость возведения участка дороги. Но в данном направлении нельзя мыслить узко. Если учесть расходы на поддержание работоспособности дороги за 40-50 лет, то выяснится, что освоение новых подходов рационально и экономически выгодно государству:
- Экономия бюджета.
-Увеличится пропускная способность автодорог.
- Сократится время доставки грузов, а это влияет на стоимость товаров.
- Высвободятся ресурсы для строительства и обновления новых дорожных нитей.
- Поднимется инвестиционная привлекательность автомобильных перевозок.
- И главный момент, возрастет безопасность эксплуатации дорог.
Все это возможно только при изъявлении политической воли, принятия законодательных инициатив, направленных на пересмотр подхода к дорожному строительству, государственной поддержке новаторских научных разработок.
Умная экономия. Производители выводят на рынок счетчики с дистанционной передачей данных
Производители приборов учета электроэнергии выводят на рынок счетчики с дистанционной передачей данных. В ближайшей перспективе они могут стать обязательными для использования всеми потребителями.
В Госдуме РФ готовится второе чтение законопроекта о развитии систем учета электрической энергии. В соответствии с ним, в стране будут внедряться интеллектуальные системы учета электроэнергии с дистанционной передачей данных. В частности, предполагается, что с 2021 года они будут обязательными для установки во всех новых жилых домах и при плановой замене счетчиков во всех объектах.
Власти Санкт-Петербурга поддерживают федеральную инициативу о внедрении в энергетику новых технологий и инноваций. Вице-губернатор города Игорь Албин на одном из последних межведомственных совещаний сообщил, что доля энергозатрат в региональной экономике по-прежнему очень высока. Необходимо рачительное и бережное распоряжение ресурсами, построение умной энергетики и как итог – умной экономики, подчеркнул он.
Отметим, что в настоящее время интеллектуальные системы учета электроэнергии уже выпускаются российскими производителями. В том числе и такими петербургскими компаниями, как АО «Ленэлектро», ООО «Тайпит-ИП». С ними, хотя пока не очень активно, сотрудничают и сбытовые компании. При этом поставщики электроэнергии признают, что спрос на счетчики с дистанционной передачей данных растет как у бизнес-структур, так и у физических лиц.
По словам специалистов, особенность «умных» счетчиков – во встроенном радиомодуле. Он позволяет автоматически передавать сведения о текущем объеме потребляемой электроэнергии на сервер энергосбытовой организации. Потребители могут следить за объемом потребляемого электричества через мобильное приложение, устанавливаемое на смартфон или планшет. Задействованные технологии помогают анализировать расход электроэнергии с точностью до месяца, дня, часа и избавляют от необходимости физического снятия показаний счетчика. Все данные уже у компании – поставщика электричества.
АО «Ленэлектро» (ставшее поставщиком «Петроэлектросбыта») одним из первых в стране начало выпускать «умные» счетчики. Генеральный директор компании Андрей Шулешко отмечает, что спрос на данные приборы учета электроэнергии в настоящее время растет. «В частности, сейчас они стали популярными в садоводческих товариществах и коттеджных поселках. Такие счетчики помогают экономить электричество, удаленно контролировать расход и предупреждать его возможное воровство. В настоящее время только в садоводствах Ленобласти установлено более 30 тыс. таких приборов», – сообщил он.
Тем не менее, по мнению Андрея Шулешко, масштабное внедрение и использование счетчиков с дистанционной передачей данных потребует серьезных затрат на обслуживание серверов хранения данных и каналов связи. Важно, чтобы затраты не ложились на плечи населения. Расходы в разумных пределах должны взять на себя эксплуатирующие организации. «Кроме того, предварительно следует решить вопросы унификации этих приборов и технологии передачи данных. Последним уже занимаются «Россети». При этом не должно происходить монополизации рынка, – считает он. – Важно, чтобы счетчик любого производителя мог без проблем работать в системе. Наиболее всего для этого подходит технология IoT».
В настоящее время IoT-сервисы («Интернет вещей») продвигаемы большинством телекоммуникационных игроков. По словам директора по работе с бизнес-рынком МТС в Петербурге Елены Абрамовой, для широкого распространения проектов, в том числе «умных» электросчетчиков, необходима энергоэффективная сеть дальнего радиуса действия, которая обеспечит сбор данных с интеллектуального оборудования. «Сфера ЖКХ – один из драйверов применения технологий «Интернета вещей». На нее уже сейчас приходится порядка 15% всех проектов МТС в области IoT в Петербурге, и ежегодно их количество растет более чем на четверть», – добавила специалист.
ЛОГИЧНОЕ решение для учета тепла на объектах с нагрузкой менее 0,2 Гкал/ч
Консорциум ЛОГИКА-ТЕПЛОЭНЕРГОМОНТАЖ выпускает на рынок новый теплосчетчик на базе тепловычислителя СПТ940 от АО НПФ ЛОГИКА и расходомера ПРЭМ от холдинга «Теплоком».
В июле прошлого года Президент РФ утвердил поправки к 13-й статье Закона № 261-ФЗ «Об энергосбережении», согласно которым все многоквартирные дома (МКД), объем потребления тепла которых составляет менее 0,2 Гкал/ч, должны быть оснащены приборами учета тепловой энергии в срок до 1 января 2019 года.
Однако, если приборы учета сами по себе и недорогие, то затраты на проектирование, согласование проектов в РСО, строительно-монтажные работы и сдачу в эксплуатацию узла учета в совокупности могут достигать 300–400 тыс. рублей. Как правило, это относится к МКД и административным зданиям первых серий массовой застройки 50-х годов ХХ века, подключенная нагрузка которых и составляет примерно 0,2 Гкал/ч. С учетом того, что у таких объектов немного собственников, для некоторых из них указанная сумма будет весьма существенной, а возможно, и непосильной.
Вызов принят
В связи со сложностью текущей ситуации и необходимостью реализовать программу в кратчайшие сроки перед российскими производителями приборов учета встал вопрос, как оперативно разработать и запустить в производство соответствующий современному запросу продукт. Главные критерии разработки: качество, простота исполнения и приемлемая стоимость прибора. Кроме того, сложившаяся на рынке тенденция, которая представляет собой процесс устойчивого формирования взаимовыгодных отношений между производителями, поможет ускорить решение актуального для отрасли вопроса.
Именно поэтому тепловычислитель нового поколения СПТ940 от АО НПФ ЛОГИКА был дополнен электромагнитным расходомером ПРЭМ, выпускаемым холдингом «Теплоком». В результате рынок получил оптимальный для эксплуатации при нагрузках до 0,2 Гкал/ч теплосчетчик, получивший название СПТ940-ПРЭМ, который имеет несомненные достоинства в виде надежности, высоких стабильных метрологических параметров и доступной цены.
Что умеет новый теплосчетчик СПТ940-ПРЭМ?
Теплосчетчик рассчитан на обслуживание одного теплового ввода и оснащен памятью для архивирования значений тепловой энергии, массы, объема, средних значений температуры, разности температур и давления. Считанные параметры хранятся в часовом, суточном и месячном архивах (емкость которых 2000, 400 и 100 записей соответственно). Тепловычислитель СПТ940 осуществляет архивирование сообщений о нештатных ситуациях и об изменениях настроечных параметров в количестве 2000 записей для каждой категории сообщений. Для обеспечения автономности тепловычислитель имеет встроенную батарею со значительным ресурсом работы. В целом теплосчетчик СПТ940-ПРЭМ – это, несомненно, удачный и крайне актуальный на сегодняшний день прибор. Надежность ПРЭМа и экономичность СПТ940 – залог безусловного успеха данного решения на рынке приборов учета.
Поддержка от производителей
Новый теплосчетчик СПТ940-ПРЭМ уже доступен к заказу как у АО НПФ ЛОГИКА, так и у холдинга «Теплоком». Что касается сервисного обслуживания приборов, то гарантийный срок на тепловычислитель СПТ940 составляет 7 лет. Также всех покупателей теплосчетчика ждет приятный бонус: купив прибор у одного производителя, можно смело рассчитывать на всестороннюю сервисную поддержку второго. Удобство данной опции неоспоримо и, по словам представителей обеих компаний, продиктовано искренним желанием производителей позаботиться о комфорте своих клиентов.