Строительство подстанций
Подстанция (ПС) — это установка, которая преобразует электроэнергию и распределяет ее между потребителями. В зависимости от предназначения, она понижает или повышает выходное напряжение. Прежде чем приступить к строительству подстанции, необходимо разобраться в ее типах и особенностях.
Назначение электрической подстанции
Главная цель подстанции — организация энергоснабжения. Она принимает и распределяет электроэнергию по потребителям с требуемым параметром тока, а также упрощает управление и обслуживание энергосистемы.
Чаще всего электросети делят на районы с собственными трансформаторными подстанциями, к которым прикрепляют свои диспетчерские и ремонтные службы. Поэтому электроустановка — важный составной элемент системы обеспечения энергией, который одновременно решает несколько задач:
- уменьшает потерю мощности;
- гарантирует потребителю постоянство напряжения;
- осуществляет глубокий ввод высокого напряжения в центр нагрузки.
Подстанция состоит из:
- распределительных устройств;
- трансформаторов;
- модулей управления;
- вспомогательных приборов для защиты и контроля.
Монтаж осуществляют по утвержденным проектам поэтапно. В зависимости от номинального значения мощности и типа, ПС может быть компактным или масштабным сооружением.
Этапы строительства ПС
Мероприятия по строительству подстанции разделяют на 3 стадии:
- Подготовительная. На данном этапе осуществляют проектирование, подбирают оборудование и перевозят требуемые элементы
- Строительство объекта по заранее утвержденному плану
- Пуско-наладочные работы
В зависимости от вида подстанции и ее назначения, этапы строительства могут отличаться.
Планирование подстанций
В первую очередь подрядчик изучает потребности клиента. В техническом задании прописывают информацию о:
- нагрузке;
- стоимости;
- параметрах ПС;
- требованиях к участку;
- сроках строительства;
- подборе составного оборудования.
Важное условие проектирования — учет действующих и прогнозируемых параметров электрической сети и нагрузок по потребителям. Это важно, так как электроустановку монтируют не отдельно, а совместно с общей системой снабжения.
Конфигурации сетей диктуют параметры ПС:
- возможность питания потребителей при отключении отопительных систем в летний период;
- плотность суммарной и удельной нагрузки (учитывая коэффициенты перезагрузки и загрузки станции);
- необходимость в резервировании питания во время предела, когда выходит из строя генератор, присоединенный к ГРУ (главному распределительному устройству);
- собственные необходимости ПС.
После сбора информации инженеры формулируют требования к электрической подстанции и подготавливают технико-экономические обоснования. Итог проектирования — создание проекта по строительству ПС, который сочетает технологичность, экономичность, надежность и современное оборудование.
Выбор площадки
Площадку под подстанцию выбирают значительного размера, так как для изоляции токопроводящих частей и безопасности необходимо соблюдать между элементами конструкции большое расстояние. На участке не должно быть препятствий:
- антропогенных;
- природных.
Для обеспечения безопасности при строительстве исключают заболоченные местности. Участок должен быть максимально удален от жилых зон, чтобы не причинять вред здоровью людей и окружающей среде.
Определяют подходящую площадку, ориентируясь на акты:
- по охране окружающей среды;
- земельного и водного законодательства;
- по природопользованию.
При выборе участка изучают:
- схему развития сетей района или предприятия;
- картосхемы городской, а также районной планировки;
- методические указания по выбору участка для подстанции до 35 кВт и более.
Также специалисты используют методы технико-экономических сравнений всех вариантов.
При выборе площадки руководствуются обоснованными принципами использования земель, учитывая планируемое развитие объекта в будущем. Размещая подстанцию, оставляют возможность подведения воздушной линии электропередачи по коридорам необходимой ширины.
Тонкости вертикальной планировки строительства подстанций
Используя вертикальную планировку территории, применяют:
- сплошную систему планирования, выполняя работы на всей территории участка;
- местную (выборочную) систему, проводя работы на участке с расположенными зданиями, сохраняя естественный рельеф на оставшейся территории.
Выборочную систему используют на территории со скальным грунтом, где необходимо сохранять деревья. При вертикальной планировке чаще всего применяют естественный рельеф с нулевым балансом земляных масс.
В таблице указаны допустимые уклоны поверхности вдоль ячеек открытых распределительных устройств:
|
Грунт |
Максимально допустимый уклон |
|
Глинистый |
0,05 |
|
Песчаный |
0,03 |
|
Вечномерзлый |
0,03 |
|
Легкоразмываемый |
0,01 |
|
Посадочный (второго типа) |
0,005 |
На горной и пересеченной местности планируют участок террасами. Их сопряжение проводят откосами. Если условия стесненные, то их заменяют подпорными стенками, высотой не более 2,5 метра.
Подготовительные работы
После того, как проект утвердили, приступают к непосредственной подготовке к монтажу ПС. Для этого:
- подготавливают расписание доставки частей оборудования и конструкции;
- на территории оборудуют место для хранения модулей и трансформаторов;
- определяются с видом транспорта, который будет перевозить трансформаторы и другие части конструкции;
- проверяют подъездные пути и состояние мостов;
- изучают допустимые габариты транспортных средств, которые разрешены знаками дорожного движения на пути следования.
После этого приступают к планированию территории на месте будущей подстанции. На первом этапе заливают фундамент. Чаще всего выбирают компанию, которая предоставляет комплексное обслуживание: проектирует, выполняет земельные работы, доставляет оборудование и осуществляет монтаж.
Следующие этапы строительства определяют по типу и размеру электрической подстанции. Все работы производят по утвержденному плану.
Классификация подстанций
Тип подстанций определяют, исходя из параметров и предназначения по:
- функциям (повышающая или понижающая подстанция);
- номиналу (максимальное или минимальное напряжение сети);
- мощности и числу трансформаторов;
- нахождению ПС, исходя из всей сети;
- методу присоединения;
- количеству ступеней, по которым проходит пониженное напряжение.
Чтобы определиться с алгоритмом дальнейших действий по монтажу подстанции, необходимо учесть ее конструкцию, которая бывает трех видов.
Мачтовая трансформаторная подстанция
Мачтовая трансформаторная подстанция (МТП) бывает закрытая и открытая. Во время монтажа все оборудование располагается на опорах воздушной ЛЭП. Для обеспечения ее целостности и безопасности (без применения дополнительного ограждения) подбирают оптимальную высоту установки.
Открытая подстанция состоит из:
- шкафов, выполненных из металла, в которых находятся элементы для подключения к сети с высоким напряжением (6, 10 или 35 кВт);
- модулей распределительных блоков.
В закрытой подстанции такие же составные части монтируются в здании.
Блок, в котором сосредоточено оборудование для приема и распределения энергии, называется РУ (распределительное устройство). Модуль содержит:
- несколько коммутационных аппаратов;
- оборудование для защиты;
- устройства автоматики;
- измерительные приборы;
- шины соединения;
- вспомогательную аппаратуру.
Чаще всего в МТП используют комплектные распределительные устройства, которые располагаются на открытом воздухе. Их относят к наружному типу. Также бывают и закрытые РУ.
Применение комплектных распределительных устройств помогает минимизировать время строительства, сэкономить трудозатраты, повысить безопасность во время эксплуатации и обслуживания подстанции.
Закрытая подстанция
Закрытая подстанция — это отдельное кирпичное строение. Чаще всего его возводят в 1 или 2 этажа. Фундамент обычно делают из блоков, а также допускается применять ленточную бутобетонную заливку. Для перекрытий используют сборные железобетонные панели. В сооружении устанавливают:
- силовые трансформаторы;
- щиты низкого напряжения;
- модули РУ.
Закрытые подстанции строят для потребителей, требующих большое количество мощности. Например:
- сельскохозяйственный комплекс;
- птицефабрика;
- промышленное предприятие.
Иногда подстанцию закрытого типа монтируют в здании объекта, к которому ее подключают. Для этого подготавливают четыре помещения: каждое из них должно иметь отдельных вход, располагающийся с улицы. Комнаты запирают на замок, для ограничения доступа посторонним людям.
Чтобы во время строительства и монтажа конструкции была обеспечена безопасность, делают заземление. Процедуру осуществляют совместно с каждым металлическим корпусом, кожухом аппаратуры и обмоткой самого низкого напряжения.
Комплектная подстанция (КПС)
Электрическая установка поступает с завода собранной или подготовленной для строительства.
В таблице указаны преимущества КПС:
|
Преимущество |
Описание |
|
Безопасность, повышенная стабильность |
У корпуса замкнутая конструкция, что предупреждает прикосновение людей к токоведущим элементам конструкции. |
|
Минимальные сроки монтажа, экономия |
· цены на строительство комплектной подстанции ниже, чем других типов; · сокращается время монтажа; · новый объект быстрее вводится в эксплуатацию. |
|
Возможность быстро выполнить ремонт |
· если из строя выйдет один из элементов, то его проверка и замена проведутся в минимальные сроки; · работы по обслуживанию не потребуют трудоемкого демонтажа, а также отключения электроприемников. |
Чаще всего комплектные подстанции устанавливают для понижения напряжения потребителей:
- бытовых;
- промышленных;
- коммунальных.
Подстанции данного типа бывают нескольких видов, которые зависят от:
- расположения;
- первичного напряжения;
- схем подключения;
- числа трансформаторов;
- адаптации к климату;
- параметров трансформаторов;
- метода установки.
Поставляют подстанцию с завода в составе отдельных блоков. В каждой части предусмотрены отверстия, предназначенные для крепления и установки. Компания, которая занимается монтажом, обустраивает фундамент, проводит сборочные работы, затем запускает подстанцию и налаживает работу оборудования. В комплекте идут системы вентиляции, связи, отопления, освещения.
Особенности строительства подстанций в зависимости от вида
Монтаж конструкции напрямую зависит от вида подстанции, которая бывает мачтовой, закрытой и комплектной. У каждой есть свои особенности.
Мачтовые
Мачтовая подстанция — наиболее компактная из всех конструкций. Для установки используют железобетонные и деревянные опоры. Форму конструкции определяет мощность. Бывают подстанции:
- А-образные;
- АП-образные;
- П-образные.
По расположению в электрической сети мачтовые ПС бывают концевыми или тупиковыми. Чтобы удобно было их обслуживать, устанавливают площадку с лестницей. Конструкцию всегда держат под замком.
Закрытые
Монтаж закрытой подстанции проходит в несколько этапов:
- транспортировка составных частей на участок;
- установка на фундамент блоков;
- крепление болтами;
- электроподключение модулей;
- прокладывание сборных шин;
- подсоединение кабелей;
- настройка и проверка.
Прежде чем устанавливать закрытую подстанцию, подготавливают помещения. Для этого в комнатах проводят отделочные работы, делают необходимые отверстия, проемы и кабельные каналы, соблюдая условия, указанные в чертежах. При размещении подстанции необходимо 4 помещения для:
- РУ высокого напряжения;
- двух силовых трансформаторов;
- РУ низкого напряжения.
Для всех преобразователей обустраивают фундамент. Затем, используя погрузочные механизмы, поднимают и устанавливают трансформаторы.
Комплектные
В список работ во время строительства входят:
- транспортировка;
- прием оборудования на участке;
- сопоставление по уровню;
- крепежные работы;
- сварка основания с модулями;
- подключение электричества;
- пусконаладочная работа.
Методы доставки определяют, исходя из габаритов подстанции и возможностей участка. Необходимо убедиться, что у площадки есть несколько подъездных путей. Лучший вариант транспортировки — обеспечивающий сохранение груза без промежуточной выгрузки.
Подготавливают помещения так же, как и при монтаже закрытой подстанции. Перемещение каждого блока производят с максимальной аккуратностью, используя специальную технику и подъемные механизмы. Основание делают из нескольких ЖБИ блоков или стоек.
После завершения монтажа КТП осуществляют заземление необходимых элементов. Затем запускают и налаживают работу оборудования. Каждый этап проводят при соблюдении техники безопасности.
Обустройство территории
Ограждают территорию подстанции в объеме, который предусмотрен проектом на расчетный период. Территорию участка, предусмотренную для последующего расширения, оговаривают в проекте и оформляют как не подлежащую застройке. Ограждать ее не надо. Разрешается использовать территорию под сельскохозяйственные нужды.
Свободную от застройки территорию озеленяют, засевая травами. Площадь ОРУ (открытого распределительного устройства) засыпают щебнем; допускается использовать гравий. За пределами ОРУ разрешено высаживать деревья и кустарники.
Чтобы обеспечить доступ дежурного персонала для обхода подстанции, на территории открытого распределительного устройства сооружают простые конструкции и пешеходные дорожки. Если ПС размещают в лесном массиве, то в обязательном порядке производят вырубку леса.
Отвод атмосферных вод
Воду отводят с площадки поверхностным методом, предварительно согласовывая систему с заинтересованной организацией. Трансформатор оборудуют системой аварийного маслосборника и маслостока. Дождеприемники используют только при условии технико-экономических обоснований.
Отметка пола первого этажа должна быть выше границы участка, который примыкает к сооружению, не меньше, чем на 15 сантиметров. Если подстанцию устанавливают на подтопляемых или заболоченных территориях, то предусматривают защиту от затопления.
Чтобы предотвратить заливание территории атмосферными осадками, которые притекают с нагорных сторон, устанавливают водозащитные сооружения (нагорные канавы).
Необходимые документы для запуска подстанции
Монтаж подстанции завершают оформлением актов, которые соответствуют требованиям нормативно-технической документации. После их подписания на объект отправляют бригаду наладчиков, которые:
- проверяют подключение оборудования;
- проводят испытания подстанции в условии реальной работы.
Во время работы наладчики проверяют:
- правильно ли подключено высоковольтное и низковольтное оборудование;
- каждую цепь учета;
- установку сигнализации;
- релейную защиту;
- автоматику.
Если все показания соответствуют проекту, то в протокол выполненных работ вносят результаты испытаний и измерения.
Чтобы ввести объект в эксплуатацию застройщику необходимо обратиться в федеральный орган исполнительной власти. Также разрешается подавать документацию в орган местного самоуправления, который выдал разрешение на строительство.
Необходимый пакет документов включает:
- проектную документацию;
- разрешение на строительство;
- заключения экспертизы проектных документов;
- правоустанавливающую документацию на земельный участок;
- акт приемки монтажных, строительных, пусконаладочных работ;
- технические документы на комплектующие и материалы, которые предусмотрены договором на поставку;
- градостроительный план площадки;
- заявление о выдаче разрешения на ввод подстанции в эксплуатацию;
- протокол измерения и испытания.
Разрешение на ввод в эксплуатацию — это документ, удостоверяющий:
- выполнение монтажа в полном объеме, согласно разрешению строительства;
- соответствие построенной конструкции градостроительному плану и проектной документации, соответствующей Градостроительному кодексу.
После утверждения документов разрешается официально вводить подстанцию в эксплуатацию. На устройство подают номинальное напряжение, а конструкция переходит в распоряжение пользователя.
Стоимость строительства подстанций
Стоимость монтажа подстанции зависит от:
- выбранного вида оборудования;
- сложности проектной документации;
- объема выполняемых работ;
- особенности площадки.
Выгоднее всего заказывать услугу «под ключ», так как получится сэкономить время и упростить процесс взаимодействия. При выборе одной компании заказчик будет уверен, что работы осуществятся оперативно и последовательно.
При выборе подрядчика обращайте внимание на:
- профессиональный опыт специалистов (оценивайте его по выполненным проектам);
- стаж руководителя, осуществляющего контроль над работами;
- соответствующие допуски сотрудников к выполняемым задачам.
Помните, что в каждом случае нагрузка и функционирование подстанции отличаются. Поэтому важно уделять повышенное внимание этапам подготовки и составления проектов. Благодаря современным технологиям получается просчитывать все нюансы и устанавливать подстанцию в запланированные сроки без изменения инженерного вида. Это повышает время эксплуатации, безопасность и надежность конструкции.
Техническое обслуживание
Для работы подстанции не требуется обслуживающий персонал. Управление объектом происходит на расстоянии при использовании компьютеризованной системы. После ввода в эксплуатацию на подстанцию сотрудникам необходимо приезжать только для проверки и осуществления планового обслуживания.
Лифты ЩЛЗ: движение вверх
Щербинский лифтостроительный завод (ЩЛЗ) устойчиво занимает положение лидера в своем сегменте рынка. Это подтверждается не только ростом объемов производства и расширением географии поставок, но и использованием современных инновационных технологий и предложением высокого уровня клиентского сервиса.
Больше, шире, лучше
Год от года ЩЛЗ продолжает динамично увеличивать объемы производства. Причем пока предприятие не вышло на загрузку всех мощностей и планирует и далее наращивать масштабы изготовления техники.
Показательна при этом и широчайшая география поставок, как говорится, «от Москвы до самых до окраин». За первую половину этого года ЩЛЗ осуществил отгрузку своей продукции в 70 регионов России, работая при этом как с коммерческими покупателями, так и с фондами капитального ремонта, реализующими программу замены устаревших лифтов на новое, современное оборудование. Основные поставки осуществлялись в Москву, Подмосковье, Волгоградскую, Свердловскую, Челябинскую, Рязанскую, Ленинградскую области, Башкортостан, Татарстан, Красноярский край и др.
Активное участие в тендерах позволяет говорить о планах дальнейшего увеличения производства и объемов продаж. За первое полугодие заключены контракты на поставку 3,2 тыс. лифтов по программам капремонта и более 2,1 тыс. лифтов для домов по реновации и крупных городских жилых комплексов.
С середины прошлого года застройщики, следуя рекомендации по применению инженерных решений в жилых домах программы реновации Москвы, стали использовать в лифтах безредукторные лебедки, благодаря чему при движении подъемника достигается минимальный уровень шума и вибраций. По словам генерального директора ЩЛЗ Антона Артемьева, все большее количество лифтов без машинного отделения. «Это позволит застройщику сэкономить на строительстве технического этажа для обслуживания лифтовых механизмов. Сами кабины выполнены из сатинированной нержавеющей стали с покрытием пола из износостойкого рифленого алюминия. Внутри устанавливаются широкие зеркала в половину высоты со встроенным информационным дисплеем», — говорит он, уточняя, что все лифты оснащены антивандальными видеокамерами, подключаемыми к городской системе видеонаблюдения единого центра хранения и обработки данных.
В зоне особой ответственности
ЩЛЗ сыграл важнейшую роль в решении актуальнейшей современной задачи по обеспечению медицинских учреждений страны специальными больничными лифтами. За прошлый год на такие объекты в шестнадцати регионах России было поставлено более 140 единиц оборудования. Часть из них была смонтирована в быстровозводимых инфекционных госпиталях Главного военно-строительного управления по специальным объектам. В частности, больничные лифты были поставлены в Новосибирск, Улан-Удэ, Оренбург, Воронеж, Уфу, Грозный, Казань и многие другие города.
По словам Антона Артемьева, изготовление этой техники стоит в приоритете по срокам. «Мы особое внимание уделяем ситуации с пандемией в мире и в особенности медицинским объектам нашей страны, где проходит стационарное лечение пациентов с COVID-19. Как показала практика, мы готовы производить больничное лифтовое оборудование в очень короткие сроки. С момента подписания контракта до отгрузки лифтов для быстровозводимых инфекционных госпиталей в отдел логистики проходит не более четырех дней», — отмечает он.
В этом году эта работа активно продолжается. По заказу Минздрава Московской области ЩЛЗ в приоритетном порядке произведет 50 лифтов на замену устаревшему оборудованию в двадцати медицинских учреждениях региона. Туда будут поставлены лифты трех типов: больничные, грузовые и пассажирские с большими габаритами кабины, проходными телескопическими дверьми и функцией приоритетного вызова для медицинского персонала. Оборудование предназначено для медучреждений Красногорска, Клина, Королева, Балашихи, Мытищ и других городов Подмосковья.
Не только техника
Современное предприятие это не только производство — это еще и сервисная поддержка клиентов. И в этом смысле ЩЛЗ идет в ногу со временем. Компания реализует программу повышения клиентоориентированности. Теперь завод не ограничивается только помощью в установке оборудования: во всех регионах имеются собственные аккредитованные монтажные организации.
Сейчас в личном кабинете заказчика на сайте ЩЛЗ появилась новая важная опция — «Поддержка». Ранее контрагент мог только отслеживать статус заказа: от производства до даты доставки, которую можно настроить самостоятельно. Теперь можно обратиться в службу поддержки в режиме онлайн и уточнить все интересующие клиента вопросы, получить актуальную информацию, решить любые возникающие проблемы.
Клиентская служба ЩЛЗ будет совершенствоваться. В ближайшее время будет запущена диджитал экосистема в личном кабинете, где можно будет воспользоваться всеми услугами завода: проверить статус заказа, заказать запчасти, отследить доставку, обратиться по гарантии, найти ответы на вопросы и даже прочесть актуальные новости.
«Наше предприятие делает все, чтобы нашим заказчикам было комфортно с нами работать. И сегодня, в канун Дня строителя, мы желаем всем нашим нынешним и будущим партнерам крепкого здоровья, успешного развития и новых крупномасштабных и интересных проектов, а высококачественное современное лифтовое оборудование для них мы сделаем, в этом они могут не сомневаться!» — подчеркивает Антон Артемьев.
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.
