Как два пальца об асфальт. Почему у нас дороги хуже, чем в других странах?
Проблемы в российском дорожном хозяйстве чаще всего объясняют плохим финансированием. Лучше всего выделяются деньги на федеральные трассы, и нормативам Росавтодора соответствуют 78% их протяжённости. Региональные дороги, по оценкам экспертов, до последнего времени финансировались в 6 раз хуже, чем нужно, — и из них до нормативного уровня дотянули пока только 43%. Но эксперты говорят и другое: более высокое качество строительства и ремонта автотранспортной сети можно обеспечить даже на те деньги, которые дорожники получают сегодня. Уникальная дороговизна российских дорог — это миф.
«По нашим оценкам, средняя стоимость дорожного строительства в России сопоставима с Европой, США и Канадой, но больше, чем в Индии и Китае (см. инфографику), — рассказывает старший научный сотрудник Центра экономики транспорта ВШЭ Екатерина Решетова. — При этом напрямую сравнивать затраты в разных странах нельзя: везде разная методика расчёта стоимости строительства. Сильно колеблется ставка НДС — от полного отсутствия в США до 20% в РФ. На 5–6% увеличивает стоимость стандартных работ, выполняемых зимой, холодный российский климат. Но не это главное. В отличие от Северной Америки и Евросоюза в России в сметную стоимость включаются затраты на подготовку территории, по которой пройдёт дорога, — это выкуп земли, перенос инженерных коммуникаций, компенсация за вырубку леса и снос зданий, оформление права на владение участком. В проектах федерального уровня, реализуемых в городах, такие затраты достигают до 34% всей стоимости объекта».
В результате самые большие усилия строительные подрядчики зачастую тратят не на дорогу как таковую, а на согласование всех интересов, которые затрагивает её появление. Самый скандальный проект последних лет — Центральная кольцевая автодорога (ЦКАД), строящаяся в нескольких десятках километров от Москвы. Получив огромные бюджетные деньги, госкомпания «Автодор» не сумела в назначенный срок привлечь частных инвесторов, в партнёрстве с которыми ведётся строительство. Первоначальная смета ЦКАД, составлявшая 300 млрд руб., уже выросла на 16 млрд руб., и теперь «Автодор» просит у бюджета ещё 44 млрд руб. для ликвидации «узких мест». А корень проблем — в ошибках проектировщиков и неверной оценке стоимости изъятия земель. «В США, например, такое в принципе невозможно, — утверждает Решетова. — Там государственные ассигнования на строительство дороги выделяются только в том случае, когда заинтересованный штат или город за свой счёт уже подготовил для неё территорию. В России такой же порядок был установлен постановлением правительства 2013 г., но пока эта норма «бумажная».
Что мешает снижать расходы?
Каждая дорога к тому же сооружение уникальное. В российском своде строительных норм и правил только описание факторов, определяющих затраты на каждом конкретном участке автодороги, занимает больше сотни страниц. Рост количества полос и ширины трассы, трудности климата и рельефа, высокая плотность застройки территории, необходимость сооружать мосты и туннели — всё это может в разы увеличить стоимость 1 км строительства. И если нет чётких стандартов, позволяющих понять, оправдан или нет рост затрат, поле для ошибок и злоупотреблений широкое. «Завышение расходов — обычное дело, — признаёт Решетова. — Нормы и расценки на дорожные работы, действующие в России, безнадёжно устарели, не учитывают современные технологии. Руководствуясь ими, сметчики закладывают в проекты явно завышенные и неадекватные затраты. В результате себестоимость работ может увеличиваться в 1,5–2 раза по сравнению с применением новых механизмов и материалов. Но в мировой практике давно найдено решение и этой проблемы: сметы рассчитываются по типовым альбомам с фиксированными расценками для разных климатических зон. В итоге на Западе погрешность в дорожно-строительных расчётах укладывается в 10%».
Вроде бы всё просто. Что мешает российским дорожникам пойти по тому же пути? «Отсутствие аналитической статистики по уже осуществлённым проектам, позволяющей дать рекомендации по выбору наилучших способов строительства, — разъясняет советник гендиректора „РосдорНИИ“ Станислав Мамулат. — Американские власти в 80–90-е гг. потратили 300 млн долл. на то, чтобы изучить 15 тыс. дорожных участков и проанализировать эффективность различных технологий, которые были использованы при их сооружении. Такую статистику необходимо нарабатывать и у нас, хотя бы с периодом в 30 лет».
Свои исследования американцы оформили в виде системы стандартов строительства дорог, получившей название Superpave («Суперпокрытие»). Она позволяет в зависимости от климата и интенсивности эксплуатации трассы выбирать такую толщину и состав слоёв дорожной конструкции, что служит она максимально долго. Самая последняя версия Superpave ориентирована на то, что можно было бы эксплуатировать автодорогу без ремонта покрытия в течение 25 лет! Сравните: в России среднестатистическая дорога ремонтируется раз в пятилетку.
Как строить дёшево
А ведь у большинства самых передовых дорожных технологий, которые используются сегодня в мире, советские и российские корни. Одну из них, разрабатываемую ещё с 30-х гг. прошлого века, Станислав Мамулат внедряет сегодня совместно со специалистами РосдорНИИ и МИСиС. На рубеже 80–90-х гг. по ней было построено 36,6 тыс. дорог в Нечерноземье. А в новейшей практике она была успешно применена при строительстве автодорог, ведущих к Керченскому мосту. Стоит такая дорога на 10–30% дешевле, а служить без ремонта будет в 2 раза дольше традиционной. В чём секрет? И почему успешный опыт был надолго забыт?
«Материал для основания дороги на 90% делается из грунта, который можно взять прямо на месте строительства. Он перемешивается со специально подобранными вяжущими материалами — например, на основе золы, шлака и цемента. Получаются очень прочные нижние слои дорожных одежд, для покрытия которых требуются более тонкие верхние асфальтобетонные слои, — описывает Мамулат этот метод. — И для нижних слоёв не нужен более дорогой щебень, который обычно используется и который есть не везде. Среднее расстояние доставки щебня в России — 1500 км. Только на перевозках возникает ощутимая экономия. Дополнительные плюсы: строительству не грозит дефицит железнодорожных вагонов и снижается объём перевозок крупнотоннажными грузовиками, серьёзно разрушающими прилегающие дороги.
К сожалению, результаты советской программы, реализованной на основе этого метода в Нечерноземье, не были статистически проанализированы и выводы исследований не были положены в основу необходимого пакета стандартов. А без них технологию стабилизации грунтов комплексными вяжущими трудно с уверенностью рекомендовать заказчикам и проектировщикам для широкого применения. Другие дорожно-строительные ГОСТы тоже не на высоте. Один из австрийских инженеров-консультантов однажды признался на конференции: «Я могу построить хорошую дорогу по европейским стандартам, могу построить дорогу по российским стандартам, но построить на их основе качественную дорогу я не могу».
Так мы тратим на дороги больше, чем нужно, и не находим денег на ремонт, когда он назрел. По оценке компании McKinsey, из-за ошибок в проектно-технологических решениях может быть потрачено вхолостую 40% бюджета дорожного строительства. В России это сотни миллиардов рублей в год. Международные исследования говорят, что из-за плохих дорог автомобили у нас служат на 15% меньше, чем в среднем в мире. В 2015 г. наконец началось изменение дорожно-строительных ГОСТов РФ на принципах Superpave. Но той статистической базы, как в США, для этой работы нет, и какими будут в российских условиях её результаты, прогнозировать сложно.
Миллионы, закатанные в асфальт. Ученые из Карелии рассказали, почему разрушаются новые российские дороги
В 2018 году Россия заняла 114 место в мире по качеству дорог в рейтинге Всемирного экономического форума. Это самый конец рейтинга, в котором всего 137 позиций. Таким образом, Россия оказалась по соседству с Казахстаном и республикой Зимбабве, отстав на одну позицию от африканского государства Бенин. Эксперты оценивали качество дорог в баллах – от одного до семи; Россия набрала 2,9 балла.
Согласно статистике ГИБДД за первые шесть месяцев 2019 года, из-за плохого состояния дорог в стране произошло почти 27,4 тыс. ДТП, в которых погибли около 2,3 тыс. человек и пострадали более 35 тыс. граждан. В аналогичный период 2018 года катастрофы по причине разбитых дорог унесли жизни 2,7 тысяч человек, еще 40 тыс. граждан получили ранения.
Несколько лет назад Генпрокуратура страны сообщала , что каждое пятое дорожно-транспортное происшествие в России происходит из-за неудовлетворительного состояния улиц и дорог.
В Карелии ученые местного филиала Академии наук разработали проект научного мониторинга качества городских трасс. В своем исследовании сотрудники РАН соединили советские технологии использования радаров и современный европейский опыт контроля за состоянием дорог. Эксперты предложили при помощи георадара «просвечивать» трассы вглубь, выявляя слабые места, на которых провалится даже самый качественный асфальт. Итогом таких проверок, по мнению экспертов, должна стать карта любой магистрали с указанием критических точек, где в ближайшем будущем с большой долей вероятности образуются ямы.
Фактически сотрудники академии предложили универсальный для любых регионов метод проверки глубинных слоев почвы, на которые планируется укладывать асфальт. Как считают эксперты, если вовремя заметить пролегающие на глубине разрушенные трубы или провалы, то можно скорректировать ход дорожного ремонта. Тогда не придется закатывать в асфальт участки, которые уже завтра придется ремонтировать вновь.
Кроме того, ученые отметили, что качество дороги измеряется не только толщиной уложенного покрытия; зачастую важнее качество «дорожной подушки» под асфальтом, состояние подземных коммуникаций и наличие под землей заполняющихся водой провалов. Местные чиновники инициативу ученых проигнорировали, несмотря на то, что петрозаводский проект использования георадара для исследования трасс в 2015 году стал победителем конкурса, проводимого Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.
Карта рисков
Как рассказал «Северо-Запад МБХ медиа» младший научный сотрудник Института геологии Карельского научного центра РАН Александр Родионов, при исследовании дорог при помощи георадара специалист перемещает устройство по поверхности трассы. При этом радар генерирует электромагнитные волны, которые отражаются от различных границ и неоднородностей в глубине под дорожным покрытием. Говоря простым языком, аппарат «просвечивает» дорогу на метр вглубь. Впрочем, можно «пробить» волнами почву и значительно глубже, но тогда увеличится погрешность при получении результата. В любом случае, высокочастотная и малоглубинная техника «видит» пласты, располагающиеся гораздо глубже слоя, который формируют дорожники при укладке асфальта.
В итоге полученные в результате исследования данные образуют радарограмму, на которой видна объективная картинка всех провалов и размытий под слоем дорожного покрытия. Таким образом, можно получить достоверную информацию о границах залегания различных слоев и их мощности; выявляются также и различные области подземных разрушений – места, где в итоге свежий асфальт даст трещины. Полученные данные можно использовать как при приемке работ, так и при предварительной оценке трасс перед ремонтом, считают исследователи.
Александр Родионов с георадаром. Фото предоставлено учеными по просьбе Александра Гнетнева
По сути, карельские ученые предложили использовать для изучения состояния современных дорог популярные в мире технологии. Практика применения исследований почвы радарами известна десятилетиями – к примеру, отражение радиволн от поверхности льда было обнаружено еще в 60-е годы прошлого века. Затем технологии применения георадаров широко использовались в Советском союзе. Но в то же время проект карельских ученых не сводится только лишь к попытке выявить толщину так называемой «дорожной одежды». Эксперты ставили задачу шире – изучить изменения свойств дорожного покрытия на большой площади и составить карту рисков с указанием всех проблемных участков, обусловленных подземными провалами, трещинами и размытым грунтом.
Как утверждают авторы методики, таким способом можно проверить любую дорогу в любом городе.
Несколько лет назад авторы проекта детально предсказали разрушение одной из центральных дорог Петрозаводска – улицы Пушкинская, на которой расположено здание регионального филиала Академии наук. Трасса пришла в негодность вскоре после сделанного на ней ремонта. Ученые, изучившие ее при помощи радара, предугадали этот процесс, составив карту рискованных участков, – собственно, на указанных ими точках вскоре и образовались провалы.
Подземный мир
В процессе работы над проектом ученые часто сталкивались с тем, что под новым асфальтом находятся старые нарушенные коммуникации, из которых течет вода. Жидкость размывает почву, в ней образуются полости, которые в итоге приводят к разрушению недавно уложенного асфальтобетонного покрытия. Так обычно возникают ямы на одних и тех же местах, которые не исчезают после того, как асфальт был неоднократно обновлен.
«Нужно, во-первых, производить ремонт коммуникаций. Плюс менять «дорожную подушку». Потому что просто по существующему методу подхода к ремонту автодорог в городе нигде не наблюдается, чтобы меняли «подушку»», — утверждает ученый Александр Родионов.
«Дорожная подушка» — песок с определенными фильтрующими свойствами плюс гравийное основание. Сверху на этот состав дорожные рабочие кладут слой асфальтобетонного покрытия. Идеальный вариант произведенной работы – это асфальт и «подушка» под ним, которые максимально плотно примыкают друг к другу. Никаких посторонних включений и провалов в глубине покрытия не должно быть, поясняют ученые.
Примечательно, что выявить брак при помощи вырезания фрагментов асфальта – так называемых кернов – зачастую невозможно, поскольку таким методом проблематично изучить всю площадь проверяемых трасс. При этом сигнал радара выявляет все трещины и пустоты с водой.
Показатели георадара
Известную во всех регионах технологию ямочного ремонта эксперты карельского филиала Академии наук назвали «ужасной» и «несовершенной», поскольку дорожных «заплаток» хватает лишь на короткий срок. Метод срезания старого слоя асфальта и укладки нового, по оценке ученых, перспективнее, однако ямы впоследствии все равно образуются в тех же местах.
«Комплексный нужно производить ремонт. То есть, не просто срезать асфальт, а пытаться выделить эти проблемные участки, попытаться понять, в чем там проблема. Либо это какая-то труба, либо просто в данном месте происходит фильтрация природных вод, грунтовый сток либо осадки. И решать уже проблему прокладкой дополнительных труб либо заменой коммуникаций, если вопрос в них», — утверждает Родионов.
Кроме того, по словам ученого, планы подземных коммуникаций зачастую могут быть утеряны городскими властями. Поэтому чиновники фактически могут и не знать, что расположено под землей.
Живая инновация
В карельском филиале Академии наук методику применения георадара с целью обследования городских магистралей называют «живой инновацией», поскольку в случае ее широкого применения не придется заимствовать ни технологии, ни технику. Необходимое оборудование доступно для приобретения в России.
«Всю аппаратуру для таких исследований можно покупать в России. Она производится на конверсионном предприятии, которое раньше производило военные радары, теперь производит в Подмосковье гражданское оборудование. Это же прекрасно, когда наши наработки, наши технологии. Это и есть живые инновации. А не так, что заказали что-то в Китае, привезли и выдаем за наш продукт. Это все реально российское – от методики, методологии работы до аппаратурной и программной части», — заявляет руководитель инновационно-технологического центр а Карельского научного центра Российской академии наук Павел Рязанцев.
Георадар для исследования дорог
Кандидат геолого-минералогических наук Рязанцев утверждает, что нынешний путь бесконечного ремонта дорог, которые тут же вновь приходят в негодность, излишне затратен, поскольку в нем отсутствует понимание главного: качество асфальтобетонного покрытия всегда зависит от состояния почвы на глубине.
«Положили асфальт, пять лет подождали, он разрушился. Срезали асфальт, новый положили. Да, можно и так делать при условии, что есть финансирование. Но понятно, что будет очень затратно. То есть, мы два года ездим по нормальной дороге, три года ездим по разбитой дороге и надеемся, что через пять лет нам все-таки удастся выделить новые деньги, чтобы обновить и еще два года поездить по нормальной дороге», — объясняет Рязанцев.
Ученый сравнивает метод изучения внутреннего состояния дорог при помощи радаров с профилактическими процедурами, которые широко внедряются в медицине – там главной задачей является предотвращение болезни на ранней стадии.
«Сейчас развитие опасных явлений стараются выявить до того, как они произошли… В той же медицине – понять, что может развиться какое-то сложное онкологическое заболевание до того, как оно развилось, и сразу предотвратить его распространение. Георадар в ту же концепцию попадает: сразу выявлять проблемные зоны, соответственно, мониторить», — заключает Рязанцев.
По оценке эксперта, решающее значение имеет не количество материала при укладке асфальта, а качество его использования. Ученый опровергает один из главных мифов о ремонте магистралей, согласно которому все проблемы некачественных дорог связаны с тонким слоем их покрытия. «Как показывает наша практика, по тому же асфальту мощность, как правило, выдержанная», — поясняет Рязанцев. Гораздо большие проблемы создают подрядчики, нарушающие технологии: это закатанный в асфальт мусор, а также дорожные работы в дождь и снег.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Почему в России асфальт хуже, чем в Европе и Америке?
В 2019 году был составлен рейтинг стран с качественными дорогами. Россия заняла в этом рейтинге 99 место из 141. Автолюбители с занятой позицией согласятся — на асфальт жалуются все, независимо от региона проживания. И большинство россиян винит в этом чиновников, которые из выделенных на ремонт денег весомую часть кладут себе в кармане. Но так ли это на самом деле или есть другие причины некачественных дорог?
Климат — одна из причин плохого асфальта
Ругаясь на качество асфальта в России, многие забывают о том, что климат в стране достаточно суровый. Тяжело сохранить целостность дорог при температуре воздуха +40 градусов. Покрытие размягчается, а под воздействием тяжести автомобилей разъезжается.
Перепады температуры воздуха, осадки — все это негативно сказывается на состоянии дорог. В Европе климат более устойчивый, не наблюдается резкой смены погоды, поэтому покрытие сохраняется дольше.
Конечно, если применять нормальные технологии строительства, то влияние климата не будет столь заметным. Поэтому первой и основной причиной плохих дорог является симбиоз российского климата и неправильных технологий.
Источник изображения: myseldon.com
Другие причины
Почему еще в России такое низкое качество дорог:
Некачественные материалы. Экономия на строительных материалах приводит к уменьшению затрат на укладку и ремонт дорог. Это становится причиной быстрого разрушения асфальта.
Коррупция. Чиновники, конечно, не признаются, что не все выделяемые на дороги деньги уходят в нужном направлении. Но коррупция есть, хоть о ней и не принято говорить.
Плохое обслуживание. За новыми дорогами нужно ухаживать — своевременно чистить снег и “латать” образовавшиеся дыры. В России, к сожалению, на это не хватает денег.
Большая нагрузка. На участках, где разрешено движение грузовым автомобилям, дороги разрушаются довольно быстро. Конечно, эта проблема присутствует и в других странах, но у нас не особо торопятся устранять мелкие повреждения асфальта, который летом под колесами грузовиков становится волнообразным.
Старые технологии. В Англии, Германии, Китае и Америке хорошее состояние дорог объясняется использованием современных технологий при строительстве. Так, в последнее время повсеместно применяются “псевдобетонная плита”, а также георешетка. Эти конструкции защищают асфальт от высоких нагрузок, увеличивают срок его службы. В России укладывают дороги по-старинке, используя еще советские технологии, не учитывая тот момент, что с каждым десятилетием увеличивается нагрузка на асфальт по причине роста числа автомобилей.
Источник изображения: cs.pikabu.ru
Бюрократические проволочки. В Америке и Германии все делается быстро, строительством дорог занимаются опытные компании. В России из-за бюрократических особенностей на согласование ремонта дороги уходит немало времени. Документы проходят несколько рук, различных инстанций и комиссий, затем согласуются на региональном уровне, затем происходит оформление бюджета на ремонт. Это не только увеличивает сроки восстановления дорог, но и приводит к удорожанию процесса. Поэтому иногда проще оставить асфальт разрушаться и дальше, чем выбивать деньги на его ремонт.
Асфальтобетонное полотно. В развитых странах давно укладываются бетонные дороги. Они заливаются на месте, что позволяет получить абсолютно ровное, прочное покрытие. Срок службы такого покрытия составляет более 50 лет. Но есть у него и недостаток — высокая себестоимость. Поэтому в России всего 3% дорог — бетонные (в США этот показатель равен 60%, в ЕС — 32%).
Отсутствие контроля. Уложили дороги и забыли — такого правила придерживаются в России. Главное, чтобы народ не возмущался и аварии не случались. При этом проверкой качества покрытия практически никто не занимается.
Порадоваться можно только одному — в России не самые плохие дороги. В Гаити, Молдавии, Румынии, Монголии и многих других государствах тихо завидуют качеству асфальта в нашей стране.
masterok
Вот такая острая для нас тема поднята в апрельском столе заказов френдом dr_axon : из чего состоит обычное асфальтированное шоссе, так сказать, в разрезе, технология изготовления стандартного дорожного полотна. и если возможно, с зарубежными аналогами. в общем, что мы делаем не так в отличии от всего остального цивилизованного мира, что у нас дороги полное г…
Итак, начинается все с разметки или разбивки территории – нужно определить, где будет лежать асфальт, где будут стоять бордюры, где и как будет устроен сток и сбор дождевых вод. Нужно также с самого начала определиться с составом асфальтобетонного покрытия. В зависимости от предстоящего режима эксплуатации выбирается толщина щебеночного основания и количество слоев асфальта. Если на благоустраиваемой территории ожидаются лишь пешеходные нагрузки и эпизодическое движение легкового транспорта (тротуары, дворовые территории, парковки), то можно ограничиться щебеночным основанием толщиной 10 – 15 см и одним слоем асфальта 4 – 5 см. Если же движение транспорта будет систематическим и возможно даже движение тяжелых грузовиков (участки автодорог, АЗС, промышленные территории), то щебеночное основание должно быть 25 – 35 см, асфальт в 2 – 3 слоя.
Непосредственно работы начинаются с устройства, так называемого земляного корыта. Новое асфальтобетонное покрытие, как правило, должно быть на одном уровне со всей остальной поверхностью, поэтому все слои щебня и асфальта должны уйти вглубь. Поэтому по всей территории осуществляется выбор грунта на глубину, равную совокупной толщине будущего покрытия. После того, как был выбран грунт, дно корыта желательно уплотнить, для этого пройтись по нему катком дорожным или виброплитой.
Следующим этапом благоустройства является устройство щебеночного основания. Если у вас основание будет 10 – 15 см, то для него обычно берут щебень фракции 20-40 мм. Более серьезное основание рекомендуется сделать двух- трехслойным. Для нижнего слоя берется крупный щебень фракции 40-70 мм. Функция этого слоя – дренаж воды в случае подъема грунтовых вод. Для второго слоя берется щебень фракции 20-40 мм, он служит для более равномерного распределения нагрузки на основание. Для третьего слоя щебеночного основания необходим щебень фракции 5-20 мм. В зависимости от толщины, он выполняет ряд функций. Если его толщина 2-5 см, то здесь можно говорить о расклинцовке верхней части. При толщине третьего слоя до10 см речь идет уже не только о расклинцовке, но и опять же о равномерном распределении нагрузки на все основание. При укладке каждый слой щебня необходимо тщательно уплотнять катком. По одному месту каток должен пройти 5-6 раз.
В случае устройства асфальтобетонного покрытия, предназначенного для высоких нагрузок, для уплотнения основания, а затем и асфальтобетона, нужно использовать катки 6-10 т и выше. Для меньших нагрузок достаточно катков 2-4 т. Следует помнить, что у современных катков функция вибрации значительно повышает способность к уплотнению (примерно в 3-4 раза!). Также в труднодоступных местах для уплотнения возможно применение виброплит, вибротрамбовок. Для повышения качества уплотнения основание следует увлажнять. На крупных объектах для этого используют поливальные машины.
На этапе устройства основания по всей асфальтируемой территории должен быть задан уклон в том направлении, где планируется сбор дождевой воды. Обычно задают уклон 5-10 мм на 1 м. Для выведения уклона, контроля толщин слоев щебня и асфальтобетона используют нивелиры.
Перед укладкой асфальта необходимо также, если предусмотрено, установить бордюры, провести ливневую канализацию, построить или отремонтировать канализационные или дренажные колодцы, установить или поднять люки и пр.
После того, как подготовительные работы проведены, можно приступать непосредственно к асфальтированию. Толщина асфальтобетонного покрытия так же, как и толщина щебеночного основания, зависит от интенсивности планируемой эксплуатации. Для придомовой территории обычной жилой многоэтажки, где движение фур не планируется, можно прекрасно обойтись одним слоем мелкозернистого асфальта толщиной 4-5 см. Для более серьезных условий необходимо уложить два слоя асфальта – нижний слой из крупнозернистого асфальтобетона толщиной 4-5 см, а верхний – из мелкозернистого тоже 4-5 см. Третий слой асфальта снимет все вопросы о прочности будущего покрытия (конечно, случай взлетно-посадочных полос мы сейчас не рассматриваем).
Готовая асфальтобетонная смесь на объект доставляется самосвалами. В зависимости от марки самосвала он способен привезти от 7 до 20 т асфальта. Из 1 т асфальта получается в среднем 10 м2 асфальтобетонного покрытия толщиной 4 см. Итак, асфальт привозят, затем вручную или с помощью специальных машин – асфальтоукладчиков – распределяют по заданной территории, разравнивают, планируют и уплотняют с помощью катков, виброплит, трамбовок.
Для сцепления асфальта с асфальтом (верхний и нижний слой, старый и новый асфальт) используют битум. Так называемый розлив вяжущих материалов осуществляется по имеющемуся асфальту перед укладкой свежего.
Процесс укладки асфальта является довольно метеозависимым. Например, в сильный дождь укладывать асфальт не рекомендуется. Кроме того, асфальтобетонная смесь – продукт горячий. В горячем состоянии ее отгружают на асфальтобетонном заводе. И как можно быстрее, не давая ей остыть, ее нужно довезти, выгрузить, распланировать и укатать. Особенно это актуально для холодного времени года. Укатывать остывший асфальт дело гиблое и неблагодарное. У заказчиков будет потом много вопросов по поводу качества покрытия.
И в заключение добавим, что при соблюдении выбранного режима эксплуатации качественно уложенное асфальтобетонное покрытие прослужит 7-10 лет.
Как делают дороги в России:
Ещё в 30-ые годы 20-го века отечественные строители начали использовать европейскую технологию укладки асфальтобетона. Она применяется в России по сегодняшний день. Принцип работы весьма прост: из автомобиля-самосвала в бункер асфальтоукладчика подаётся асфальтобетонная смесь, затем с помощью пластичного питателя она оправляется в шнековую камеру и распределяется поперёк покрытия. Далее, сперва трамбующим брусом, а затем пассивной или выглаживающей виброплитой, осуществляется частичное уплотнение смеси.
В 40-ых годах 20-го века в Америке возникла необходимость строительства большого количества дорог за довольно сжатые сроки. В связи с этим американскими специалистами была разработана принципиально новая скоростная технология укладки асфальтобетонного покрытия, позволяющая осуществлять укладку непрерывно. Главные отличие между американской и европейской технологиями — наличие в первой одного или нескольких дополнительных агрегатов между самосвалом и асфальтоукладчиком.
При скоростной укладке схема с загрузкой бункера укладчика непосредственно из кузова самосвала не работает – слишком медленно. Кроме того, нежелательны остановки и контакт самосвала с укладчиком, что приводит к сдвигу уложенного слоя и образованию волн, а это неприемлемо по условиям жестких стандартов США. Американцы сначала формируют впереди укладчика валок с сечением, примерно равным толщине слоя. Укладчик толкает перед собой подборщик, который перегружает смесь из валка в приемный бункер. Помимо простого подборщика, например Barber Greene BG-650 или Carlson WP-800, используют перегружатели, оснащенные вместо приемного бункера подборочным агрегатом.
Существует три схемы работы «по-американски»:
- качество уложенного слоя (постоянная толщина, монолитность и плотность слоя, требуемые параметры ровности и поперечного укло1) асфальтобетонная смесь из самосвала загружается в приемный бункер (по типу бункера асфальтоукладчика), далее — в бункер или на ленту передвижного транспортера, а затем поступает в бункер асфальтоукладчика.
- асфальтобетонная смесь из самосвала загружается в продольный валик. Далее подборщиком смесь подаётся в бункер асфальтоукладчика.
- смесь из самосвала также загружается в продольный валик. Затем подборщиком она подаётся в передвижной бункер-накопитель или в приемный бункер широкого передвижного транспорта, далее — в бункер асфальтоукладчика.
Различные фирмы снабжают используемые в таких схемах машины специальными устройствами, которые дополнительно перемешивают асфальтобетонную смесь. Такое перемешивание позволяет разрушить комья, образовавшиеся при слеживании и охлаждении смеси, выровнять её температуру, устранить сегрегацию.Во всех трёх вариантах движение укладчика асфальта непрерывное.
При применении американских схем скорость укладки увеличивается в 2-10 раз по сравнению со скоростью укладки асфальтобетона при использовании европейской технологии.
Технологическая схема «валик-бункер» обладает определенным набором преимуществ перед другими схемами. Главные преимущества и показатели перспективности развития такой технологии укладки асфальтобетонного покрытия следующие:
- Высокие темпы укладки: скорость укладки зависит только от рабочей скорости укладчика, что позволяет выполнять большее количество работы за тот же промежуток времени;
- Качество укладки: на качестве положительно сказывается отсутствие остановок в движении укладчика, а также поддержание постоянной температуры смеси. Как итог — укладываемый слой имеет постоянную толщину, монолитность и плотность, соблюдаются необходимые параметры ровности и поперечного уклона, соединение сменных захваток и смежных полос слоя плотное;
- Потери асфальтобетонной смеси: в случае резкого изменения погодных условий, потери зависят от охлаждения смеси;
- Затраты: низкая стоимость комплекта техники и расхода энергоресурсов определяет экономичность применения самого технологического процесса;
- Безопасность работ: на безопасность влияет количество машин на мете укладки.
Как делают дороги в Америке:
Использование синтетических прослоек Safi’s
В США применяют прослойки из нетканых синтетических материалов для замедления процесса образования трещин на несколько лет. Нетканый материал употребляется как закрывающий поверхностный слой, при этом количество трещин существенно сокращается по сравнению с традиционным покрытием дороги.
Слой Sami’s из прорезиненного материала с битумом, нанесенным набрызгом, был уложен на дороге в штате Юта и сохранял свои свойства в течение 3-4 лет. Трещины на покрытии дороги отсутствовали, однако образовалось большое количество колей.
Подстилающий слой из асфальтобетонной смеси
Такой слой укладывается на старое дорожное покрытие с трещинами, проникает в них и предотвращает их расширение. Эта смесь содержит каменный материал с максимальные размером зерен 6,25 мм. Подстилающие слои служат 5 лет и более.
Для заполнения трещин и швов используется термопластичный материал, модифицированный резиновой крошкой, который увеличивает устойчивость цементобетона при температурных деформациях. Заполнитель должен прилипать к стенкам трещины, которые предварительно очищаются струей воздуха. Материал перед укладкой поверхностного слоя уплотняется.
В настоящее время для заполнения трещин используются кремниевые и поливинилхлоридные компаунды, материалы с высокой термопластичностью.
Горячая планировка дорожного покрытия
Она осуществляется при помощи фрезерования разогретого покрытия и позволяет исправить выбоину, колею. Такой метод используют также при нанесении насечек на поверхность покрытия дороги в местах избытка битума.
Горячая насечка дорожного покрытия
Она включает разогрев асфальтобетонного покрытия, насечку и выравнивание поверхности дороги с дальнейшим уплотнением покрытия катком с целью улучшения сцепления, ровности и поперечных уклонов.
Горячее восстановление дорожного покрытия (Repaving) применяется при ремонте дорог в штате Юта в течение многих лет. Разогрев асфальтобетона производится одним или двумя разогревателями. Поверхность дорожного покрытия фрезеруется, и разбрызгивается пластификатор для данной смеси.
Холодное фрезерование старого покрытия
Такое фрезерование на глубину около 2,5 см позволяет выравнивать старое покрытие дороги и придает ему шероховатость.
Плотная смесь (РМS), приготовленная на цементобетонном заводе, укладывается на существующее дорожное покрытие и тщательно уплотняется.
Прочитать подробнее про зарубежный опыт можно ТУТ и ТУТ. НУ ВОТ ЕЩЕ европейская технология.
И опять Россия:
Почему у нас плохие дороги ? Причины вы знаете, их две: устаревшие технологии и «воруют» …
Как украсть на строительстве дорог
1.Обвес. Дорожный «пирог» состоит из большого количества слоев – песка, гравия, щебня, битума, не говоря уж про асфальт. Если уменьшить слой, скажем, щебня всего на 10 сантиметров, то каждый новый километр приносит в карман воров 10 000 долл. Про толщину асфальтового слоя все известно с незапамятных времен.
2. Ценовые манипуляции. Должного контроля за выполнением работ практически не осуществляется, что позволяет дорожникам грамотно манипулировать между работой механизмов и ручным трудом. Например, при строительстве одной из магистралей экскаватор 3 часа копал траншею. А по документам проходило так, что копала ее в течение 2 дней бригада из 5 человек.
3. Пересортица. Какой материал необходимо использовать по технологии знают контролирующие организации. А какой используется, знает только подрядчик, выполняющий эти работы. Остается только одно – во время сверления или вырубки асфальта для лабораторных исследований подсказать правильное место…контролерам- исполнителям. Состав этого сложного сэндвича под слоем асфальтового полотна никто не узнает. Для примера: при прокладке скоростных магистралей в нижней части дорожной подушки используется калиброванный песок. Стоит он дорого – до 200 руб. за кубометр. А песок из карьера стоит всего 40-60 руб. и внешне от калиброванного отличается мало.
4. Мистика. Подрядчик регистрирует несколько фирм, которые выставляются субподрядчиками и выполняют часть работ по повышенным расценкам. Фирмы существуют только на бумаге. Случай из жизни: один из прорабов, работавших на строительстве, именно через такие подставные фирмы «вывел» из-под строительства 700 000 долларов (более 20 млн руб).
5. «Грамотное» проектирование. Каждому, даже несведущему человеку, известно, что ремонт невозможен без мало-мальского проекта или технического задания. Вот, где простор для изобретательных чиновников и подрядчиков. К слову, дорога не может быть ровной как зеркало, а выпуклость регулируется … Отметить имеется отклонение от проекта или нет, зависит от размеров мзды.
Как делают дороги в Германии и России:
По данным рейтинга Всемирного экономического форума Россия занимает «почетное» 130 место в рейтинге из 142 стран. Лучше, чем в России, дороги в таких странах как Ангола, Киргизия и Таджикистан. Давайте разберемся, в чем кроется проблема и почему наши дороги больше похожи на направления. Одна из главных претензий к российским дорогам – это колейность и провалы (ямы). К этим двум причинам сводится большинство претензий. Распутица, которая творится на дорогах в северных регионах во время межсезонья, – штука мерзкая, но для большинства населения страны все-таки незаметная Но что представляют из себя колейность и провалы с точки зрения процессов, проходящих в дороге?
Автомобильная дорога – это сложное инфраструктурное сооружение, состоящее из нескольких слоев.
Самый нижний слой – слой основания – грунт, следующий слой – песок, затем идет щебень и последний верхний слой – дорожная одежда – или асфальт. Когда разрушается асфальт, возникают трещины и небольшие ямы на дороге, которые мешают передвижению, но, как говорится, «не смертельно». Но когда двигается основание, когда щебень уходит в песок, а песок перемешивается с грунтом, вот тогда и начинаются процессы, приводящие в результате к колее высотой в десятки сантиметров, провалам в которых на скорости у машины выворачивает колеса, разрушается подвеска, а иногда происходят и более серьезные аварии. Казалось бы, все просто и логично и лежит на поверхности, надо только придумать, как армировать основание и это решит все проблемы. В советском союзе нашли решение этого вопроса: грубо и дорого – начали применять при строительстве бетонные плиты, что однозначно решало вопрос, но какой ценой? К сожалению, такое строительство мог себе позволить Советский Союз, но не Россия в 90-х годах с повальным недофинансированием строительства по всем направлениям.
В современном мире необходимо быть экономным, чтобы бы быть конкурентоспособным, т.е., чтобы строилось много хороших дорог, они не должны быть дорогими. Этот простой вывод сделали уже давно все развитые страны, у которых нет огромных запасов нефти и газа, который достался им «на халяву». В связи с этим, им приходится «считать деньги». Эти развитые страны и придумали материалы, способные увеличить качество и продолжительность службы дорог, незначительно (на 1%) увеличивая стоимость дороги во время строительства. За счет этого в течение первых 20-30 лет возникает существенная экономия денежных средств на ремонте и обслуживании (до 15-20% от общих затрат на ремонт при строительстве без геоматериалов). Что же все-таки придумали? В 70-х годах 20 века придумали иглопробивной геотекстиль (в СССР он шел под названием «Дорнит»). Этот материал использовался на контакте грунта с песком и не позволял этим слоям смешиваться, кроме того, в геотекстиле использовались дренирующие свойства, т.е. он был способен выводить воду из полотна дороги.
В тот момент это был прорывной по своим технологиям материал, казалось, что он решает проблему некачественных дорог раз и навсегда. Но с течением времени нагрузки на автомобильные дороги возросли и применения геотекстиля стало уже недостаточным. В этот момент в мировой практике строительства появляется новый материал – плоская пластиковая георешетка. Данный материал используется уже между слоями песка и щебня. Использовался эффект «заклинивания и фиксации». Т.е. щебень, попадая в ячейки решетки, давил, и под его давлением создавался слой с новыми характеристиками, который образно можно назвать «псевдобетонная плита». Такой слой намного менее восприимчив к динамическим нагрузкам в различных плоскостях.
Логично, что такие материалы получили в развитых странах повсеместное распространение. Так, в Канаде (стране с похожими на российские климатическими условиями) геотекстиль применяется более чем на 90% федеральных дорог, георешетка – на более чем 60%. В США похожая картина. В Германии вообще почти 100% дорог строится с использованием геотекстиля и более 80% дорог с дополнительным армированием георешеткой. В последнее десятилетие свою инфраструктуру начал активно развивать Китай, и там также активно используют геоматериалы.
Как же обстоят дела в России? В 2011 году в РФ на федеральных дорогах 1 и 2 категории геотекстиль использовался меньше, чем в 50% случаев, а плоская георешетка – менее чем в 10% случаев! Эксперты считают, что главная причина такого редкого применения современных материалов – ужасно устаревшая нормативная база. Фактически мы продолжаем строить дороги по технологиям прошлого столетия. Кто же производит геосинтетические материалы в России? Производителей геотекстиля в России много, но, к сожалению, большинство производителей не задумываются о качестве продукции, производя дешевый материал из вторичного, уже переработанного однажды сырья. Это примерно то же самое, что использовать старые использованные гвозди: вроде тот же гвоздь, но уже и гнется, и ломается, и, что самое плохое, держит уже не так.
А вот что говорил, выступая на тематической сессии «Строительство новых путей сообщения» Всероссийского строительного форума, проходившего в Москве, генеральный директор Московского института материаловедения и эффективных технологий, академик РАЕН Марсель БИКБАУ:
«Если ознакомиться с основными показателями транспортных систем США, КНР и России, привлекает внимание не только и не столько то, насколько низки показатели протяженности как железных, так и автомобильных дорог КНР и России по сравнению с США, но насколько малы объемы строительства новых дорог в России даже по сравнению с Китаем. Так, протяженность автомобильных дорог в США – 6370 тыс. км, в Китае – 1765 тыс. км, в России – 1145 тыс. км. При этом в 2007 г. в Китае были построены 47 тыс. км автомобильных дорог, а в России – всего 495.
Безусловно, прежде всего такое положение связано со стратегическими ошибками правительственных структур и абсурдностью их действий в сфере реальной экономики и развитии транспортного строительства и дорожной инфраструктуры России в 1990-е гг., но также и в неправильном выборе в 1970-е гг. современной технологической основы, соответствующей условиям крупнейшей страны мира. Почему же мы в 1970-е гг. пошли по пути строительства в массовом объеме дорог из асфальтобетона? Асфальтобетон относится к мягким покрытиям, и срок его жизни максимум три-четыре года. Связующим в асфальтобетоне является битум, это сопутствующий нефти продукт. Вы видите, что происходит с нефтью, а с подорожанием нефти битум дорожает автоматически. В нашей стране вообще его осталось лет на 20.
В 1970-е гг. в СССР в связи с бросовыми, низкими ценами на нефть и соответственно битум кажущаяся выгода строительства автодорог из асфальтобетона сделала его основой технической политики в строительстве дорог и практически похоронила цементобетон как основной материал для строительства оснований дорог.
Кажущаяся выгода строительства асфальтобетонных дорог обусловила радикальное увеличение финансовых затрат на бесконечный ремонт асфальтобетонных дорожных одежд, не выдерживающих в жестких климатических условиях СССР, а теперь России больше двух-трех лет.
Необходимо, наконец, понять, что автомобильные дороги, которые мы строили и продолжаем строить из асфальтобетона, в принципе не соответствуют никаким понятиям о качестве. И они в принципе не технологичны. Не так давно на заседании Госсовета глава Минэкономразвития Эльвира Набиуллина отметила, что при нынешних темпах реконструкции и строительства наших дорог для их обновления потребуются 270 лет…
Между тем, Росавтодором принято решение о повышении для автотранспорта допустимой нагрузки на ось до 11,5 т! Можно подумать, что там не знают о том, что неудовлетворительное положение с транспортными магистралями усугубляется еще и значительным, в разы, ростом количества автомобилей в стране. Более того, при вступлении России в ВТО к нам хлынут большегрузные автомобили со всей Европы – что будет тогда с нашими дорогами?
Тоже Россия:
Из критического положения, безусловно, есть выход. В 1970 гг. мы построили большой объем дорог из цементобетона, многие из них работают и сегодня. Во всем мире инженеры достаточно давно поняли, из чего надо строить автомобильные дороги и как их надо строить. На самом деле такое строительство гораздо дешевле и эффективнее.
Цементобетонные дороги – реальный выход из дорожного тупика. Потому что их срок службы 35-40 лет! И все это время их можно не ремонтировать. Кроме того, мир не стоит на месте, мир существенно продвинулся в технологиях строительства дорог. Приведу пример. В США давно строят автомобильные дороги высококлассные, с колоссальной грузоподъемностью, со значительной долговечностью. Впервые там использовали технологию строительства «вечных» автодорог и покрытий из сборного преднапряженного железобетона еще в 1921 г.за наши деньги.
Между тем, такая технология преднапряженного железобетона известна и в нашей стране, еще с 1960-х гг.! Сегодня она используется мостовиками, применяется на специальных объектах и начинает распространяться в строительстве: фирма DYWIDAG, ее «дочка» – Промстройконтракт, СТС, Стройинжиниринг эффективно использовали Post-Tensioning при строительстве в Москве развязки на пл. Гагарина, возведении комплекса IKEA, строительстве «Сити» и ряда других зданий.
В чем же дело? Почему основная ставка по-прежнему делается на асфальт? На самом деле не внедряется новая технология по той простой причине, что она невыгодна дорожным строителям. Колоссальные средства, ежегодно выделяемые государством на строительство, и нескончаемые ремонты дорог, – слишком большой и лакомый кусок пирога. Общеизвестно, что наши дорожники и связанные с ними чиновники закладывают в сметы колоссальные мифические объемы грунта, песка и щебня вместе с ненужными затратами топлива и износом дорожной техники. А реальные деньги между тем идут в их карманы. Поэтому неслучайно на сегодня наши дороги с учетом частоты ремонтов – самые дорогие в мире.
Переход на технологию цементобетонных жестких покрытий дорог не только решает проблему радикального повышения грузоподъемности и долговечности автотрасс, но и может позволить значительно уменьшить объемы затрат не только песка и щебня, но и слишком дорогого теперь битума, применяемого в России для строительства автодорог.
Можно рассмотреть технологию напряженного железобетона и более подробно.
Как сегодня строят американцы? Вот, например, компания GTI в Хьюстоне, штат Техас, обеспечивает строительство в год около 7 млн м 2 покрытий. Вот посмотрите на дорожную плиту из железобетона.
Сегодня эта плита является основой дорожного строительства самого суперсовременного. Что в этой плите? Она способна выдержать практически любые нагрузки – и 11 , и 15, и 20 т на ось, потому что она сделана из высокопрочного долговечного бетона. И тут простое изящное решение, американцы пошли дальше нас. Они эти плиты не просто укладывают на грунт, они их стягивают стальными канатами.
В реальности сегодня это выглядит так. Идет грейдер, ровняет полотно дороги в горизонт. Никаких страшных объемов щебня, объемов песка для сметы нет. После прохода грейдера, который чуть-чуть гумус поднял, насыпается песок до 20 см, по их требованиям, на песок настилается пленка полиэтиленовая, а на эту пленку укладываются стык в стык шпунтованные плиты. В этих шпунтованных плитах есть отверстия через каждый метр, в них и вводятся стальные канаты. Простота и красота, потому что полотно дорожное приобретает просто фантастические характеристики. И прежде всего, надежность – за 30-35 лет ремонта не нужно никакого. Эти плиты сверху покрываются или герметиком, или небольшим слоем литого асфальта – и дорога навеки.
Вот как они их стыкуют. Очень важным является то, что в укладке участвует небольшое звено рабочих 14-16 чел., а в месяц строят несколько километров дорог. Это как раз к тому, сколько было построено в России за весь прошлый год, – всего 495 км! У них же только одна фирма строит 700 км дорог в год.
Когда я задал вопрос (они строят еще и мосты в США, в Канаде), какой пролет можно сделать, они ответили – до 500 м. Согласитесь, впечатляет.
А вот и Украина:
Когда мы стали подробнее изучать эту технологию, мы сразу обратили внимание на одну деталь. В стыки плит они заливают герметик. Этого слоя герметика достаточно, чтобы уйти от всех тепловых напряжений, усадок и т.д. У них работают канаты, канатам безразличны воздействия температурные, усадочные. Вся система как струна: плиты хорошо стянуты.
Почему нас особенно заинтересовала эта технология. Потому что она особенно нужна сегодня нам для наших грунтов. У нас в России слабые грунты, Россия страна болот. Мы разработали и свой вариант технологии напряженного железобетона для болот. Мы можем так же быстро и просто строить. Старые отработанные трубы от тех же газовиков заглушаются с двух сторон как понтоны и укладываются на сыпучую или болотистую почву. Каждый из этих понтонов имеет площадку, на которую помещаются края плит, а плиты стягиваются канатами. Что дает такой подход? Нам не нужно тратить огромные деньги, а сроки строительства сокращаются в восемь-десять раз.
По предлагаемой нами технологии дорожные железобетонные преднапряженные плиты изготавливаются на заводах ЖБИ и доставляются к месту монтажа полотна дороги. Железобетонные плиты снабжены сквозными каналами в средней части диаметром 15- 25 мм, ориентированными вдоль полотна (и поперек при строительстве широкополосных дорог), а также шпунтованными боковыми гранями.
По нашим расчетам, себестоимость таких дорог по новой технологии в среднем в два раза ниже, чем асфальтобетонных, т.к. радикально сокращаются затраты на подготовку оснований автомобильных дорог, не выкапываются, не грузятся, не перевозятся, не разравниваются, не уплотняются огромные объемы грунта, песка и щебня.
Для реализации новой технологии в России практически все есть. Россия еще во времена советской власти создала колоссальное богатство: построены и пока функционируют сотни заводов по производству плит и панелей из сборного железобетона, существуют карьеры песка и щебня практически во всех регионах. Эти заводы загружены на треть мощности, т.к. сборный железобетон для жилищного строительства, главной технологии в СССР, сегодня устарел по всем показателям. Но на них можно за месяцы организовать производство километров плит по подобию американских и во многие разы увеличить темпы строительства дорог.
Новые бетоны обеспечат у нас долговечность автодорог не меньше чем на 50-100 лет. Для производства таких бетонов в России разработана и освоена уникальная технология механохимически активированного цемента, которая позволяет радикально повысить качество бетона при снижении расхода цемента, улучшить свойства и долговечность бетонных изделий, одновременно переработав малоиспользуемые отходы – горы (миллиарды тонн) зол, шлаков и природных мелкозернистых песков в преднапряженные железобетонные плиты для высококлассных и долговечных дорог.
Новая технология нужна России с ее необъятными просторами и бездорожьем для решения стратегической задачи освоения пока малодоступных земель в Сибири, на Дальнем Востоке и в северных регионах. Если бы в нашей стране в 1970-х гг. выбрали в качестве повсеместной технологии цементобетонные дорожные плиты, как выбрали железобетон для жилья, то мы были бы сейчас совсем в другом положении.