Композитные материалы в дорожном строительстве

Обновлено: 02.05.2024

В России активно внедряются новые технологии дорожного строительства. Поддержку этому процессу оказывают и федеральные структуры. Принят целый пласт нормативных документов, регламентирующих этот процесс и стимулирующих организации к инновационному развитию.

Дорожно-строительная отрасль активно внедряет инновационные технологии в свою практику. Если в 2013 году было реализовано 183 таких проекта на 816 участках, то в 2018 году было применено уже 244 новации, охватившие 686 участков. В основном речь идет о применении новых материалов: дренирующего асфальтобетона, пористо-мастичных и цветных асфальтобетонных смесей, модифицированных битумов, полимерно-битумных вяжущих, геосинтетики, полимерных композитов.

В строительстве автодорог все интенсивнее применяются технологии стабилизации грунтов, укрепления слоев и механической стабилизации с использованием геосинтетических материалов. В капремонте используется регенерация и так называемый холодный ресайклинг – это усиливает несущую способность и снижает затраты, потому что материалы можно использовать повторно.

При содержании используются тонкие слои износа, что сохраняет характеристики дороги и оберегает ее от раннего износа. Для этого на покрытие наносится специальная смесь, состоящая из каменных материалов, эмульсии и цемента. На сегодняшний день такая технология была задействована уже более чем на более 1 900 км автомобильных дорог. При этом в нынешнем и следующем году метод объемно-функционального проектирования планируется использовать на 3 тыс. километрах федеральных трасс.

Полимерные композиты позволяют заметно увеличить коррозийную стойкость и снизить вес дорожных сооружений – они легче стальных аналогов в 5 раз, а бетонных – в 20. В 2019 году полимерные композиционные материалы применялись казенными учреждениями на 99 объектах в РФ. Самые распространенные из них – это перильные заграждения, водоотводы, армирование насыпей, создание цоколей и опор освещения.

Новые технологии входят и в правовое обеспечение дорожных работ. В прошлом году Росавтодор заказал разработку 93 стандартов, в том числе 92 по Перспективной программе стандартизации в области дорожного хозяйства Минтранса России. С конца прошлого года и по 2021 год Федеральное дорожное агентство должно разработать еще 70 тематик научно-исследовательских работ. Федеральное дорожное агентство внедряет и технологии информационного регулирования.

Речь идет о создании информационной системы, состоящей из взаимосвязаных элементов, где будут данные об объекте капитального строительства на каждой стадии его жизненного цикла. Еще в 2016 году главой Росавтодора принято решение о поэтапном внедрении BIM-технологий (информационного моделирования). Согласно документу, должна быть создана нормативная база и программно-технологическая платформа для разработки информационных моделей дорожных объектов. На первых этапах речь идет о пилотных проектах, в перспективе – о переходе на ее использование при проектировании и строительстве всех дорог общего пользования в стране.

По этому плану ведомство уже ввело в действие ОДМ 218.3.105-2018 «Методические рекомендации по организации взаимодействия участков разработки проектной и рабочей документации на пилотных проектах строительства, капитального ремонта и реконструкции автомобильных дорог с применением BIM-технологии» и разработало ПНСТ «Применение BIM-технологий при строительстве и эксплуатации автомобильных дорог. Общие требования», который должен быть утвержден в первой половине нынешнего года.

Существует множество нормативных актов, регулирующих внедрение новых технологий в сферу дорожного строительства. Еще в 2007 году Федеральное дорожное агентство издало письмо, где рекомендовало применять «Методические рекомендации по организации освоения инноваций при проектировании, строительстве, реконструкции, капитальном ремонте, ремонте и содержании автомобильных дорог и искусственных сооружений на них». Рекомендации по расширению применения прогрессивных технологий содержались и в постановлении Правительства РФ № 658 от 2017 года. При этом стандарты на технологии и материалы разрабатываются и утверждаются организациями самостоятельно, хотя этот процесс и регламентирован государственными документами, например, статьей 14 Федерального закона № 162 «О стандартизации в Российской Федерации» от 2015 года. Порядок их рассмотрения определен ОДМ 218.1.002-2010 «Рекомендации по организации и проведению работ по стандартизации в дорожном хозяйстве».

За 2018 года Федеральное дорожное агентство согласовало 83 стандарта организаций. За январь-октябрь прошлого года – 37. Во всех случаях речь шла о повышении технических требований. Например, к стабилизирующим добавкам, материалам и конструкциям армирования, дорожным ограждениям. Агентство также решило допустить использование любых видов модификаторов на основании результатов межлабораторных испытаний. При этом производителям рекомендовано разработать и дополнить регламент входного контроля, регламент введения модификатора в битум, регламент транспортировки, укладки и уплотнения модифицированной смеси.

Иными словами, агентство занимается постоянной популяризацией внедрения новых материалов и технологий при работе на дорогах федерального значения. Однако использование их без согласования в федеральной структуре недопустимо.

Композит (композитные материалы) используется широко в разных областях, в том числе и в строительстве. Модульные плиты применяются для сооружения временных дорог без необходимости обустройства прочной и устойчивой базы. Кроме того, изделия могут применяться многократно, что определяет их экономическую целесообразность и выгодность использования. Благодаря высокой прочности, композитные мобильные дорожные плиты легко выдерживают вес габаритной спецтехники с нормативной нагрузкой на грунт до 150 т.

Композитные дорожные плиты

Полимерные дорожные плиты предназначены для применения в сложных инженерно-геологических условиях. Они являются сборно-разными конструкциями для организации временных дорог, подъездных путей или площадок на неустойчивой почве, в том числе и на болоте I, II и III типа. Изделия производятся из композитных материалов методом экструзии, прессования, вакуумной инфузии и контактного формования. Эти технологии позволяет обеспечивать высокие прочностные параметры, устойчивость к различным негативным воздействиям механического, химического или температурного характера. Поэтому мобильные композитные плиты могут применяться в любое время года при разных погодных условиях.

Преимуществами полимерного материала являются:

Возможность многократного использования;
Быстрый монтаж/демонтаж путей и площадок, независимо от конфигурации;
Положительная плавучесть;
Возможность применения на сложных неустойчивых и заболоченных грунтах;
Модули co специальными запорными системами гарантирует формирование прочной основы для автотранспорта большого веса;
Безопасность для окружающей среды, сохранение структуры почвы, защита плодородного слоя.

Технические и эксплуатационные свойства

Дорожная плита КДМ компактна и легка, поэтому более экономна в доставке до объекта в сравнении с ЖБИ плитами, которые традиционно использовались для организации временных дорог и площадок. Благодаря размерам и удобным запорным устройствам возведение одного километра полотна шириной 4-6 метров занимает всего 24 часа.

Прочность композитного материала позволяет использовать плиты многократно, так как даже при интенсивной эксплуатации они сохраняют свои свойства, не деформируются, не ломаются и не появляются другие характерные дефекты. Благодаря особой конфигурации, модули могут формировать площадки и временные дороги разной геометрической формы и размеров. Когда они больше не нужны, плиты быстро демонтируют и транспортируют не другой объект или в место хранения. Если создание подъездных путей необходимо только один раз или крайне редко, выгодней брать КДМ в аренду.

С увеличением интенсивности эксплуатации дорожного покрытия и рабочих нагрузок, возникла необходимость разработки и применения более прочных, устойчивых и при этом экономически выгодных материалов. Традиционные варианты, используемые в дорожном строительстве, часто не могут обеспечивать необходимую функциональность, долговечность и безопасность, поэтому сфера инноваций быстро развивается, предлагая применение прочных композитных материалов с высоким сроком эксплуатации.

Инновационные технологии в дорожном строительстве

Модульные дорожные покрытия используются для обустройства соборно-разборных дорог временного пользования, переездов, обходов и подъездных путей. Изделия изготавливаются из полимерных материалов в виде плит с системой замковых устройств для крепления модулей. Это обуславливает быструю сборку и разборку, и возможность создания полотна разной геометрической конфигурации и размеров.

Поскольку композитные материалы в разы легче традиционных, модульные композитные дорожные маты могут устанавливаться на слабых грунтах и болотистой местности. Высокая прочность делает возможным перемещение большетоннажной строительной техники на гусеничном ходу.

Преимуществами полимерных дорожных плит являются:

Многократность быстрого демонтажа/монтажа без рисков потери качества и функциональности;
Универсальность конструкций и вариатив конфигурационных решений;
Надежность, долговечность и экономическая эффективность;
Возможность эксплуатации на слабых грунтах без обустройства основания при любой погоде при экстремально высоких или низких температурных показателей;
Экологическая безопасность и возможность вторичной переработки, отвечая природоохранным нормативным документам.

Композитные плиты для дорожного покрытия

Купить дорожные плиты рекомендуется во всех случаях, когда необходимо обеспечить быстроту сооружения нового полотна. В условиях неустойчивого грунта традиционно использовались бой кирпича или бетона, лежневые настилы, крупнофракционный щебень и прочее. Этот метод не только экономически и временно затратен, но и неблагоприятно сказывает на состояние экосистемы. Строительство с применением композитных мобильных плит позволяет минимизировать любые риски для природы, при этом обеспечить максимальную функциональность и эффективность эксплуатации.

Качество и свойство конкретных композитных плит зависит от технологии изготовления и комбинации компонентов, входящих в состав. Но всегда изделия прочны, долговечны и устойчивы к всевозможным действиям, независимо от факторов воздействия. Это обуславливает широкий спектр эксплуатации не только в дорожном строительстве, но и в добыче полезных ископаемых или сельском хозяйстве. Высокая износостойкость и модульная система позволяет проводить разборку, сборку и модификацию конфигурации в кратчайшие сроки без задействования сложной техники или предварительных подготовительных работ.

Словосочетание «композитные материалы», также как и «инновации» не сходит с газетных и журнальных полос. Что это такое? Каковы перспективы применения этих самых материалов в дорожном строительстве журналу «Автосила. Спецтехника Сибири» рассказал главный технолог ГП КрайДЭО Александр Хохлов.

В доступной формулировке композит, это искусственный материал из двух или более компонентов. Но чаще всего композитом считают материалы на основе смол или полимеров.

К сожалению, композитные материалы имеют ряд недостатков, которые сдерживают их распространение. Прежде всего, это высокая стоимость и низкая ремонтопригодность.

Области применения композитных материалов весьма разнообразны. Это спортивное и медицинское оборудование, машиностроение, авиация, космонавтика, военная техника и т.п. К слову сказать, дорожный асфальтобетон и строительный железобетон это тоже композиты, на сегодняшний день самые распространенные. И в перспективе именно строительство и дорожное строительство останутся наиболее емкими рынками потребления композитов.

Причинами отсутствия спроса на композитные материалы со стороны дорожной отрасли является также отсутствие нормативных документов, определяющих требования к свойствам, методам испытаний и методикам расчета. Нет механизма, позволяющего обойти органы Госэкспертизы и использовать в проектах материалы, в том числе и композитные, на которые еще не разработаны нормативные документы. Эту проблему обозначил наш президент на заседании Госсовета: «Внедрение инновационных решений пока упирается в бюрократические стены, что абсолютно не стимулирует проектировщиков и подрядчиков на использование новых, экономически целесообразных, долговечных материалов и строительных технологий».

Какие композитные материалы, при соответствующем экономическом обосновании, сегодня могут сегодня найти место в дорожной отрасли края. Перильные ограждения, лестницы, пролетные строения надземных пешеходных переходов. Для монтажа таких изделий, по отечественному опыту, требуется буквально несколько часов. Весьма привлекательной областью применения будут водопропускные трубы. На стенках труб из композитных материалов, в отличие от железобетонных и гофрированных, не откладывается грязь. Экономия при монтаже таких труб достигает 40%, а строк службы не менее 50 лет в самых суровых условиях эксплуатации. В США первые композитные водопропускные трубы уложили 70 лет назад – и те до сих пор служат!

Сейчас около 20% объема мирового производства композитов, а это свыше 2,5 млн тонн, используется в дорожном строительстве. В России этот показатель пока не впечатляет. Но после принятия на разных уровнях программ внедрения инновационных композиционных материалов в дорожной отрасли, ситуация в ближайшее время должна измениться.

4 декабря прошлого года в рамках «Транспортной недели – 2014» руководитель Росавтодора Роман Старовойт подписал комплексную программу внедрения композитных материалов в дорожную отрасль на 2015-2020 годы. Краевой отраслевой программой развития инновационной деятельности на период 2013-2020 гг. также предусмотрено внедрение композитных материалов. Так, например, запланировано применение эффективного прикромочного дренажа из пластиковой перфорированной трубы диаметром 110 мм в геосинтетической оболочке, что повысит долговечность дорожных одежд.

В части борьбы с образованием колеи на дорожных покрытиях у наших дорожников имеется положительный опыт повышения прочностных характеристик асфальтобетона путем введения в смесь синтетической фибры. Весьма перспективно использование композитных материалов при устройстве антивандальной ливневой канализации (решетки), водоотводные лотки и т.п. Хорошие результаты показала технология усиления балок пролетных строений углепластиковым полотном. Напомним, что повсеместно и в больших объемах применяемая на краевых дорогах, и уже не считаемая инновационным продуктом геосинтетика различных видов, также является композитным материалом.

Справка о компании: КрайДЭО это: 70 лет содержания дорожной инфраструктуры, 15 филиалов по Красноярскому краю, более 10 385 км автодорог, автопарк в 1 000 единиц дорожно-строительной техники.

Инфраструктурные проекты по СНГ просто обречены быть всеобъемлющими. Протяжённые расстояния, все присутствующие в живой природе климатические зоны — это лишние резоны заказать дорожное строительство в качестве услуги подрядчику. Процесс этот, говоря без пафоса, фундаментальный в прямом смысле. Многие инфраструктурные проекты заложены десятилетия назад — однако далеко не все из них получается воплотить хотя бы относительно оперативно.

Рассчитать полную смету на такое комплексное мероприятие нелегко. Однако современные компании по дорожному строительству подходят к делу ответственно и стараются учесть полностью аспекты подшефного участка. Перед работами непременно нужно уточнить следующие параметры:

провести базовые геодезические изыскания. Даже если участок был освоен ещё десятилетия назад, а речь идёт об обновлении — нужно перепроверить. Нормативы дорожного строительства прошлых лет попросту не применяемы относительно современных мер безопасности;
оценить экономическую целесообразность применения тех или иных материалов. Базовые параметры: климатические особенности, расчётная нагрузка, срок эксплуатации и наличие бюджетов для выполнения задуманного;
подбор кадров, техники, поставщиков материалов для произведения работ. В современных реалиях потребуется тендер для проведения всех стадий, начиная от геодезических работ, заканчивая отделкой по нормам дорожного движения и безопасности.

Всё это совокупно и формирует для дорожного строительства итоговую стоимость услуги. Этот параметр очень тщательно просчитывается и государственными, и частными дорожниками. Первым необходимо отчитываться за израсходованные средства, у вторых же очень важен момент окупаемости. Строительство любого объекта, дорожное в том числе — крайне конкурентная отрасль в любые времена, требующая экономически адекватных мер.

Причины заказать услугу оперативного дорожного строительства в ГК КСП

Всё просто — мы делаем комплексную услугу, причём достаточно дёшево и не срывая сроков. Предварительные геодезические работы, помощь с корпусом юридических документов — эти действия тоже на нас. Подрядчики обычно знают, насколько трудно провести свой проект в жизнь через перипетии бюрократии. У нас есть профильные работники, которые сделают требуемое быстро и без эксцессов.

Читайте также: