ОТРАСЛЕВАЯ НАУКА
Последние годы дорожная отрасль демонстрирует впечатляющие результаты в части модернизации существующей транспортной инфраструктуры и строительства новых автодорог, в том числе высшей категории.
Чтобы обеспечить не только их количественные, но и качественные показатели, параллельно идет научная работа, цель которой – создание актуальной отраслевой нормативно–технической документации. Так, в настоящее время продолжается серия уникальных для современной России научных исследований, направленных на пересмотр методики расчета нежестких дорожных одежд для проектирования автодорог с учетом реального воздействия на дорогу современного автомобильного транспорта и природно–климатических факторов, пояснили «ТР» в пресс–службе Росавтодора. Подобные исследования выполнялись довольно давно, более 40 лет назад. Они учитывали имевшуюся тогда техническую базу и значительно меньшие показатели транспортных нагрузок. Эта работа выполняется силами подведомственного Росавтодору ФАУ «РОСДОРНИИ» и АНО «Научно–исследовательский институт транспортно–строительного комплекса». Результаты регулярных отраслевых научных исследований активно интегрируются в работу подведомственных Росавтодору федеральных казенных учреждений (ФКУ) по всей России.
Основная цель этой масштабной работы – мониторинг напряженно–деформированного состояния и водно–теплового режима нежестких дорожных одежд в различных дорожно–климатических зонах с учетом фактической транспортной нагрузки. Для этого в различных конструктивных слоях автодорог устраиваются станции мониторинга состояния дорожных одежд, на которых выполняют монтаж специальных датчиков. Они регистрируют, в частности, напряжение, деформацию, показатели температуры и влажности грунта. Последующий системный мониторинг данных параметров, выполняемый в различные сезоны года, позволяет оценить их влияние на состояние автодороги.
В настоящее время идет накопление данных со станций мониторинга. Наблюдения планируется выполнять максимально долго, вплоть до проведения ремонта дороги или выхода из строя мониторинговых систем. Полученные данные анализируют, а также сопоставляют с результатами математического моделирования. Эти данные в дальнейшем будут учтены при принятии проектных решений и обновлении нормативно–технической базы.
«Специалистами Росавтодора организован беспрецендентный по объему комплекс работ, связанный с полевыми испытаниями дорожных конструкций, –
прокомментировал президент ассоциации «Р.О.С.АСФАЛЬТ» Николай Быстров. – Эта работа дала огромную пищу не только для размышлений, но и для практических действий. К примеру, традиционно считалось, что самая низкая несущая способность дорожной конструкции приходится на весенний период. Однако в результате исследований на современных конструкциях установлено, что она наступает летом. Это вообще меняет все подходы».
На основании этих полевых и лабораторных работ был разработан важнейший нормативно–технический документ отрасли ГОСТ Р 71404–2024 «Дороги автомобильные общего пользования. Нежесткие дорожные одежды. Правила проектирования». Он был утвержден приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 05.08.2024
№ 1022–ст. Этот стандарт разработан в инициативном порядке Научно–исследовательским институтом транспортно–строительного комплекса с участием специалистов ООО «НТЦ «Геотехнология» и Донского государственного технического университета в развитие уже завершившего действие ПНСТ 542–2021 «Дороги автомобильные общего пользования. Нежесткие дорожные одежды. Правила проектирования» и с учетом ряда полученных данных со станций мониторинга.
Переработанный стандарт содержит ряд нововведений, в том числе изменения в расчете на прочность по критерию сопротивления слоев из асфальтобетона усталостному растяжению при изгибе; дополнения и расчетные обоснования предпочтения устройства слоев оснований из укрепленных материалов на дорогах с капитальным типом покрытий; доработку рекомендаций по расчету параметров напряженно–деформированного состояния многослойных конструкций при воздействии колесных нагрузок без приведения к двухслойным и трехслойным моделям; разработку требований к проектированию элементов дорожных одежд, не относящихся к проезжей части, в том числе на обочинах, разделительных полосах, переходно–скоростных полосах, остановках, пересечениях в одном уровне, на подходах к пересечениям с железнодорожными путями, стоянках, площадках отдыха, на местных проездах вдоль основной дороги, съездах с развязок, тротуарах, пешеходных улицах, площадях и велодорожках.
«Эти нововведения позволили повысить точность расчета, обосновать в проектных решениях применение укрепленных материалов в основании как альтернативу традиционным зернистым материалам. Кроме того, появилась возможность вычислять параметры напряженно–деформированного состояния с учетом современных программных комплексов без применения упрощенных моделей в научных и практических целях для набора статистики и перспективы актуализации методики проектирования», – подчеркнули в Росавтодоре.
Помимо прочего, ГОСТ Р 71404–2024 предусматривает применение расширенной номенклатуры дорожно–строительных материалов. К ним относятся песчано–гравийные и щебеночно–гравийно–песчаные смеси, обработанные вяжущим, грунты, укрепленные вяжущим, а также органоминеральные холодные смеси с использованием вторичного асфальтобетона, для которых в стандарте приведены необходимые расчетные характеристики.
В то же время существует целый ряд направлений, исследования по которым позволят повысить качество проектных решений и обеспечить соблюдение межремонтных сроков с учетом постоянного роста грузонапряженности на автомобильных дорогах. К таким направлениям можно отнести:
– продолжение исследований, направленных на мониторинг состояния дорожных одежд, и их учет при актуализации стандарта на проектирование автодорог;
– переход на новые прогрессивные методики расчета параметров напряжений и деформаций в дорожных конструкциях;
– актуализацию расчетных критериев, применяемых длительное время, с учетом современных методов мониторинга и диагностики транспортно–эксплуатационного состояния;
– развитие станций мониторинга в зоне распространения многолетней мерзлоты и разработку соответствующего документа по проектированию в первой дорожно–климатической зоне.
Кроме того, ФАУ «РОСДОРНИИ» продолжает работу по внедрению и развитию в стране ускоренных методов испытаний дорожных конструкций. Это необходимо для возможности полного исследования работы всей дорожной конструкции. Важная задача исследователей – выявить наиболее экономичные и долговечные конструкции, а также материалы дорожных одежд. Исследование позволяет решить эту задачу за сокращенный период времени по сравнению с реальными сроками эксплуатации.
В рамках заседания Научно–технического совета Росавтодора утверждена программа проведения испытаний с использованием симулятора колесной нагрузки «ЦИКЛОС» на 2024–2026 годы. В настоящее время идет реализация первого этапа на специально созданном инфраструктурном объекте (дорожно–испытательный полигон «ЦИКЛОС») в городе Голицыно Московской области. Полигон оснащен современным оборудованием, позволяющим задавать параметры и условия проведения испытаний дорожных одежд, что значительно улучшает качество и точность получаемых научных данных.
Напомним, что симулятор колесной нагрузки «ЦИКЛОС» –
это установка, позволяющая прикладывать динамические нагрузки на поверхность испытуемого участка и получать непрерывный процесс контролируемых разрушений дорожной одежды, а также исследовать причины, по которым они происходят. Агрегат способен выполнить до 50 тыс. приложений нагрузки в сутки, а в его составе находятся четыре полноразмерных грузовых колеса, величина нагрузки которых составляет до 13 тонн на ось.
Первый опыт внедрения СКН «ЦИКЛОС» реализован на экспериментальном участке вблизи основного хода дороги М–12 «Восток» в районе города Мурома. По итогам проведенных испытаний были получены сравнительные данные двух конструкций дорожных одежд с различными материалами, примененными в слоях основания.
Проводимые научно–исследовательские работы будут способствовать созданию качественно новой дорожной инфраструктуры, соответствующей всем нормативным требованиям и ожиданиям пользователей, подчеркнули в Росавтодоре.
