Строительство и содержание цементобетонных дорог в рамках проектов ГЧП в Германии
Некоторые аспекты строительства и содержания цементобетоных дорог в рамках проектов государственно-частного партнёрства в Германии.
Являясь крупнейшей экономикой Европейского Союза и находясь в центре Европы, на пересечении основных континентальных транзитных путей, Германия особенно зависит от качества своей автомобильной сети и её пропускной способности. При всех изменениях и инновациях, происходящих в глобализированном мире, дороги являются и, в обозримом будущем, будут являться основным каркасом транспортной системы Германии. Однако нагрузка на немецкие дороги возрастает в прямом и переносном смысле слова — количество автомобилей и грузопоток непрерывно растут и как следствие этого увеличиваются затраты на эксплуатацию и содержание, а также возникает необходимость расширения автодорожной сети и в первую очередь скоростных автомагистралей. Основными мероприятиями при этом являются увеличение полос движения с 4-х до 6-ти либо 8-ми, а также усиление конструкций дорожных одежд в соответствии с существующими и ожидаемыми транспортными нагрузками.При всей необходимости в реконструкции и расширении сети скоростных автомагистралей в Германии существуют объективные сдерживающие факторы, не позволяющие быстро и качественно реализовывать новые проекты. В качестве основных сдерживающих факторов можно определить следующие:
-
Ограниченные финансовые возможности государственного бюджета.
-
Недостаток человеческих ресурсов у государственных структур для ведения и сопровождения дорожно-строительных проектов на этапе проектирования, конкурсного отбора и строительства.
-
Долгие сроки реализации проектов, обусловленные формальным соблюдением бюрократических процедур.
-
Разбивка возможных для реализации крупных линейных объектов длиной 50-60 км на отдельные мелкие проекты с максимальной длиной до 10-15 км, а также с дополнительным разделением работ на отдельные «пакеты», такие как проектирование, строительство дороги, строительство мостов и т.п.
Одним из инструментов позволяющим практически исключить вышеуказанные сдерживающие факторы при строительстве дорожной инфраструктуры, стал механизм государственно-частного партнёрства (ГЧП). За счёт взаимодействия между государством и частным бизнесом возникают значимые синергетические эффекты, позволяющие реализовывать необходимые государству и обществу проекты в более короткие сроки, с лучшим качеством и при этом без существенной нагрузки на государственный бюджет. Принцип ГЧП в дорожном строительстве заключается в передаче отдельных участков автодорожной сети в концессию частным подрядчикам на период как правило 30 лет. Тем самым государство передаёт часть своих полномочий частным структурам, но не окончательно, как например при приватизации, а только на период концессии.
Одним из основных вопросов при реализации концессионных проектов является финансирование. Концессионер финансирует за счёт собственных и привлечённых капиталов процесс проектирования, строительства, эксплуатации и содержания концессионного объекта. Роль и затраты государства (концедента) ограничиваются предоставлением земельных участков под строительство, созданием первичного проекта, проведением конкурса на выбор концессионера, предоставлением стартового финансирования и техническим контролем на этапе строительства.
В Германии используются в основном две модели ГЧП в дорожной отрасли. Так называемая А-модель (Ausbaumodell) и V-модель (Verfügbarkeitsmodell). При использовании первой модели концессионер получает в качестве вознаграждения определённую часть из оплаты проезда грузового транспорта на участке концессии. При этом система сбора оплат не находится в управлении концессионера, а продолжает находиться в руках государства. А-модель предполагает, что концессионер несёт финансовый риск при недостаточном трафике на своём участке, в связи с чем, в его собственном интересе, держать пропускную способность на своём участке на максимально высоком уровне и иметь перед началом концессии точный и реалистичный транспортный прогноз на следующие 30 лет.
Вторая модель ГЧП основана на системе выплаты вознаграждения концессионеру за эксплуатационную готовность участка автодороги на протяжении всего концессионого периода. При этом концессионер не несёт риски при недостаточном трафике, но подвергается штрафованию за любое ограничение движения на участке либо несоблюдение функциональных требований к автодороге (дефекты покрытия, недостаточный уровень содержания и т.д.).
Одним из самых больших преимуществ при работе по модели ГЧП является возможность передачи широкого спектра задач в одни руки — руки концессионера. Автоматически исчезают ненужные, неэффективные и часто дорогие технические проектные решения, которые так часто встречаются при традиционной схеме строительства. Концессионер закладывает в проект те технические решения, которые а) экономически целесообразны б) позволяют реализовать их на практике в самые сжатые сроки в) гарантируют качество и долговечность на протяжении как минимум 30 лет. Нельзя забывать, что после окончания срока концессии, концедент должен получить от концессионера участок автодороги в должном состоянии обратно, и соответствие состояния проверяется при возврате объекта на основании установленных функциональных требований к автодороге.
В качестве одного из примеров успешно реализуемых дорожных проектов ГЧП в Германии хотелось бы привести проект «Автобан А 8 на участке Ульм — Аугсбург» на юге Германии.
Автобан А8 является одной из основных транспортных магистралей европейского значения, в направлении запад-восток. Максимальный транспортный поток перед реконструкцией участка достигал 90000 автомобилей в сутки, с долей грузового транспорта более 15%. Старая, местами достигшая 60-ти летнего возраста, дорожная конструкция с 4-мя полосами движения была уже не в состоянии выдерживать выросший транспортный поток, в связи с чем, пробки и дорожно-транспортные происшествия становились всё более частой картиной на данном участке.
В 2009 году был объявлен конкурс по определению концессионера на один из самых проблемных участков автобана А8 длиной 57 км 8 на участке Ульм — Аугсбург. По окончании конкурса в апреле 2011 года было подписано концессионное соглашение между государственными структурами и компанией Pansuevia GmbH (дочерней компанией строительного концерна STRABAG SE).
Концессионное соглашение предусматривало практически новое строительство участка длиной 41 км, с расширением до 6 полос движение, а также дополнительную передачу в концессию участка длиной 16,5 км, на котором непосредственно перед передачей в концессию была проведена генеральная реконструкция.
Первоначальные проектные решения заказчика были практически полностью переработаны концессионером. В первую очередь изменения коснулись типа дорожного покрытия на 41 километровом участке с новым строительством автодороги. Концессионер, руководствуясь своим опытом и финансово-экономическими расчётами, заменил заложенное в первичном проекте асфальтобетонное покрытие на цементобетонное. При этом, сделав дополнительный статические расчёты по методике Вестергаарда-Айземанна, было принято решение увеличить толщину цементобетонного покрытия на 2 см по сравнению со стандартной толщиной покрытия согласно норматива-каталога типовых конструкций дорожных одежд RStO с 27 см до 29 см.
К преимуществами цементобетонных покрытий можно причислить следующее:
- Высокая несущая способность с существенным запасом прочности,
- Стабильность формы и отсутствие деформаций (также при воздействии высоких и низких температур),
- Хороший коэффициент сцепления,
- Светлая поверхность, облегчающая ориентацию в темноте,
- Экологически благоприятный вид строительства в связи с длительным сроком эксплуатации и возможностью повторного использования рециклированных материалов (бетона,
- Экономия топлива при движение автотранспорта из-за меньшего коэффициента трения качения при контакте колес с покрытием,
- Длительный срок эксплуатации без необходимости существенных ремонтных работ.
При этом очевидно, что для концессионера и привлечённых инвесторов (банков) наиболее важен последний фактор. Ведь, он означает существенное снижение финансовых рисков всего проекта. Отпадает необходимость ремонта / замены верхнего слоя покрытия через каждые 7-8 лет, необходимые при асфальтобетонном покрытии.
Необходимость ремонта асфальтобетонного покрытия означает для концессионера:
- Дополнительные финансовые затраты на сами ремонтные работы
- Затраты на выплату штрафных платежей при ограничении движения (также при А-моделе)
- Снижение трафика во время ремонта и соответственно снижение суммы оплат / вознаграждения концессионера
- И один из самых трудно-прогнозируемых ценовых рисков — увеличение стоимости битума в будущем
Все эти риски исчезают из финансово-экономической модели проекта при использовании цементобетона. Конечно же нельзя утверждать, что строительство цементобетонных покрытий не несёт никаких рисков. Конечно же нет, но если качественно и со знанием и соблюдением технологии выполнить строительство цементобетонных покрытий, то основные работы по ремонту покрытия сводятся только к замене герметика швов, приблизительно каждые 10 лет, что выполняется без особых ограничений движений в ночные смены и мелким ремонтам сколов и локальным дефектам на бетонных плитах на протяжении 30-летнего срока концессии.
Для проектирования и строительства нового участка длиной 41 км концессионер имел в своём распоряжении чуть более 4 лет. Основные строительные работы включали в себя разборку старой автодороги, строительство новой дороги с улучшенной трассировкой и с шириной проезжей части 14,5 метров, а также разборку старых и строительство новых мостовых сооружении в количестве 77 штук. Также по условиям контракта концессионер должен был построить 3 придорожные парковочные площадки для грузового транспорта и одну зону придорожного сервиса, которые также были устроены с цементобетонным покрытием.
Основным требованием при строительстве нового участка являлась необходимость обеспечения существующего движения по четырём полосам и ограничение длины отдельных строительных участков не более чем 8,2 км.
Устройство цементобетонного покрытия на новом участке автобана А8
Для завершения строительного объекта в установленные сроки, многие виды работ выполнялись круглосуточно, например работы по устройству цементобетонного покрытия. Без детальной подготовки и тщательно отработанной логистики невозможно вести работы, при которых ежесуточно производится, доставляется на объект и укладывается более 4000 кубических метров дорожного бетона.
Бетоноукладочные работы в ночное время суток
Особое значение уделялось выбору инертных заполнителей и подбору бетонной смеси. Например для испытаний на стойкость бетона к щёлочно-силикатной реакции (ASR) были предварительно выбраны 5 цементов различных производителей в комбинации с инертными материалами из 14 каменных карьеров, что в конечном счёте привело к 35 различным составам бетонной смеси, которые были испытаны на стойкость к реакции АSR. По итогам проведённых испытаний было принято решение о применении порфиритового щебня в верхнем слое бетона, производимого на карьере в 400 км от объекта строительства. Плечо доставки инертных материалов в 400 км весьма существенно и нетипично для дорожной отрасли Германии и при условии строительства однослойного цементобетонного покрытия финансовые затраты на доставку данного щебня, в объёме на всю толщину ц/б покрытия весьма негативно сказались бы на экономике проекта.
Однако в Германии ещё с 30-х годов прошлого века практикуется строительство двухслойных цементобетонных покрытий, при котором для нижнего слоя бетона используется щебень более низкой марки либо даже галька или гравий. В связи с чем, для нижнего слоя бетона использовались местные материалы из карьеров находящихся на удалении всего лишь 20 км от места расположения бетоносмесительной установки, что позволило существенно сократить затраты при устройстве цементобетонного покрытия
Керн, взятый в районе раскрывшегося (то есть со сквозной трещиной делящей покрытие на отдельные плиты) шва сжатия, показывающий различие заполнителей в верхнем и нижнем слое бетона.
Основным преимуществом 2-слойной технологии является возможность создания тонкого (5-6 см) верхнего слоя покрытия с особыми техническими характеристиками.
Устройство такого слоя с повышенными требованиями как к бетону, так и заполнителям позволяет придать поверхности покрытия улучшенные технические характеристики и при этом существенно уменьшить затраты на устройство ц/б покрытия в целом, за счёт использования более дешёвых и во многих регионах доступных материалов для создания нижнего слоя бетона.
Самым распространённым вариантом устройства верхнего слоя бетона при использовании 2-слойной технологии является создание бетона с обнаженным заполнителем или пользуясь немецкой терминологией Waschbeton (вашбетон).
Технология Waschbeton — бетон с обнажённым заполнителем имеет два преимущества:
1. Снижение уровня шума. За счёт образования оптимальной, с точки зрения шумо-понижения, поверхности цементобетонного покрытия с обнажённым заполнителем возникает значительно меньше шума при контакте колеса автомобиля с автодорогой. Уровень шума на покрытиях из цементобетона с обнажённым заполнителем в сравнении со стандартными асфальтобетонными покрытиями меньше на 2 dB(A).
2. Долгосрочно-хороший коэффициент сцепления поверхности следствии оптимальной шероховатости покрытия. В отличии от других форм текстурирования ц/б покрытий, создающих шероховатость практически только в поверхностном слое цементно-песчаного камня, при применении технологии Waschbeton шероховатость создаётся за счёт обнажения щебня, имеющего значительно лучшую сопротивляемость к истиранию и полированию.
Поверхность цементобетонного покрытия с обнажённым заполнителем (waschbeton)
В связи с тем, что любые ремонтные работы означают для концессионера штрафные выплаты за ограничение движения и финансовые потери из-за снижения трафика на участка, необходим объективный и своевременный мониторинг состояния автодороги. Возможные дефекты всегда проще и дешевле исправлять на начальной стадии их возникновения. Концессионер контролирует с помощью мобильных дорожных лабораторий состояние дорожного покрытия каждые четыре года, состояние маркировки раз в два года и состояние водоотводной системы и стабильность откосов проверяется ежегодно.
С начала эксплуатации участка в 2015 году на цементнобетоном покрытии не было замечено никаких дефектов требующих ремонта. Единственным и к счастью редким исключением являются места пожаров автомобилей, вызванных в основном дорожно-транспортными происшествиями. Вследствие высоких температур горения топлива возникают локальные повреждения поверхности цементобетонного покрытия, которые как правило ограничиваются площадью одной-двух плит. Весьма практичной зарекомендовала себя замена таких повреждённых плит на заранее изготовленные и выполненные строго по индивидуальным размерам сборные плиты. Работа, по удалению старых плит и устройству новых, выполняется как правило ночью, в короткие временные окна. Сразу же после замены плит, на них может быть запущено движение. Также возможно удаление дефектных плит и устройство новых плит на месте, с помощью быстротвердеющего бетона с набором необходимой прочности в течении 2 часов.
Замена бетонной плиты покрытия
Так как любые затраты, возникающие в связи с дорожно-транспортными происшествиями покрываются за счёт обязательного страхового обеспечения автомобильного транспорта, концессионер не несёт практически никаких затрат при выполнении вышеуказанных ремонтных работ.
На двух отрезках концессионого участка автобана А8 можно хорошо наблюдать и сравнивать характеристики двух типов дорожного покрытия в разрезе долгосрочного контракта жизненного цикла. На участке длиной 17,5 км с асфальтобетонным покрытием после 4 лет эксплуатации уже видны первые лёгкие дефекты покрытия и замена верхнего слоя покрытия будет выполнятся ориентировочно через 3 года, то есть после 7 лет эксплуатации. На участке с цементобетонным покрытием длиной 41 км, первые запланированные ремонтные работы по замене герметика швов намечены на 2025 год. То есть ремонтные затраты на содержание цементобетонных покрытий равны практически нулю в первые десять лет.
В остальных вопросах содержания обоих типов покрытия, как например нанесение маркировки, уборка снега, нанесения противогололёдных средств и.т.д., существенной разницы между двумя типами покрытий не наблюдается, что конечно же упрощает деятельность концессионера на данном объекте.
Зимнее содержание на автобане А8
По итогам реализации первых двух этапов дорожно-строительных проектов ГЧП в Германии с суммарным объёмом инвестиций более 5 млрд. евро, в 2015 году правительством было принято решение о запуске третьего этапа государственно-частного партнёрства под названием «ГЧП-новое поколение» с суммарными инвестициями 15 млрд. евро в реконструкцию и строительство около 670 км скоростных автомагистралей. В проектах «нового поколения» ожидается активное участие новых финансовых институтов в качестве инвесторов. Наряду с классическими инвесторами — банками, в новые проекты ГЧП будут инвестировать страховые компании, пенсионные и инвестиционные фонды.
По большей части, как и на первых двух этапах, это будут инвестиции в так называемое «белое золото», как в переносном смысле в Германии часто называют бетон. Ведь абсолютное большинство дорожных проектов ГЧП в ФРГ выполняется с цементобетонным покрытием, и их привлекательность для частных инвесторов постоянно растёт.
Не стоит забывать, что бетон является практически единственным строительным материалом, который со временем набирает прочность, а не теряет её. И наверное это роднит его в своей долговечности с золотом.
Алекс Эккерт,
дипломированный инженер,
компания STRABAG Grossprojekte GmbH, Мюнхен, Германия