Виктор Ушаков: «Цементобетонные покрытия открывают большие возможности»

03.11.2021
Ассоциация бетонных дорог совместно с АО "Новосибирскавтодор", АО "Трансстроймеханизация", ДСТ №5 (Беларусь) и специалистами Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета провели анализ вариантов конструкций дорожных одежд, рассматриваемых при проектировании скоростной автомагистрали М-12. 

Оказалось, что строительство покрытия из цементобетона на 25–30% дешевле, чем из асфальтобетона, а срок его службы — не менее 30 лет. О деталях этого исследования, а также о перспективах применения цементобетонных покрытий в нашей стране мы побеседовали с президентом Ассоциации бетонных дорог, заведующим кафедрой «Строительство и эксплуатация дорог» МАДИ Виктором Ушаковым

— Виктор Васильевич, расскажите, пожалуйста, о деталях проведенного исследования. 

— По поручению президента России Владимира Путина до 2024 года трасса М-12 будет продлена далее от Казани до Екатеринбурга, что обеспечит безопасное скоростное движение автотранспорта через всю европейскую часть от Балтики до Урала. Решения о выборе типа покрытия для строительства трасс должны основываться, прежде всего, на экономических расчетах и приниматься с учетом наличия исходных дорожно-строительных материалов, состава и интенсивности движения, климатических условий. Мы с коллегами на примере трассы М-12 проанализировали все исходные данные, рассчитали конструкции дорожных одежд и пришли к выводу, что сметная стоимость строительства жесткой дорожной одежды из цементобетона составит 6454745 рублей на 1000 м², а из асфальтобетона с применением полимерно-битумного вяжущего гораздо дороже — 9392960 рублей. То есть цементобетонное покрытие на 31% дешевле. В результате при строительстве автомобильной дороги большой протяженности можно значительно снизить финансовую нагрузку. А служить жесткое покрытие будет значительно дольше без капитального ремонта. При этом есть и кому строить такие дороги в стране. В России имеется около 40 бетоноукладочных комплексов. Ранее уже была подтверждена и низкая стоимость эксплуатации цементобетонных дорог. Так, по данным Государственной компании «Автодор», расходы на содержание асфальтобетонных покрытий в среднем составляют 32 млн рублей на 10 тыс. м² в год, а цементобетонных — 22 млн. 


— Что препятствовало ранее широкому применению цементобетонных покрытий? 

— Последние 30 лет жесткие дорожные одежды практически не проектировали. В связи с этим в нашей стране, к сожалению, почти не осталось специалистов, которые могли бы взяться за их расчет. В результате до недавнего времени в стране отсутствовали современные методики расчета жестких дорожных одежд с применением цементобетона. Поэтому специалисты кафедры «Строительство и эксплуатация дорог» МАДИ в течение двух лет занимались вопросами правильного обоснования таких типовых конструкций. Мы обратились к зарубежному опыту, в первую очередь, Германии и США. Использовали и собственные разработки. Внедряли мировой теоретический опыт расчета конструкций дорожных одежд, который накапливался в эти годы. И сегодня у нас, как и во многих странах мира, появился альбом типовых конструкций жестких дорожных одежд, который позволит проектировать цементобетонные покрытия, рассчитанные на срок службы 30 и более лет. Теперь препятствия широкому распространению цементобетонных дорог отсутствуют. В России с 1 сентября введен свой ГОСТ Р 59628-2021 «Автомобильные дороги общего пользования. Проектирование жестких дорожных одежд. Типовые конструкции». Кроме того, как показал опыт Германии, США, Англии и многих других стран, наличие специальных альбомов типовых конструкций дорожных одежд позволяет проектировщикам выбирать те или другие их конструкции в зависимости от состава, интенсивности движения, климатических условий, то есть сосредоточиться на проектировании более эффективных конструкций. Подтверждением важности выполняемых работ по применению цементобетона в конструктивных слоях дорожных одежд являются установленные новые требования к межремонтным срокам службы их самих и покрытий, согласно Постановлению Правительства РФ № 658. Сроки службы увеличены с 12 до 24 лет. При этом неважно, о каких дорожных одеждах идет речь — жестких или нежестких. Мы видим, что при нынешней интенсивности движения нежесткая дорожная одежда на практике служит 7–8 лет, затем ее требуется капитально ремонтировать. Если говорить о цементобетонных покрытиях, то мы рассчитываем на срок службы не менее 30 лет. 


— То есть все это время можно не вспоминать о дорогах, а просто мчаться вперед? 

— Да, действительно, перспектива выглядит фантастической. Тем более что цементобетонные покрытия дорог открывают множество возможностей при планировании развития дорожной сети на перспективу. Скажем, жесткие дорожные одежды позволяют создавать участки, на которых электромобили смогут подзаряжаться во время движения. У асфальтобетона такой возможности нет. 

Пока этот проект для многих россиян звучит как не такая уж и востребованная опция. Однако в ряде стран уже всерьез переходят на электротранспорт. В Германии подсчитали, что у них к 2024 году будет примерно 10 млн электромобилей. Одновременно люди будут отказываться от дизельных и бензиновых двигателей. И возникнет проблема зарядки. 

Сейчас американцы и немцы разрабатывают технологии зарядки электромобилей в движении, и для этих целей применяются цементобетонные покрытия. Их жесткость позволяет внедрять соответствующие элементы. Уже имеются проекты. Мы пытаемся не отставать, нужно создавать экспериментальные участки дорог с цементобетонным покрытием, например на остановках общественного транспорта. Пока электробус ждет посадки пассажиров, идет его подзарядка. Точно так же, как сейчас есть полосы для общественного транспорта, могут появиться специальные полосы для подзарядки электромобилей. Проехал по ней 15 минут — и уже зарядился для поездки на 300 км. Основные производители автомобилей рассматривают все варианты. Но важно, что без цементобетона в этом вопросе не обойтись.

Придется строить двухслойное покрытие, как в физике — сердечник и обмотка. При движении сердечника по обмотке будет выделяться электрический ток, который будет подзаряжать соответствующие аккумуляторные батареи. 

— Значит, эпоха асфальтобетонных покрытий уходит? 

— Нет, конечно. Применение нового ГОСТа позволит сравнивать конструкции дорожных одежд и выбирать наиболее эффективные в данных условиях эксплуатации. Сегодня мы видим свою задачу в том, чтобы донести свою позицию до Главгосэкспертизы, Минтранса РФ, Минстроя РФ, Росавтодора, ГК «Автодор» и других органов исполнительной власти. Дорожникам пора переходить, как и во всем мире, на экономическое сравнение вариантов конструкций дорожных одежд с учетом их жизненного цикла. Оценивать последующие затраты на содержание и ремонт. 

Проделанная нами работа на примере расчета строительства автомагистрали М-12 «Москва — Казань — Екатеринбург» позволила продемонстрировать, что современная конструкция дорожных одежд с применением цементобетона в качестве покрытия становится дешевле на 25–30%. Конечно, на участке «Москва — Казань» широкого применения цементобетонного покрытия мы не увидим. Проект уже готов и, более того, активно воплощается в жизнь. Но при продлении дороги от Казани до Екатеринбурга и дальше покрытие может быть цементобетонным. Тем более что успешный опыт строительства дорог за Уралом имеется. Скажем, бетонная трасса «Омск — Новосибирск» эксплуатировалась более 30 лет. 

— По каким параметрам определялась эффективность покрытий перспективных дорог? 

— В первую очередь мы рассматривали те конструкции нежестких дорожных одежд, которые проектировщики использовали на дороге М-12 «Москва — Казань» и которые сейчас рассматриваются для участка «Казань — Екатеринбург». Там жесткие дорожные одежды пока не обсуждались. 

Мы еще раз рассмотрели, какие конструкции сейчас применяются, рассчитали их, проверили. Выяснилось, что они имеют значительные слои асфальтобетона — от 26 до 30 см. Нагрузки на дорожное покрытие планируются большие. Также учитывался тот факт, что стоимость битума возросла в три раза — до 33–35 тыс. рублей за тонну. Одновременно специалисты МАДИ рассчитали конструкции жестких дорожных одежд с применением цементобетона, где при аналогичной несущей способности дорожной одежды толщина цементобетонного покрытия составила 24 см. 

Оба варианта конструкции предложили сравнить различным независимым организациям — Новосибирскавтодору, Трансстроймеханизации, Моспроекту-3, Стройпроекту. Также попросили принять участие белорусских коллег из ДСТ №5, которые входят в Ассоциацию бетонных дорог. Участники исследования пришли к совместному выводу, что на сегодняшний день конструкции жестких дорожных одежд по капитальным затратам на 25–30% эффективнее нежестких. 

Кроме нас, сравнением эксплуатационных затрат занималась Государственная компания «Автодор». Специалисты Госкомпании проводили сравнительный анализ затрат в весенний период, выясняя, сколько необходимо тратить средств на ремонт и восстановление цементобетонного и асфальтобетонного покрытий. Результаты произвели фурор: содержание бетонных покрытий обходится дешевле на 30–35%. 

Впрочем, это известный факт. Те же немцы показывают, что содержание цементобетонных дорог в течение 12 лет обходится существенно дешевле асфальтобетонных. В это время с таких покрытий необходимо только пыль сдувать. 

Аналогичные данные мы получаем, наблюдая за эксплуатацией участка трассы М-4 «Дон». Специалисты МАДИ совместно с Ассоциацией бетонных дорог наблюдают за участком автодороги с 52 по 71 км. Правая грузовая полоса до сих пор остается в первозданном виде, Госкомпания за 12 лет не потратила ни копейки. Эти 19 км остаются в прекрасном состоянии. И только две скоростные полосы закрыты 35-миллиметровым щебеночно-мастичным асфальтобетонным слоем, уложенный по новой мембранной технологии. 4-летний период эксплуатации показал высокую эффективность ремонта цементобетонных покрытий. 

— На каких дорогах планируется использовать цементобетонное покрытие? 

— Недавно прошло заседание группы технического регулирования Ассоциации бетонных дорог. На нем присутствовали специалисты из разных регионов страны. Была выработана совместная позиция по строительству автомобильных дорог с применением цементобетона для различных категорий дорог. Что это означает? Сегодня в стране стремительно развивается опорная сеть дорог. Она должна быть приведена в нормативное состояние и соответствовать всем современным требованиям. Ее протяженность — 138 тыс. км, из них 61тыс. — это дороги федерального значения и 77 тыс. — регионального, которые находятся в неудовлетворительном состоянии. Примерно 17 тыс. км будут переведены из региональной в федеральную сеть. Для нас здесь открываются большие перспективы по применению цементобетона. На заседании мы приняли решение тщательно сравнить варианты конструкций дорожных одежд 1-й, 2-й, 3-й и 4-й категорий с разной интенсивностью движения и в различных дорожно-климатических зонах. Сопоставить капитальные затраты и попробовать, несмотря на отсутствие методики, сравнить конструкции с учетом их жизненного цикла. Надеюсь, мы в скором будущем сможем продемонстрировать, что даже на дорогах более низких категорий цементобетонные покрытия могут быть конкурентоспособны. 


Из года в год возрастают нагрузки на дороги. За 10 лет количество автомобилей увеличилось на 15 млн. Увеличивается грузоподъемность автотранспорта — так же, как и скорость движения. Не учитывать эти обстоятельства на стадии проектирования, строительства и эксплуатации дорог, конечно, нельзя. Для увеличения срока службы дорожных конструкций в первую очередь необходимо повышать их несущую способность. 

С этой целью должны быть повышены требования к земляному полотну. Следует проводить комплексные мероприятия по его осушению, гомогенизации, укреплению и стабилизации грунтов. Важно применять в рабочем слое земляного полотна качественные грунты, стараясь исключить из списка используемых пылеватые. Шире применять укрепленные основания, а также цементобетон в конструктивных слоях дорожных одежд. 

Без повышения несущей способности дорожных одежд мы из ситуации недоремонта никогда не выйдем. Асфальтобетонное покрытие приходится ремонтировать достаточно часто, и от этой практики никуда не уйти. Совсем другая перспектива возникает в случае применения цементобетонных покрытий и оснований. Они будут служить без ремонта дольше. Освободятся средства, которые обычно идут на поддержание дорог в рабочем состоянии. Их можно будет направлять на развитие дорожной сети в стране.


Подготовила Яна ЮРОВА

Источник: №96 "Дороги. Инновации в строительстве": http://www.techinform-press.ru/o-nas


Все статьи