АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ И УСКОРЕНИЯ ТЕМПОВ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА В РОССИИ

 

Веселов А.В., Камышина Н.А., Берёзкина Ю.В. (ГОУ ВПО «МГТУ», г. Магнитогорск, РФ)

 

In this article there is an analysis of the correspondence of different types of road surfaces to the requirements that should be met in order to increase the road building in our country.

 

Согласно положениям Транспортной стратегии Российской Федерации развитие дорожной сети должно соответствовать темпам социально-экономического развития и обеспечивать потребности в перевозках. В реальности в настоящее время в России наблюдается кризисное состояние дорожных сетей. Темпы и объемы строительства новых автомобильных дорог, а также реконструкции и ремонта существующих недостаточны для обеспечения постоянно растущих потребностей экономики и населения страны. Опережающий рост автомобилизации и возрастание нагрузок от автотранспорта предопределили сокращение нормативной долговечности российских дорог и преждевременное их разрушение. Ежегодно увеличивающаяся потребность в ремонтах и реконструкции существующих автодорог отвлекает силы и средства дорожников от строительства новых дорог, делая проблематичной перспективу соответствия развития отечественной дорожной сети темпам развития экономики страны.

Очевидно, что для нахождения выхода из сложившейся ситуации и выявления резервов, обеспечивающих ускорение темпов дорожного строительства, необходимо проведение критического анализа существующих конструктивных решений автомобильных дорог, а также технологий и материалов, применяемых в дорожном строительстве.

Необходимой предпосылкой резкого увеличения темпов строительства автомобильных дорог является одновременное выполнение следующих условий:

1. Решение проблемы сезонности дорожного строительства.

2. Увеличение сроков службы дорог и повышение их качества.

3. Использование для дорожного строительства повсеместно доступных, не подверженных влиянию природно-климатических факторов материалов и конструкций, а также распространенных строительных технологий.

В какой мере традиционные конструктивные решения и технологии строительства автомобильных дорог позволяют обеспечить выполнение данных условий? Для ответа на этот вопрос был проведен анализ вариантов строительства дорог с асфальтобетонными и цементобетонными монолитными покрытиями, а также дорожных эстакад, возводимых из сборных железобетонных конструкций.

Автомобильные дороги с асфальтобетонными покрытиями. К 2008 году протяженность дорог с данным типом покрытий составляла 90% от общей протяженности российских дорог. Наряду со многими достоинствами, асфальтобетонные покрытия имеют недостатки, основным из которых является способность этих покрытий изменять свои свойства при изменении температуры воздуха, что в конечном итоге негативно сказывается на их долговечности. Переход от пластичного состояния при положительных к хрупкому при отрицательных температурах является причиной возникновения в асфальтобетонном покрытии температурных трещин и последующего интенсивного разрушения дорожной одежды. Причинами появления трещин также может быть различие в коэффициентах линейного расширения материалов дорожных оснований и асфальтобетонных покрытий в жестких дорожных одеждах и накопление пластических деформаций в нежестких дорожных одеждах. Сокращению нормативных сроков службы дорожных одежд с асфальтобетонными покрытиями значительно способствуют отклонения в большую сторону интенсивности движения автотранспорта в процессе эксплуатации дороги от значений, принятых при проектировании.

Основным компонентом, определяющим стоимость асфальтобетонной смеси, является нефтяной дорожный битум. В связи с тем, что известные нефтяные запасы постепенно истощаются, а новых крупных месторождений нефти за последние 20 лет в мире не было открыто, образовался мировой дефицит нефти в размере 4 млн. баррелей в день. Это привело к беспрецедентному росту  цен на нефть, а, следовательно, и на нефтепродукты, к числу которых относится дорожный битум. Посчитано, что уже к середине 30-х годов нынешнего столетия традиционные продукты нефтепереработки станут безумно дорогими, а к 2050 году полностью исчезнут. Следовательно, использование для устройства дорожных покрытий строительных материалов на основе битумных вяжущих неперспективно и в ближайшем будущем  необходимо найти им конкурентоспособную альтернативу.

В соответствии с нормами СНиП 3.06.03-85 укладку дорожных покрытий из горячих и холодных асфальтобетонных смесей следует производить в сухую погоду весной и летом при температуре окружающего воздуха не ниже 5°С, а осенью – не ниже 10°С; теплых смесей – при температуре не ниже минус 10°С. Это условие определяет сезонность дорожного строительства, поскольку исключает возможность проведения дорожных работ в холодный период года.

На основании выше изложенного можно констатировать, что:

- использование асфальтобетонных дорожных покрытий не позволит резко увеличить темпы дорожного строительства, так как их применение не решает проблемы сезонности;

- на большинстве российских автомобильных дорог долговечность дорожных одежд с асфальтобетонными покрытиями ниже нормативной и имеет тенденцию к сокращению при увеличении интенсивности движения автотранспорта;

- стоимость нефтяных  дорожных битумов и дорожно-строительных материалов на их основе постоянно увеличивается, что негативно сказывается на их конкурентоспособности.

Автомобильные дороги с цементобетонными монолитными покрытиями.  Этот вид дорожных покрытий многими специалистами в настоящее время рассматривается в качестве реальной альтернативы асфальтобетонным покрытиям. Сопоставимые по стоимости с асфальтобетонными, цементобетонные покрытия обладают большей долговечностью, не изменяют своих свойств под влиянием природных факторов и в качестве вяжущего в их составе используется цемент. В отличие от нефтяного битума сырьевая база цементной промышленности распространена повсеместно и запасов сырья, по имеющимся прогнозам, хватит на многие тысячелетия.

Вместе с тем, что, удовлетворяя предъявляемые условия по долговечности цементобетонных покрытий и требованиям к качеству и стоимости материалов для их изготовления, условие решения проблемы сезонности дорожного строительства при устройстве дорожных одежд с этим видом покрытий остается не выполнимым. Технология возведения монолитных цементобетонных покрытий предусматривает производство работ только в теплое время года, поскольку для обеспечения набора прочности бетона необходимо положительная температура воздуха. Использование противоморозных добавок для набора прочности бетона при отрицательных температурах лишь частично решает проблему, так как температурный диапазон их действия ограничен. Применение зимних методов бетонирования (электропрогрев, метод «термоса», инфракрасный прогрев и др.) для дорожного строительства неэффективно, поскольку приведет к многократному увеличению строительных затрат. 

Дорожные эстакадные сооружения. Они представляют собой многопролетные (более 5-6 пролетов) мостовые сооружения или их части, возводимые взамен насыпей земляного полотна. Наиболее распространенные пролеты эстакад колеблются в пределах от 15-20  до 50-60 м. Изготовление дорожных эстакад может осуществляться из сборных железобетонных конструкций, изготовляемых в заводских условиях и не подверженных влиянию природно-климатических факторов. Нормативная долговечность этих сооружений принимается равной 50 годам эксплуатации, а их  строительство может выполняться круглогодично. Следовательно, по этим показателям они вполне соответствуют предъявляемым критериям, необходимым для обеспечения темпов роста дорожного строительства.

Стоимость строительства эстакад напрямую зависит от длины пролетных строений, увеличение которой влечет за собой увеличение высоты конструкций и, следовательно, количества бетона и арматуры. Кроме того, увеличение длины пролетных строений способствует возрастанию трудоемкости их изготовления, транспортирования и монтажа. С увеличением пролетов эстакадных сооружений возрастает нагрузка на опоры и фундаменты, что, в конечно итоге также способствует росту их стоимости и всего сооружения в целом.

Технологическая составляющая изготовления, доставки и монтажа конструктивных элементов эстакадных сооружений также усложняется с увеличением длины пролетов. Транспортирование тяжелых длинномерных конструкций к месту их установки возможно осуществить только с использованием специальных транспортных средств. Для монтажа таких конструкций, вес которых может достигать нескольких десятков тонн, также потребуется специальное крановое оборудование повышенной грузоподъемности. Далеко не каждая дорожно-строительная организация располагает возможностями, необходимыми для возведения большепролетных эстакад, что отрицательно сказывается на их строительстве.     

Таким образом, соответствуя двум из трех обязательных условий, выполнение которых могло бы обеспечить увеличение темпов дорожного строительства в нашей стране, эстакады не отвечают экономическим и технологическим требованиям. Стоимость возведения эстакад на равнинной местности, как правило, многократно превышает стоимость автомобильных дорог традиционного исполнения.   

Результаты проведенного обзора показывают, что широко применяемы в настоящее время дорожно-строительные материалы и технологии строительства, не обеспечивая тем или иным образом комплексного выполнения перечисленных ранее необходимых условий, не позволяют кардинально решить все более усугубляющуюся проблему нехватки отечественных автомобильных дорог. Механическое увеличение числа дорожно-строительных организаций лишь на некоторое время создаст иллюзию решения проблемы, а затем динамично возрастающая автомобилизация все вернет к исходному состоянию, но на более высоком уровне.

По мнению авторов статьи, выходом из создавшейся ситуации могло бы стать критическое переосмысление проектировщиками и строителями конструктивных решений автомобильных дорог традиционного исполнения. Используя в качестве основы проектирования и строительства дорог анализ соответствия каждого конструктивного дорожного элемента своему функциональному назначению, отказавшись от применения в дорожном строительстве материалов, изменяющих свои свойства под действием природно-климатических факторов, можно было бы постепенно осуществить переход к конструкциям дорог, выполняемым из сборных железобетонных элементов заводского изготовления, например, автомобильным дорогам эстакадного типа [1].

Это дало бы возможность унифицировать конструктивные решения автомобильных дорог различных категорий, значительно повысить долговечность дорог и упростить технологический процесс их выполнения. Перенос операций по изготовлению конструктивных элементов дорог из построечных в заводские условия позволил бы улучшить качество и ускорить темпы их производства, а также ликвидировать сезонность в дорожном строительстве, сведя многочисленные технологические процессы к круглогодичному процессу монтажа сборных железобетонных дорожных конструкций. В конечном итоге, совокупность перечисленных мероприятий обеспечила бы значительное повышение темпов строительства российских дорог и экономического развития нашей страны.     

 

Литература

1. Веселов А.В., Камышина Н.А., Молдаванова Е.А.. Автомобильные дороги эстакадного типа, как возможное перспективное направление в дорожном строительстве. Проблемы проектирования строительства и эксплуатации автомобильных дорог. Охрана окружающей среды: Материалы 3-й Всероссийской науч.техн.конфер.молодых ученых, аспирантов и студентов 21-22 апреля 2005 г. - Пермь: ПГТУ, 2005. – С. 201-205.