Асфальт-Мастер Асфальтирование в Киеве. Строительство дорог
АСФАЛЬТ-МАСТЕР
тел.: 0(97) 290-09-55
Асфальтирование Киев строительство дорог

Главная
Объекты
Фотографии
Техника
Прайс-лист
Статьи
Потребности
Контакты
Другие услуги
Автокран по Киеву и Киевской области
Автокраны
Земляные работы Киев и Киевская области
Земляные работы
Песок, щебень Киев. Услуги Самосвалов по Киеву и Киевской области
Самосвалы
Услуги земснаряда по Киеву и Киевской области
Земснаряд
 

Проблеми впровадження нових технологій та матеріалів при будівництві, ремонті та утриманні автомобільних доріг

В. К. Вирожемський,
перший заступник директора з наукової роботи,
О. В. Кушнір, зав. відділу асфальтобетонів,
В. М. Катукова, В. Г. Піучевська, відділ асфальтобетонів
(ДерждорНДІ ім.. М. П. Шульгіна)

Основною метою застосування нових технологій і матеріалів у галузі автомобільних доріг є збільшення довговічності дорожніх конструкцій в умовах постійного зростання транспортного навантаження, підвищення ефективності будівельних і ремонтних робіт, забезпечення якісного експлуатаційного утримання

Одним із важливих чинників ефективного впровадження нових матеріалів і технологій є моніторинг ділянок автомобільних доріг, що включає в себе обстеження ділянок, починаючи з вихідного стану під час будівництва; систематичні або періодичні спостереження; вимірювання показників транспортно-експлуатаційного стану доріг; забезпечення зберігання одержаних даних та визначення ефективності впровадження нових технологій та матеріалів.

З метою забезпечення єдиної політики впровадження нових матеріалів і технологій у дорожньому господарстві України та ефективності їх застосування Укравтодором виданий Наказ №208 Про введення у дію «Порядку застосування у дорожньому господарстві нових матеріалів і технологій», який регламентує схему їх впровадження (рис. 1). Вона у свою чергу показує тісний зв’язок між науково-технічним супроводом, моніторингом і подальшим широким застосуванням нових матеріалів і технологій.

Науково-технічний супровід влаштування ділянок та проведення їх моніторингу – це надійна система організації дорожніх робіт, при якій у процесі реалізації проекту разом із Замовником і Підрядником бере участь третя сторона – Консультант – організація, що здійснює інженерний супровід проектування та будівництва (реконструкції) об'єкту, у ролі якого виступає ДерждорНДІ.

Згідно з ДБН В.1.2-5:2007 науково-технічний супровід будівництва передбачає надавання інформаційної допомоги, виконання перевірочних та дублюючих розрахунків, розробки та проведення апробації конструктивних та/або технологічних рішень, обстеження, моніторинг та діагностику об’єктів, здійснення контролю якості матеріалів, виробів та конструкцій, розробку рекомендацій щодо усунення негативних процесів на різних етапах проектування, будівництва, реконструкції та ремонту доріг.

Схема впровадження нових матеріалів та технологій в Укравтодорі

При виконанні робіт із капітального ремонту або реконструкції виникає потреба в розробці рекомендацій, перевірці або зміні проектних рішень, забезпеченні неухильного дотримання нормативних та рекомендованих вимог.  Часто такі рекомендації дають безпосередньо фірми, які поставляють на ринок України нові матеріали, але в силу власної зацікавленості вони не завжди об’єктивно висвітлюють питання. Цими проблемами повинна займатися базова науково-дослідна установа Укравтодору, але сьогодні не вирішене питання фінансування таких робіт. Підрядники не зацікавлені в проведенні науково-технічних супроводів: по-перше, їм не потрібний додатковий контролюючий орган, який ускладнить можливість заощадити на матеріалах тощо; по-друге – це додаткові витрати. Роботи з науково-технічного супроводу оплачує Замовник, або частково – Замовник, а частково – Підрядник. Як наслідок, маємо ситуацію, коли Замовник вимагає якості робіт та довговічності дорожніх конструкцій «за будь-якої ціни», а Підрядник у цьому не зацікавлений, бо несе додаткові витрати.

Яскравим прикладом недостатньої узгодженості при виконанні науково-технічного супроводу є реконструкція автомобільної дороги Кіпті – Глухів – Бачівськ. Для його успішного здійснення повинно було б стати спільне із Замовником вирішення та таких питань:

  • розгляд та аналіз проектно-кошторисної документації і за необхідності підготовка пропозицій щодо її коригування;
  • оцінка стану виробничо-технічної бази Підрядника, наявність устаткування, машин і механізмів, аналіз лабораторної служби, у т. ч. оснащеність засобами вимірювання, випробувальним і допоміжним устаткуванням, наявність і кваліфікація складу, забезпеченість нормативно-технічною літературою, і в результаті оцінка можливостей Підрядника здійснювати власний лабораторний контроль якості матеріалів і дорожньо-будівельних робіт;
  • розгляд проекту та графіків виробництва робіт, техніко-економічне обґрунтування застосування тих чи інших нових матеріалів та технологій тощо;
  • розгляд пропозицій Підрядника щодо залучення до виконання окремих видів робіт субпідрядних організацій, зміни графіка виробництва робіт, термінів їх закінчення й підготовка висновків Замовникові з ухвалення або відхилення цих пропозицій;
  • пропозиції, щодо забезпечення ефективної роботи персоналу з інженерно-технічного супроводу проекту, нагляду за дорожніми роботами та контролю якості на кожній ділянці виробничого процесу, пов'язаного з реалізацією проекту;
  • підготовка документів для здачі об'єкту в експлуатацію (акти, протоколи, рекомендації);
  • участь в проміжному прийманні виконаних робіт та об'єкту будівництва в експлуатацію.

Більшість цих питань не було вирішено внаслідок неузгодження вартості робіт з науково-технічного супроводу та бажання Замовника самостійно приймати рішення. Для виправлення ситуації необхідно змінити джерело фінансування.  Найбільш зацікавленим у якості проведення науково-технічного супроводу й роботи в цілому є Укравтодор, а зокрема – управління науково-технічної політики.

Основними й найвагомішими аргументами для прийняття рішень щодо можливості широкого застосування нових матеріалів і технологій повинні бути результати їх багаторічних моніторингів.

За час проведення спеціалістами ДерждорНДІ моніторингу накопичилась велика кількість інформації і кожна технологія і матеріал, які досліджувалися, безумовно варті окремої уваги та статті. Але вже зараз можна виділити ОСНОВНІ НЕВИРІШЕНІ ПИТАННЯ, які стосуються всіх технологій та матеріалів:

По-перше, моніторинг впровадження нових технологій і матеріалів повинен виконуватися на всіх етапах, починаючи з вихідних даних про конструкцію та інженерно-геологічні умови об’єкту будівництва, результати випробувань, виконаних під час науково-технічного супроводу, та закінчуючи даними моніторингу  стану ділянок в процесі експлуатації.

Розглянемо на прикладах, як впливає наявність повної інформації на результати впровадження нових технологій та матеріалів.

Позитивним прикладом може бути ділянка автомобільної дороги Стрий – Тернопіль – Кіровоград – Знам’янка, км 620 – км 621, де реконструкція проводилась із використанням технології відновлення несучої здатності дорожнього одягу методом холодного ресайклінгу, верхній шар влаштовано із щебенево-мастикової асфальтобетонної суміші. На цій ділянці ДерждорНДІ проведено діагностику стану старого дорожнього одягу, надані рекомендації з його посилення, виконано науковий супровід та підбір складу щебенево-мастикової суміші. Нові технології впроваджували Новоархангельська ДЕД та ВАТ «Південьзахідшляхбуд». Після завершення будівництва кожен рік поповнюються результати вимірювань транспортно-експлуатаційних показників цієї ділянки.

Розрахунковий модуль пружності дорожнього одягу на цій ділянці до реконструкції складав 170 МПа, після – 490 МПа (рис. 2). За результатами моніторингу деформацій дорожніх конструкцій не виявлено, транспортно-експлуатаційні показники залишаються стабільними три роки поспіль (рис. 3).

Однак дані такого об'єму накопичуються рідко, що не дає змогу повною мірою оцінити ефективність нових технологій.

Конструкції дорожнього одягу на а/д Стрий – Тернопіль – Кіровоград – Знам’янка, км 620 – км 621, до і після реконструкції

Рис. 2. Конструкції дорожнього одягу на а/д Стрий – Тернопіль – Кіровоград – Знам’янка, км 620 – км 621, до і після реконструкції.

Стара конструкція: 1 – асфальтобетон; 2 – щебеневий шар з просоченням органічним в’яжучим; 3 – щебеневий шар; 4 – шар основи.

Нова конструкція: 1 – ЩМА (5 см), асфальтобетон крупнозернистий щільний типу Б марки І (7 см);  технологічний шар з асфальтобетону типу Г (2 м); 3 – шар з органічно-мінеральної суміші, укріпленої комплексним в’яжучим (2,5% бітумної емульсії, 4% цементу), влаштований за технологією холодного ресайклінгу (22 см), 4 – щебеневий шар, 5 – шар основи.

Стан покриття на а/д Стрий – Тернопіль – Кіровоград – Знам’янка до і після реконструкції, яка проводилась із використанням нових технологій  

Рис. 3. Стан покриття на а/д Стрий – Тернопіль – Кіровоград – Знам’янка до і після реконструкції, яка проводилась із використанням нових технологій.

Прикладом того, коли науковий супровід та моніторинг нових технологій і матеріалів виконувалися недостатньо, може бути ділянка автомобільної дороги Київ – Одеса, км 149 – 405, де відбулось масштабне застосування модифікаторів бітуму при влаштуванні верхнього шару асфальтобетонного покриття. При цьому використовувались чотири види модифікаторів – Elvaloy 4160, Licomont BS 100, Kraton D та Butonal NS 198. Як  адгезійну домішку для покращення зчеплення бітумів з кам'яними матеріалами використовували Wetfix BE. Моніторинг показав, що, незалежно від виду модифікатора, через два роки експлуатації відмічено появу косих та повздовжньо косих тріщин майже по всій протяжності ділянок у Черкаській, Кіровоградській, Миколаївській і частково Одеській областях. За даними обстежень 2008 року, найбільш розповсюдженим видом деформацій були тріщини. У 2009 році з’явилися колія та вибоїни.

Утворення косих і повздовжньо косих тріщин у верхньому шарі асфальтобетонного покриття можна пов’язати, у першу чергу, з надмірною жорсткістю асфальтобетону верхнього шару та недостатньою тріщиностійкістю, зумовленою невідповідністю деформативних властивостей модифікованого бітуму реальним температурним умовам роботи покриттів при значному транспортному навантаженні та природно-кліматичному впливі (за даними метеорологів, температура нижча нуля у січні–березні 2009 року в районі м. Умань була близько 42 рази).

Одним із заходів щодо зниження темпів утворення колії на асфальтобетонному покритті є обмеження руху важкого вантажного автотранспорту в денний час доби при високих температурах, введене 12 червня 2009 року. За метеорологічними даними, кількість днів влітку 2009 року з денними температурами вище 28°С складала від 30 (в районі м. Умань) до 41 (в районі м. Любашівка). Невиконання цих умов могло бути однією з причин розвитку колії на покритті автомобільної дороги Київ – Одеса.

Таким чином, маючи результати моніторингу, ми не можемо прийти до однозначних висновків щодо причин утворення тріщин та колії на покритті. Очевидно, необхідно було проводити більш ґрунтовні дослідження щодо вибору модифікатора в залежності від виду бітуму, дорожньо-кліматичного району та інтенсивності руху. Можливо, на автомобільній дорозі Київ – Одеса передчасні руйнування у вигляді тріщин з’явились не в результаті застосування модифікаторів, а через інтенсивне старіння в’яжучого при його приготуванні, зберіганні, укладанні або недостатню несучу здатність основи. Саме науковий супровід мав би виявити всі ці моменти, а моніторинг підтвердити чи заперечити.

По-друге, серед проблем впровадження нових технологій та матеріалів є їх нераціональне застосування. Відомі приклади влаштування тонкошарових покриттів із недотриманням нормативних вимог, без урахування коефіцієнта міцності основи та нерівності старого покриття. Трапляються випадки, коли при недостатній несучій здатності дорожнього одягу та високій інтенсивності руху влаштування тонкошарового покриття на деякий час покращує споживчі властивості та уповільнює утворення деформацій, але довговічність таких покриттів невисока. Хоча можна навести приклади ділянок автомобільної дороги Ульянівка – Миколаїв, км 176 – км 177, та км 183 – км 185 у Миколаївській області, коли тонкошарові покриття мають достатню довговічність.

При влаштуванні гідроізолюючих шарів для захисту асфальтобетонного покриття з використанням матеріалу «Дізол» вибір ділянок був недостатньо обґрунтований. Моніторинг показав, що цей матеріал герметизує невеликі тріщини, тобто найбільший ефект від його застосування можна очікувати на початковій стадії їх утворення або для попередження. Тонкі захисні шари наносять тільки тоді, коли покриття має достатню рівність і міцність. До влаштування захисних покриттів не проводилось вимірювання рівності та коефіцієнту зчеплення. Застосування цього матеріалу здійснювалось без урахування таких особливостей, як термін служби асфальтобетонних покриттів при підборі складових, інтенсивність руху, робота покриттів у зимовий період, не дотримувалися заходи з охорони здоров’я працюючих тощо.

По-третє, впровадження нових технологій і матеріалів у ряді випадків проводиться без урахування результатів багаторічного моніторингу. Деякі нові технології показали безумовну перевагу в порівнянні зі старими. Так, наприклад, практика експлуатації ділянок покриття із ЩМА показує суттєве збільшення (до 7 років) міжремонтних строків та стабільний коефіцієнт зчеплення (до 0,4–0,45). При деякому збільшенні витрат при будівництві важливим параметром експлуатаційної надійності покриттів із ЩМА є суттєве зниження об’ємів необхідних ремонтних робіт, що забезпечує скорочення витрат на утримання доріг приблизно до 40%.

Але це можна сказати не про всі технології й матеріали. Аналіз обстежень ділянок, де застосовано холодний ресайклінг, геосинтетичні матеріали, покриття влаштовані з емульсійно-мінеральних сумішей (тонкошарові технології) свідчить про те, що практично всі дефекти пов’язані з недотриманням технологій використання, неправильним вибором ділянок або порушенням рецептур.

По-четверте, значно впливає на якість впровадження нових технологій і матеріалів недостатність фінансування дорожніх робіт. 

По-п’яте, слід зазначити, що неточність та недостатня кількість інформації прямо пропорційно впливає на достовірність та адекватність аналізу. У той же час велика кількість зібраних даних викликає потребу в застосуванні більш простого й раціонального способу їх обробки та зберігання.

Такі нові технології, як гусасфальт, епоксиасфальт, стабілізатори ґрунтів, пінобетон, захисна фарба на основі базальту (VMX-Базальт) та деякі інші досліджені недостатньо, тому й не набули широкого застосування. Кількість та протяжність ділянок із використанням цих технологій досить мала. І впроваджувати їх слід тільки з науковим супроводом.

За останні роки  на об’єктах Укравтодору впроваджено велику кількість технологій та матеріалів (рис. 4).

Підсумовуючи вищесказане, можна зробити висновок, що застосування більшості нових технологій при деякому підвищенні вартості робіт із будівництва, забезпечує відносно низьку вартість робіт з утримання та ремонту  автодоріг, сприяє підвищенню довговічності дорожніх конструкцій та штучних споруд, скороченню термінів виконання робіт. Однак при цьому суттєвою перешкодою виступає відсутність об’єктивної інформації щодо умов застосування технологій і матеріалів, результатів наукового супроводу, моніторингу стану ділянок.

Статья редактировалась 03.06.2012г.
Источник: Повну версію статті читайте в №3, 2010 журналу «Дорожня галузь України».

>
0(97) 290-09-55
Асфальтирование, строительство дорог в Киеве и Киевской области