|
От исполнителя: Заместитель Генерального директора по организационному развитию и Партнёры. Управление стратегическими коммуникациями» ____________________ «____»______________ 2010 г. |
Мониторинг результатов проведения зарубежных конгрессов, конференций, выставок и семинаров по актуальным вопросам функционирования дорожного хозяйства |
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОНТРАКТ
№ УД-47/280 от 01.01.01 г.
Мониторинг результатов проведения зарубежных конгрессов, конференций, выставок и семинаров по актуальным вопросам функционирования дорожного хозяйства
Наименование темы (работ, услуг): «Мониторинг результатов проведения зарубежных конгрессов, конференций, выставок и семинаров по актуальным вопросам функционирования дорожного хозяйства»
ОТЧЕТ О ВЫПОЛНЕННОЙ РАБОТЕ ПО IV ЭТАПУ
Москва 2010 г.
АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЗАПИСКА
ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИЗУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ ДОКЛАДОВ
значимых зарубежных мероприятий
международного масштаба
в дорожной отрасли
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. ОБЗОР МЕРОПРИЯТИЙ И РЕЙТИНГ ТЕМАТИЧЕСКИХ НАПРАВЛЕНИЙ.. 3
1.1. Обзор мероприятий. 3
1.2. Рейтинг тематических направлений. 5
2. АНАЛИЗ АКТУАЛЬНЫХ ТЕМАТИЧЕСКИХ НАПРАВЛЕНИЙ.. 7
2.1. УПРАВЛЕНИЕ ДОРОЖНЫМ ХОЗЯЙСТВОМ... 7
2.1.1. Оценка значимости направления. 7
2.1.2. Ключевые вопросы, обсуждаемые международным профессиональным сообществом 7
2.2. ДОРОЖНЫЕ ОДЕЖДЫ... 9
2.2.1. Оценка значимости направления. 9
2.2.2. Ключевые вопросы, обсуждаемые международным профессиональным сообществом 9
2.3. БЕЗОПАСНОСТЬ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ.. 27
2.3.1. Оценка значимости направления. 27
2.3.2. Ключевые вопросы, обсуждаемые международным профессиональным сообществом 27
2.4. ДОРОЖНАЯ ИНФРАСТРУКТУРА.. 35
2.4.1. Оценка значимости направления. 35
2.4.2. Ключевые вопросы, обсуждаемые международным профессиональным сообществом 35
2.5. РАЗВИТИЕ СИСТЕМЫ ПЛАТНЫХ ДОРОГ. 36
2.5.1. Оценка значимости направления. 36
2.5.2. Ключевые вопросы, обсуждаемые международным профессиональным сообществом 36
2.6. МОСТЫ И МОСТОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ.. 45
2.6.1. Оценка значимости направления. 45
2.6.2. Ключевые вопросы, обсуждаемые международным профессиональным сообществом 45
2.7. ТУННЕЛЛЕСТРОЕНИЕ.. 52
2.7.1. Оценка значимости направления. 52
2.7.2. Ключевые вопросы, обсуждаемые международным профессиональным сообществом 52
2.8. ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ.. 62
2.8.1. Оценка значимости направления. 62
2.8.2. Ключевые вопросы, обсуждаемые международным профессиональным сообществом 62
2.9. ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫЕ СРЕДСТВА В ДОРОЖНОЙ ОТРАСЛИ.. 69
2.9.1. Оценка значимости направления. 69
2.9.2. Ключевые вопросы, обсуждаемые международным профессиональным сообществом 69
3. РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ В ПЛАНЫ НИОКР, ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ, ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИИ.. 70
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Перечень событий для анализа. 74
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Перечень актуальных источников данных о проводимых зарубежных мероприятиях по вопросам функционирования дорожного хозяйства. 78
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Отдельные материалы конференций. 90
1. ОБЗОР МЕРОПРИЯТИЙ И РЕЙТИНГ ТЕМАТИЧЕСКИХ НАПРАВЛЕНИЙ
1.1.& Обзор мероприятий
В рамках данного отчета по результатам изучения значимых международных мероприятий дорожной отрасли, проходивших в июне - августе 2010 г., представлены конференции, симпозиумы, конгрессы различной тематической направленности.
Конференция GeoShanghai 2010 / ГеоШанхай 2010. Проводилась во второй раз, впервые она прошла в 2006 году. Цель конференции - собрать вместе исследователей и практиков со всего мира для обмена опытом и обсуждения дальнейших путей развития геотехнического проектирования. На конференции представлен широкий спектр тем по этому направлению.
Вопросы, обсуждавшиеся в ходе мероприятия, представлены в разделе 2.2.2 отчета.
4rd Road Safety PIN Conference / 4я Конференция по безопасности на дорогах. Организована Европейским советом по транспортной безопасности и посвящена вопросам безопасности в странах ЕС и других странах, присоединившихся к проекту PIN – измерения индекса безопасности на дорогах. На конференции обсуждались лучшие достижения в этой области, возможности применения положительного опыта, а также существующие показатели безопасности, их динамика и общеевропейские меры по повышению безопасности на дорогах.
Вопросы, обсуждавшиеся в ходе конференции, представлены в разделе 2.3.2 отчета.
Kuhmo Nectar Conference on Transport Economics 2010 and Summer School / Конференция и летняя школа по транспортной экономике – 2010. Мероприятия посвящены широкому кругу экономических вопросов развития транспортной системы. В частности, обсуждались вопросы определения оптимального и экономически обоснованного размера платы, взимаемой за проезд, оценки экономической эффективности проектов по взиманию платы за проезд с целью регулирования загруженности дорог.
Взгляд с точки зрения экономики на вопросы развития транспортной инфраструктуры оказался весьма необычным и полезным. Так, ученые постарались измерить (монетизировать) выгоду от экономии времени, которую получают автомобилисты после введения платы за проезд, и нашли экономическое объяснение феномену – почему жители городов по большей части отрицательно воспринимают ввод платы за проезд. Экономисты со свойственной им непредвзятостью оценили и проанализировали рентабельность (в том числе и нематериальную) известных проектов по внедрению платы за проезд (Лондон, Стокгольм), успех которых ранее не вызывал сомнений. Также на конференции рассматривался целый ряд других вопросов, связанных с экономическим анализом и прогнозом развития транспортной системы и дорожного хозяйства.
Вопросы, обсуждавшиеся на симпозиуме, представлены в разделе 2.5.2.
International Conference Underground Construction Prague 2010 Transport and City Tunnels / Международная конференция «Подземные сооружения Прага, Транспортные и городские туннели» была посвящена объектам туннелестроения, преимущественно автомобильным туннелям. На конференции обсуждался широкий круг вопросов (от исследований при проектировании туннелей до вопросов безопасности их эксплуатации), акцент делался на обмене опытом (в частности, был представлен опыт Индии, Чехии и Австрии в области туннелестроения) и новых технологиях.
Вопросы, обсуждавшиеся на международной конференции, представлены в разделе 2.7.2.
Fifth International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management (IABMAS 2010) / Пятая Международная конференция по содержанию, управлению и обеспечению безопасности мостов. Это дно из важнейших и крупнейших событий года в области проектирования, строительства и содержания мостовых конструкций. На мероприятии было представлено свыше 500 докладов, посвященных всему спектру вопросов, связанных с исследованиями и проектированием, строительством, содержанием и ремонтом, мониторингом состояния, оценкой повреждений и восстановлением мостов, безопасностью и сейсмоустойчивостью, системой управления мостами.
Вопросы, обсуждавшиеся на международной конференции, представлены в разделе 2.6.2.
The 11th International Conference on Asphalt Pavements (ICAP) /11-я Международная Конференция по асфальтобетонным дорожным покрытиям проводится Международным обществом по асфальтобетонным покрытиям (ISAP) совместно с Японской Дорожной Ассоциацией (JRA). Основной темой 11-ой Международной конференции стала "Безопасность окружающей среды", которая охватывала различные аспекты инновационных технологий дорожного строительства с учетом их экологической нагрузки на окружающую среду.
Вопросы, обсуждавшиеся в ходе конгресса, представлены в разделе 2.2.2, 2.8.2 отчета.
Семинар по вопросам долговечности дорожных покрытий Preserving Our Highway Infrastructure Assets /«Сохраняя нашу дорожную инфраструктуру», проводится ежегодно. На семинаре обсуждались инновационные технологические решения в сфере дорожного строительства, были приведены результаты испытаний материалов дорожных одежд, проанализирован опыт разных стран. Кроме того, большое внимание было уделено теме экологически чистых строительных материалов, а также стратегиям финансирования (опыт Всемирного банка в обеспечении кредитов в сфере дорожного строительства).
Вопросы, обсуждавшиеся в ходе конференции, представлены в разделе 2.2.2 отчета.
Дополнительная информация о мероприятиях приведена в Приложении 1.
1.2. Рейтинг тематических направлений
По итогам ретроспективного мониторинга зарубежных СМИ и открытых источников выявлено и проанализировано 1356 докладов, представленных в июне – августе 2010 года на зарубежных конгрессах, конференциях, выставках и семинарах, посвящённых актуальным вопросам функционирования дорожного хозяйства (перечень и описание утвержденных мероприятий см. в Приложении 1).
График 1: Вес тематических направлений в международном информационном поле
по вопросам функционирования дорожного хозяйства[1]

Тема дорожных одежд заняла первое место среди вопросов, рассмотренных на значимых международных мероприятиях дорожной отрасли (572 материала или 42,2% рассмотренного информационного поля). Внимание международного сообщества было сфокусировано на анализе свойств дорожных одежд (в том числе, покрытий, созданных с помощью инновационных технологий), технологиях строительства дорог, материалах и технологиях устройства дорожных одежд, проектировании дорог и расчете дорожной одежды, стандартах дорожных одежд и переработке использованных материалов для строительства дорожного полотна.
Тема мостов и мостовых конструкций занимает второе место, ей было посвящено 522 доклада или 38,5% рассмотренного информационного поля. В первую очередь, внимание уделялось системам мониторинга состояния мостовых конструкций. Также рассматривался широкий круг вопросов, таких как методы расчета и проектирования мостов, методы восстановления мостов, вопросы безопасности и сейсмоустойчивости, управление организациями, строящими и эксплуатирующими мосты, методы мониторинга мостов и оценка повреждений, использование экологически чистых материалов при строительстве и ремонте мостов.
Первые две темы получили существенное освещение (80%) на мероприятиях 3 квартала. Внимание к остальным темам было на порядок ниже.
Вопросы экологии и устойчивого развития поднимались в 72 выступлениях и докладах и заняли 5,3% рассмотренного информационного поля. Экологическая тема вышла на третье место за счет активного обсуждения на конференции GeoShanghai 2010 / ГеоШанхай 2010. Обсуждались, прежде всего, меры по поддержанию экологического баланса при строительстве дорог (вопросы улучшения грунтов, геоэкологическое проектирование дорог), вопросы экологически чистых строительных материалов, выбросов и экономической политики (в первую очередь, в контексте регулирования загруженности дорог).
Тема управления дорожным хозяйством (59 докладов, 4,4% информационного поля) заняла четвертое место. Международным профессиональным сообществом обсуждались, в первую очередь, экономические вопросы транспортной инфраструктуры: вопросы транспортной политики, стоимости топлива и роста интенсивности движения, взаимосвязи транспортной инфраструктуры и вопросов миграции и путешествий, рынка труда и развития городов. Также рассматривались вопросы регулирования общественного транспорта и стратегии управления дорожным хозяйством.
Вопросы туннелестроения обсуждались в 51 материале (или 3,8% информационного поля), что позволило данной теме занять пятое место в рейтинге. Обсуждались преимущественно технологии проектирования туннелей, а также вопросы геотехнических исследований при проектировании и строительстве туннелей, моделирования и безопасности туннелей.
Теме безопасности дорожного движения было посвящено 18 выступлений или 1,3% рассмотренного информационного поля. Наиболее обсуждаемыми здесь стали подходы к обеспечению безопасности дорожного движения, вопросы анализа и моделирования дорожно-транспортных происшествий.
Теме развития платных дорог посвящено 18 материалов или 1,3% рассмотренного информационного поля. Дискуссия была сосредоточена на вопросах развития платных дорог с целью регулирования загруженности и вопросах взимания платы за проезд, анализе эффективности существующих проектов.
Тема управления дорожной инфраструктурой и транспортными потоками обсуждалась в 4 докладах или в 0,3% рассмотренного информационного поля и занимает предпоследнее восьмое место в рейтинге. Рассматривались вопросы обустройства парковок.
Тема высокотехнологичного оборудования и программного обеспечения занимает девятое место, так как поднималась только в 2 докладах, и что составила 0,1% информационного поля. Затрагивались вопросы программного обеспечения, которое необходимо для развития «умных дорог» и мониторинга состояния мостов.
Другим вопросам было посвящено 45 материалов, или 3,3% рассмотренного информационного поля. В данный раздел вошли следующие темы: развитие других видов транспорта (железнодорожного, воздушного и др.), пожарная безопасность в железнодорожных туннелях и на метрополитене, дорожное покрытие аэродромов.
2. АНАЛИЗ АКТУАЛЬНЫХ ТЕМАТИЧЕСКИХ НАПРАВЛЕНИЙ
2.1. УПРАВЛЕНИЕ ДОРОЖНЫМ ХОЗЯЙСТВОМ
2.1.1. Оценка значимости направления
Вопросы управления дорожным хозяйством обсуждались на 3 мероприятиях[2] дорожной индустрии. Совокупное число докладов, посвящённых вопросам качества и технологий укладки дорожной одежды - 59.
1.& Kuhmo Nectar Conference on Transport Economics 2010 and Summer School / Конференция и летняя школа по транспортной экономике – 2010
Тема обсуждалась в 48 из 99 докладов мероприятия.
2.& The 11th International Conference on Asphalt Pavements (ICAP) /11-я Международная Конференция по асфальтовым дорожным покрытиям
Тема обсуждалась в 2 из 291 докладов мероприятия.
3.& Preserving Our Highway Infrastructure Assets / Сохраняя нашу дорожную инфраструктуру. Ежегодный семинар по вопросам сохранения дорожного покрытия
Вопросам управления дорожной отраслью было посвящено 9 из 18 презентаций мероприятия.
2.1.2. Ключевые вопросы, обсуждаемые международным профессиональным сообществом
Тема управления дорожным хозяйством входила в число основных на 2 мероприятиях из числа анализируемых. В третьем квартале 2010 года наиболее обсуждаемыми стали следующие вопросы:
-& Экономический анализ транспортной отрасли (анализ предпочтений и конкуренции, инвестиционные проекты).
-& Финансирование и экономико-политическое регулирование дорожного хозяйства.
-& Экономический анализ стоимости проезда (проезд и городская инфраструктура, стоимость проезда и инвестиции).
-& Развитие городов и транспортной инфраструктуры, рост интенсивности движения.
-& Регулирование общественного транспорта.
В ходе анализа материалов зарубежных мероприятий в сфере дорожного хозяйства не было обнаружено интересных с точки зрения новизны материалов, которые могли бы быть включены в данный отчет.
2.2. ДОРОЖНЫЕ ОДЕЖДЫ
2.2.1. Оценка значимости направления
Вопросы дорожных покрытий обсуждались всего на 3 мероприятиях[3] дорожной индустрии. Совокупное число докладов, посвящённых вопросам качества и технологий укладки дорожной одежды - 572. На всех мероприятиях тема была основной:
1.& The 11th International Conference on Asphalt Pavements (ICAP) /11-я Международная Конференция по асфальтовым дорожным покрытиям
Тема дорожных одежд обсуждалась в 270 из 291 докладов мероприятия.
2.& Preserving Our Highway Infrastructure Assets / Сохраняя нашу дорожную инфраструктуру
Вопросам дорожных одежд было посвящено 9 из 18 докладов мероприятия.
3.& GeoShanghai 2010 / ГеоШанхай 2010
Дорожные одежды рассматривались в 293 докладах из 370.
2.2.2. Ключевые вопросы, обсуждаемые международным профессиональным сообществом
Тема дорожных одежд стала основной на 2 мероприятиях: The 11th International Conference on Asphalt Pavements (ICAP) /11-я Международная Конференция по асфальтовым дорожным покрытиям и GeoShanghai 2010 / ГеоШанхай 2010.
В третьем квартале 2010 года среди вопросов, посвящённых дорожным одеждам, наиболее активно обсуждались следующие:
-& Анализ свойств дорожных одежд (влияние температуры, нагрузок, влаги на свойства одежды, оценка жизненного цикла дорожных одежд, материалы, повышающие устойчивость и др.).
-& Технологии строительства дорог и устройства дорожной одежды с применением нанотехнологий (изменение климата и строительство дорог, укрепление грунтов, испытания геотехнических конструкций ).
-& Материалы и технологии устройства дорожных одежд (новые технологии укладки пористого асфальтобетона и теплых асфальтобетонных смесей, водонепроницаемые и тонкослойные дорожные покрытия и др.).
-& Стандарты дорожных одежд.
-& Переработка использованных материалов для строительства дорожной одежды (методы рециклинга, оценка качеств переработанных материалов).
-& Проектирование дорог и расчет дорожной одежды (расчет трещинностойкости, расчет колееобразования, расчет конструкции, расчет оснований дорожных одежд и др.).
Ниже представлено краткое описание наиболее перспективных разработок в этих областях.
технологии строительства дорог и УСТРОЙСТВА ДОРОЖНой одежды
1)& Стабилизатор грунта ECOroads[4]
Формально продукт ECOroads появился в августе 2003 года, хотя был разработан еще в 1997 году Линденбаумом, ветераном в области технологии энзимов и защиты окружающей среды. В течение последних 8 лет данный продукт был только экспериментальным, но в настоящее время вследствие увеличения производственной мощности продукт ECOroads® вышел на строительный рынок.
ECOroads - это продукт на основе биомассы для стабилизации грунтов. Это сложный небактериальный концентрат полиэнзимов, изменяющий свойства грунтов. Энзимы составляют основу формулы ECOroads, кроме того продукт содержит дополнительные органические соединения, ускоряющие формирование связей между ионизированными заряженными частицами грунта. Таким образом, он позволяет увеличить прочность, плотность и износостойкость дорожного полотна и дорожного основания. Прочность, создаваемая в подстилающих грунтах приходит в соответствие со стандартами Министерства транспорта США.
Высокая плотность связей в материалах основания препятствует возникновению выбоин, колейности и сдвигов грунта. Для достижения еще большей долговечности на обработанном дорожном основании следует устроить покрытие из материала на выбор: асфальтобетона, битумно-гравийной смеси, битумной заливки.
Технология не требует специального оборудования или сложного обучения. Необходимо только добавить данный продукт в воду, которая будет использована для получения грунта оптимальной влажности, и тщательно перемешать полученный раствор с материалом земляного полотна.
Технология нанесения продукта включает пять простых шагов:
1)& Выровнять знмляное полотно согласно проекту, уложив срезанный материал валиком на обочине.
2)& Добавить продукт в бак поливальной машины и разбрызгать водный раствор по земляному полотну и валику, доводя влажность грунта до состояния, оптимального для уплотнения.
3)& Перемешать материал культиватором в смесительной машине или путем разравнивания из стороны в сторону поперек полотна.
4)& По мере укатывания добавлять материал валиком на полотно необходимыми порциями.
5)& Уплотнить полотно и положить покрытие, обеспечив уклон поперечного профиля для водоотвода.
Этапы работ уплотнения грунта с применением стабилизатора ECOroads см. в Приложении 3.
ECOroads всегда используется из расчета 1 литр на 30 кубометров грунтового материала с добавлением воды в пропорции от 100:1 до 250:1. Для полного затвердевания ECOroads требуется всего 72 часа после уплотнения (в летний период), покрытие можно укладывать уже через 24 часа.
При этом долговечность покрытия зависит от ряда факторов:
·& климатических условий - диапазона температур и объема выпадающих осадков;
·& типов грунтов, используемых при строительстве;
·& конструкции дороги – уклон поперечного профиля, дренажная система и другие технические особенности;
·& типов транспортных средств, скоростного режима, степени загруженности дорог;
·& характеристики покрытия (если применяется);
·& периодичности и качества работ по ремонту и содержанию дороги.
Свойства
Энзимы (составляют основу формулы ECOroads), применяемые в роли стабилизаторов грунта при дорожном строительстве, имеют следующие свойства:
·& Увеличивают предел прочности грунтов на сжатие.
·& Уменьшают работу, необходимую для уплотнения грунтов.
·& Увеличивают плотность грунта: способствуют уменьшению пустот между частицами грунта путем изменения электрохимического притяжения между частицами и высвобождения связанной воды. В результате формируется более водонепроницаемое, менее влажное и более плотное дорожное основание.
·& Снижают водопроницаемость: за счет более плотности грунта и меньшего количества воды в пустотах между частицами.
·& Оказывает меньшее воздействие на окружающую среду: энзимы представляют собой природные, безопасные (органические) нетоксичные материалы, не наносящие вреда человеку, животным, рыбам и растениям
Физико-химические характеристики продукта см. в Приложении 3.
Продукт применяется с широким спектром грунтов. По мере расширения географии применения ECOroads в различных регионах мира спектр грунтов также продолжает расширяться. Чтобы гарантировать применимость ECOroads с определенным грунтом, необходимо рассмотреть два фактора: тип используемого грунта и количество мелких связующих частиц (не менее 20%).
Под типом грунта понимается процентное соотношение (по массе) частиц разных размеров в данной пробе грунта. Проба считается хорошей, если в ней имеется равномерное распределение частиц разных размеров. Если в пробе преобладают частицы одного размера, такая проба считается плохой. С точки зрения уплотнения, грунт, в котором хорошая проба уплотняется легче и более мелкие частицы заполняют промежутки между более крупными частицами, оставляя меньше пустот.
Для обеспечения эффективной стабилизации удовлетворительными считаются материалы, содержащие примерно 20% связующих мелких частиц. Кроме того, в грунте должны содержаться частицы широкого диапазона размеров для обеспечения прочности на сдвиг и внутреннего трения, что увеличивает несущую способность дороги.
Грунты, обработанные ECOroads, набирают наибольшую прочность после уплотнения в течение последующих четырех месяцев (первичное затвердевание происходит за 72 часа). Связывание частиц грунта происходит в присутствии влаги под действием уплотняющих сил. Эти условия существуют пока материал оказывает сопротивление внешним силам. Высокие нагрузки от колес, вода, циклы замораживания/оттаивания, в конце концов, оказывают влияние на все дороги. Грунты, обработанные ECOroads, оказывают сопротивление этим силам за счет связанности и высокой плотности стабилизированного грунта. Дорожная конструкция я будет оказывать большее сопротивление разрушительному влиянию природных и механических воздействий. Некоторые дороги, построенные с использованием ECOroads на местных грунтах, эксплуатировались по лет без образования трещин, и при этом не требовали ремонта.
Обычно трещины возникают под действием двух факторов:
1. В материале земляного полотна большое содержание глинистых частиц, имеющих высокий коэффициент усадки/разбухания. По окончании строительства дороги в ходе высыхания земляного полотна могут образоваться трещины. Это может оказать отрицательное влияние на долговечность конструкции.
2. Мягкий подстилающий грунт (набухающие глины) может оказаться неспособным удерживать обработанное основание под высокой нагрузкой от колес. В этом случае несущая способность дороги оказывается недостаточной. Это можно скорректировать увеличением толщины дорожного основания.
Перед укладкой дорожного покрытия на грунт, обработанный ECOroads, его следует слегка оросить разбавленным раствором ECOroads для улучшения сцепления материала покрытия (асфальтобетона) с дорожным основанием. Благодаря влаге многие трещины затянутся. Отраженные трещины не должны распространяться вверх через асфальтобетон, если содержание мелкой глинистой фракции не лежит в области верхнего предела диапазона и если в зоне дороги нет резких колебаний уровня грунтовых вод. Надлежащим дренированием уровень грунтовых вод понижается и эффект растрескивания сводится к минимуму.
После уплотнения коэффициент усадки-разбухания зависит от типа грунта (процентного содержания набухающих глинистых частиц), а также распределения частиц по размерам (мелкая фракция должна составлять примерно 20%). При промерзании ниже уровня дороги может произойти вспучивание. Однако весной дорога должна вернуться к обычному уровню без серьезных повреждений. Правильно построенная дорога с дренированием обочин по нормам инженерной практики сводит воздействие мороза к минимуму. Жара не влияет на дорогу, не считая тенденции сухих грунтовых дорог к пылению. На дорогах, обработанных ECOroads, пыли меньше.
Дорога, построенная из материалов с высоким содержанием глины, будет скользкой в мокром состоянии. Для увеличения общей прочности дороги и силы сцепления в мокром состоянии необходимо использовать как можно больше скелетных материалов. Во многих случаях в качестве составной части проекта применяется поверхностная обработка. Тем самым повышается сцепление, обеспечивается гидрозащита и увеличивается общая прочность. Главными факторами, влияющими на тип обработки поверхности, являются стоимость и наличие материалов.
ECOroads хорошо работает с грунтами, в которых содержится от 10 до 35% глины, которая просеивается через сито (200 отверстий на 25 мм). Этот диапазон содержания мелкой фракции считается приемлемым для дорожных материалов. Желательно минимизировать избыточное содержание глинистых частиц, иначе во влажном состоянии поверхность не будет обладать достаточным трением, а также может появиться чрезмерная пластичность.
Еще одно неоспоримое преимущество данной технологии - существенное снижение воздействия дорожного строительства на окружающую среду и на человека:
1) Продукт не токсичен, не содержит поликарбонатов, пластмасс и нефтепродуктов. Он не причиняет вреда почвам, а также укрепляет дорожное основание без применения химических реагентов.
2) Для человека этот материал также безопасен – он не раздражает кожу, не вызывает сыпи и ожогов.
3) Не содержит горючих веществ, не обладает взрывоопасностью, может применяться вблизи открытого огня.
4) Не выделяет газов, может храниться в плохо проветриваемых помещениях.
5) Полностью биоразлагаем.
Области применения:
a)& Строительство дорог
Учитывая, что на стабилизацию грунтов приходится от 40% до 60% затрат на строительство, вопрос явно заслуживает внимания. Благодаря использованию местного, а не привозного грунта стабилизатор грунтов ECOroads снижает стоимость дорожного строительства на 40%. ECOroads увеличивает прочность, стабильность и долговечность дорог и является более экономичным.
b)& Ремонт дорог
ECOroads можно использовать в качестве альтернативы цементу и другим дорогостоящим связующим материалам при устранении выбоин, ремонте канав и решении других проблем основания дорожной одежды. Нужно только смешать продукт с водой для придания оптимальной влажности, заполнить выбоину и утрамбовать.
Департамент транспорта Нью-Йорка в партнерстве с National Grid (Единая государственная сеть, одна из крупнейших национальных коммунальных сетей) использует ECOroads для стабилизации грунтов при заполнении траншей в ходе ремонта дорог и газовых магистралей. Обычно для траншеи требуется дополнительно порядка 30 см в каждую сторону для обеспечения прочного основания после окончания ремонта. Для этого нужны дополнительные человеческие ресурсы, время, оборудование и средства. Работы также являются источником шума и неудобств для близлежащих домов, и, естественно, жалоб населения. Поскольку ECOroads вносится непосредственно в материал, заполняющий траншею, дополнительные работы и связанные с ними затраты могут быть исключены, что порой сокращает расходы на рытье траншей минимум на 50%. В результате:
·& Траншея остается открытой примерно половину обычно необходимого времени
·& Требуется меньше вяжущих материалов
·& Не требуется дополнительных пропилов по периметру траншеи
·& Требуется меньше грузового транспорта
·& Требуется меньше заполняющих материалов (включая сортировку, очистку, транспортировку и т. п.)
·& Почти не требуются отбойные молотки
·& Образуется более прочное и качественное дорожное покрытие
·& Образуется меньше строительного мусора.
ECOroads можно также использовать для упрочнения других объектов, включая стоянки автотранспорта, обочины, откосы, стабилизации глинистых оснований, железнодорожного полотна и оснований туннелей.
Дополнительные возможности применения ECOroads:
·& Дороги общего пользования и дорожные сети
·& Ремонт земляного полотна
·& Устранение выбоин
·& Подушки для трубопроводов и обратная засыпка траншей
·& Автостоянки и подъездные пути
·& Железнодорожные насыпи
·& Подъездные пути / Грунтовые дороги / Откаточные пути
·& Взлетно-посадочные полосы
·& Укрепление обочин и откосов
·& Снижение запыленности
Мировой опыт использования
Эффективность продукта проверена на разных типах грунтов от Таиланда до Марокко, от Венесуэлы до Казахстана. Стабилизатор грунта ECOroads уже более 10 лет является помощником строителей дорог, генеральных подрядчиков и консультантов в области геотехнологии.
ECOroads получил широкое одобрение в США и международное признание, в том числе:
·& Национального министерства транспорта Республики Казахстан (Агентство по дорожному строительству)
·& Правительства Румынии (Institutul de Cercetari in Transporturi S. A.)
·& Правительства Королевства Марокко (Национальная лаборатория испытаний LPEE)
·& Правительства Венесуэлы (Вооруженные Силы и Министерство инфраструктуры)
·& Правительства Таиланда.
Испытания
Продукт отлично проявил себя в многочисленных лабораторных тестах по всему миру. Независимая лаборатория в США провела сравнительные испытания ECOroads и его конкурента. Испытания проводились на четырех разных типах грунтов. В результате:
·& Все четыре грунта показали прекрасный результат.
·& Конкурирующий материал сработал только на одном типе грунта.
·& Испытатели вообще подвергли сомнению присутствие в конкурирующем продукте энзима, который сработал.
Таким образом, согласно результатам независимых испытаний, проведенных выпускниками факультета гражданского строительства университета Миннесоты и Департаментом транспорта штата Миннесота, ECOroads продемонстрировал прочность, превосходящую прочность конкурирующего материала на 38-115%.
Выводы:
Преимущества использования данной технологии:
Ø& Повышение плотности грунта
При добавлении ECOroads частицы грунта связываются в основание высокой плотности, что увеличивает его прочность и несущую способность.
Ø& Снижение толщины покрытия.
Благодаря повышенной прочности грунта в ряде случаев можно уменьшить толщину покрытия, что приводит к дополнительной экономии средств.
Ø& Дорогу можно строить из местных материалов.
При наличии 15-20% связующей мелкой фракции (илистые отложения или глины), ECOroads можно непосредственно смешивать с верхним слоем грунта толщиной 150 мм для формирования прочного, практически водонепроницаемого дорожного основания.
Ø& Водонепроницаемость, стойкость к выветриванию и износу.
Грунтовые материалы, обработанные ECOroads, препятствуют проникновению влаги, вспучиванию при замораживании/оттаивании и колейности, что приводит к снижению затрат на ремонт и содержание при одновременном повышении уровня безопасности.
Ø& Сокращение трудозатрат и объема дорожных работ.
Дорожные работы могут проводиться раз в 3 - 5 лет, тогда как вспомогательные дороги без асфальтового покрытия требуют частого обслуживанияраза в год), т. о. имеем до 50% экономии расходов на весь срок эксплуатации.
Ø& Экономическая эффективность.
Технология позволяет сэкономить до 60% стоимости строительства дорожной одежды.
Ø& Другие преимущества:
·& Обеспечение безопасного и щадящего режима движения транспорта при минимальном объеме ремонтных работ.
·& Адекватная проходимость в мокром и сухом состоянии.
·& Способность водотвода с минимальной эрозией.
·& Устойчивость к истирающему воздействию транспортных средств.
·& Отсутствие пыли в сухую погоду.
·& Отсутствие скольжения в мокрую погоду.
2)& «Холодные» дорожные одежды в Японии[5]
В Японии предъявляются разнообразные требования к качеству дорожных одежд. Среди них есть три основных. Дорожная одежда должна:
1) Обладать ровностью
2) Демонстрировать необходимые прочностные и деформационные свойства
3) Обладать необходимым уровнем трещиностойкости.
Кроме того, для определенных районов могут быть важными такие параметры, как сопротивление скольжению, водонепроницаемость, уровень шума и проч.
По уровню прочности дорожные одежды классифицируются в Японии следующим образом (см. таблицу 1).
Таблица 1
Стандарты прочности дорожных одежд в Японии
|
Категория дороги |
Интенсивность движения (количество грузовых транспортных средств в день) |
Число проходов колеса, вызывающих разрушение от усталости (Циклы более 10 лет) |
|
N7 |
3000+ |
35,000,000 |
|
N6 |
7,000,000 | |
|
N5 |
1,000,000 | |
|
N4 |
100-250 |
150,000 |
|
N3 |
40-100 |
30,000 |
|
N2 |
15-40 |
7,000 |
|
N1 |
Менее 15 |
1,500 |
Технология в дорожном производстве, которая способствует снижению парникового эффекта над городом, – так называемое «холодное» покрытие. Технология подразумевает укладку определенного слоя, способствующего снижению температуры поверхности дорожной одежды. При строительстве такой одежды, температура ее поверхности снижается в среднем на 10-12 градусов (максимальная температура при применении горячей асфальтобетонной смеси – 62 градуса, тогда как у «холодной» одежды она – 50 градусов.)
По технологии устройства «холодные» одежды можно разделить на 2 типа:
1. Со специальным слоем, накапливающим влагу.
Слой накапливает влагу, при нагреве от солнечных лучей вода испаряется и создается охлаждающий эффект на поверхности дорожной одежды (см. рисунок в Приложении 3).
Пористое дорожное покрытие способствует впитыванию большего объема воды, влага надолго задерживается в пустотах покрытия. К таким пористым покрытиям можно отнести пористый асфальтобетон, песок, пористый ил, полимер, задерживающий воду и т. п.
2. Со специальным слоем, отражающим тепловые лучи.
На поверхность дорожной одежды наносится слой, который отражает инфракрасные солнечные лучи (см. рисунок в Приложении 3).
Оба типа сейчас очень популярны в Японии. Первый тип имеет более долгую историю применения – с 1994 года, второй - с 2003 года. Площадь дорог с использованием данной технологии растет с каждым годом (см. информацию о площади «холодных» дорог в Японии в Приложении 3).
В настоящее время идет разработка новой технологии, которая совмещает в себе оба типа, а именно - дорожная одежда содержит и накопительный и отражающий слои. Предполагается, что этот смешанный слой будет сочетать в себе двойную эффективность. Такую смешанную технологию планируется использовать на 20% дорог страны. Кроме отмеченных выше преимуществ, это обеспечит более низкий уровень шума, хороший дренажный эффект и тем самым повысит безопасность движения.
Таким образом концепция смешанной технологии предполагает следующее:
·& Снижение температуры поверхности дорожной одежды на 10 и более градусов.
·& Снижение шума от трения.
·& Снижение степени колееобразования.
Для эксперимента было разработано 4 смешанных типа дорожной одежды:
Таблица 2
|
Смешенный тип «холодного» покрытия |
Толщина отражающего слоя, мм |
Толщина накопительного слоя, мм |
|
Тип А |
5 |
50 |
|
Тип В |
20 |
30 |
|
Тип С |
10 |
40 |
|
Тип D |
- |
50 |
Характеристики экспериментальных покрытий представлены в Приложении 3.
Результаты испытаний
1.Температура поверхности.
Результаты показали, что максимальное снижение поверхностной температуры покрытия дает одежда типа А. Для данного типа покрытия температура снизилась на 18,8 градусов, тогда как для одежды типа В – на 11,7 градусов, D – на 10,2 градусов, и С – только на 10 градусов.
2. Степень колееобразования.
Ускоренное испытание нагрузкой является очень эффективным методом оценки прочности дорожной одежды. Замерялась глубина образовавшейся колеи при нагрузке в размере 100, 200, 300 и 400 кН на поверхность дороги. Наилучшие результаты были у дорожной одежды типа А. Худшие результаты продемонстрировало покрытие типа С. См. показатели колееобразования в Приложении 3.
3. Трещиностойкость.
Для типов В и D – трещиностойкость увеличилась, для типов А и С – снизилась. Типы А и С имеют тонкий поверхностный слой (отражающий)
4. Водопроницаемость.
Хотя водопроницаемость стала несколько ниже с увеличением давления колес результаты можно считать благоприятными для всех четырех типов. Показатели проницаемости см. в Приложении 3.
Результаты испытаний свойств дорожных одежд смешанного типа показали, что данная технология улучшает такие характеристики, как степень колееобразования, трещиностойкость (в некоторых типах), водопроницаемость, т. е. был получен хороший результат даже после существенных нагрузок на дорожное полотно. К сожалению, в дорожной одежде типов A и C трещиностойкость несколько снизилась, что требует некоторой доработки и дальнейших испытаний.
материалы и технологии производства ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД
1)& Изменение микроструктуры глинозема в зависимости от наличия ионов тяжелых металлов[6]
Сжижаемость производимых (проектируемых) глиноземов в большой степени можно контролировать посредством изменения их микроструктуры, в частности – посредством внедрения химических ионов в содержащуюся в глиноземах воду. Цель данной работы – обозначить основные методы исследования изменения микроструктуры глинозема в зависимости от наличия ионов тяжелых металлов в поровой воде глинозема.
В исследованиях были использованы два вида беспримесных глиноземов – каолинит и бетонит. Однородные испытания на твердение были проведены на восстановленных образцах, изготовленных из дистиллированной воды и трех видов соединений тяжелых металлов: Pb(NO3)2, Cu(NO3)2, Zn(NO3)2. Для лучшего понимания влияния химической поровой жидкости на микроструктуру двух видов глинозема дополнительно к испытаниям на твердение проводились наблюдения на сканирующем электронном микроскопе (SEM – scanning electron microscope[7]) и измерения пористости путем внедрения ртути (MIP – mercury intrusion pore size distribution[8]).
Метод измерения.
Поскольку метод измерения пористости путем внедрения ртути позволяет измерять размер пор минимум в 20Ǻ, для измерения размера микропор был использован БЭТ (англ. - BET), метод газовой адсорбции[9], позволяющий производить замеры в пределах от 3,5& Å до 500Ǻ. Путем использования этого метода можно определить особенности поверхности глинозема. Также его можно использовать для выявления различий в уровне подвижности (creep performance) почв. Более того, для лучшего понимания физико-химического взаимодействия между частицами почвы и ионами тяжелых металлов была проведена серия опытов по равномерному замесу бетона. Учитывая силы электрического притяжения и отталкивания между частицами, была сделана попытка спрогнозировать подвижность почв, опираясь на теорию двойного электростатического слоя (ДЭС) Гуи-Чепмена[10] (Gouy-Chapman double layer theory).
Описание тестов.
a)& Тест на замес бетона.
Согласно стандарту D4319 ASTM International (American Society for Testing and Materials[11]), тесты на замес бетона проводились соответственно с двумя глиноземами (каолинитом и бетонитом) и нитратом меди, нитратом свинца и нитратом цинка. Таким образом, были приготовлены шесть вариантов для каждого тяжелого металла с концентрацией от 0,1 до 10 nM. Их pH был доведен до уровня 5 посредством добавления HCl и/или NaOH. Образцы были приготовлены путем смешивания 2 г сухого каолинита и порошка бентонита с 20 мл каждого из шести приготовленных растворов. Время ожидания было протестировано в результате предварительных экспериментов и определено в районе 48 часов, в течение которых образцы медленно перемешивались. После этого образцы проходили обработку в центрифуге (в расчете 20 минут на 2000 г) для отделения твердых чистых элементов от разложившихся. Наконец, концентрации тяжелых металлов в разложившихся элементах были исследованы с использованием атомно-абсорбционного спектрометра (atomic adsorption spectrophotometer Shimadzu AA-6300). Результаты теста приведены в Приложении 3.
b)& Тест на затвердевание.
Тест на затвердевание производился в соответствии со стандартом ASTM-D2435. Для каждого глинозема было приготовлено по четыре суспензии путем смешивания сухого порошка глинозема с (1) дистиллированной водой, mM соединения Cu(NO3)2, mM соединения Pb(NO3)2 и mM соединения Zn(NO3)2.
Суспензии были медленно залиты в консолидатор (высотой 30 см и в диаметре 10 см). Предварительное затвердевание длилось около 5 дней под вертикальным давлением в 20 кПа и двойным дренажом до достижения твердой вертикальной поверхности. В завершение предварительного затвердевания образцы были уменьшены до подходящего для стандартного одометра размера (19 мм высотой и 70 мм в диаметре). Далее была применена нагрузка, возрастающая от 5кПа до 800 кПа. Материал выдержал нагрузку, превышающую предыдущие показатели в два раза, при этом длительность нахождения под нагрузкой и ее отсутствие составляла по 24 часа.
c)& MIP-тест (измерение пористости путем внедрения ртути) и BET-тест (метод газовой адсорбции).
Образцы для MIP и ВЕТ методов были тщательно выровнены до маленьких кубиков размером 10х10х10 мм после предварительного затвердевания и тестирования одометром 1D. С целью не допустить капиллярного сжатия образцы были заморожены сухим способом (freeze-dried). Прибором для MIP-теста является Micromeritics AutoPore 9500 c максимальной силой внедрения 210 МПа и возможностью определять размер пор радиусом от 3 nm до 360 µm.
d)& SEM-наблюдения (наблюдения в сканирующий электронный микроскоп).
Свежие фрагменты, полученные аккуратным разламыванием образцов предварительного затвердевания, были изучены с точки зрения их микроструктуры с использованием сканирующего электронного микроскопа.
Расчеты были сравнены с результатами тестов. Сравнение показало, что прогнозирование сжижаемости глиноземов в соответствии с теорией двойного электростатического слоя совпадает с результатами экспериментов.
Таким образом описанные новейшие методы исследований дают возможность с высокой степенью точности определять изменения микроструктуры глинозема.
Переработка использованных материалов для последующего использования в качестве материала для дорожных одежд
1)& Применение резинобитума для производства дорожных одежд[12]
В настоящее время перспективным направлением является создание технологического комплекса, реализующего непрерывный способ переработки изношенных автомобильных шин и других резинотехнических отходов в новый сырьевой компонент для производства дорожных одежд.
При производстве резинобитума гранулированная резина покрышек смешивается с битумом и различными добавками. При этом важно учитывать следующие детали производства:
·& Используется минимум 20 +/-2 % резиновой крошки.
·& Размер резиновой крошки должен быть около 2 мм.
·& При производстве реакция длится минимум 45 минут при высоких температурах.
·& Использование резинобитума изменяет оригинальные свойства асфальтобетона.
История использования резинобитума началась еще в 1898 г., когда Де Кауденберг разработал первое в истории резинобитумное вяжущее. Далее с 1901 по 1914 гг. на основе патента Кауденберга была создана компания по производству резинобитумов. В 1968 г. департамент дорожного строительства штата Аризоны начал использовать резинобитумное вяжущие для ямочного ремонта и для поверхностной обработки дорожных одежд. Подробную историю использования резинобитума см. в Приложении 3.
В США использование резинобитума является одним из способов снижения постоянно растущих затрат. Этому прочному вид дорожного покрытия американцами уделяется большое внимание, они предполагают, что его использование поможет на протяжении многих лет существенно снизить затраты на содержание дорог. Другим преимуществом резинобитума является применение для его производства переработанных материалов.
Резинобитум может изготавливаться на классическом заводском агрегате способом горячего смешивания, но рекомендуется и производство на специализированных битумных агрегатах (заводах), созданных специально для смешивания резинобитума. Требуемая резиновая крошка в мешках поставляется с заводов по переработке резиновых покрышек (см. рисунок в Приложении 3).
Технология производства резинобитума предусматривает две операции: смешивание резины и битума и получение готового продукта. Производство резинобитума отличается от производства обычной асфальтобетонной смеси. Резина и битум должны вариться в течение определенного времени, называемого временем реакции. Согласно требованиям спецификаций штата Аризона, битум, прежде чем добавить в него резину, должен нагреваться до температуры 375–400 градусов по Фаренгейту. Битум, смешанный с резиной, в течение времени реакции нагревается до 325–375 градусов по Фаренгейту. Эта температура гораздо выше той, которая требуется при производстве обычного горячего асфальтобетона. Как правило, установки для производства резинобитума имеют резервуары с двумя отделениями. В первое отделение нагревают и перемешивают резину и битум. Во втором отделении битум выдерживается до завершения времени реакции, затем обеспечивается доставка резинобитума к наполнителю в установках горячего смешения. Установка горячего смешения перемещается между этими двумя отделениями для повышения эффективности производства.
Оборудование для смешивания компонентов резинобитума стоит около 1,2–1,5 млн. долларов. Необходимость нагрева битума до более высоких температур и в течение более длительного времени – времени реакции, а также необходимость для обслуживания установки смешивания резины второй бригады делает производство резинобитума более дорогостоящим, чем производство традиционного асфальтобетона. Но экономия за счет увеличения срока службы перевешивает высокую стоимость его производства. Технология производства резинобитума представлена в Приложении 3.
Резина является модификатором асфальтобетона, причем ее уникальность заключается в том, что асфальтобетон модифицируется по двум параметрам. Во-первых, подобно обычным модификаторам асфальтобетона резина становится частью вяжущего элемента. Целью добавления большего количества вяжущего в резинобитум является увеличение объема покрытия. Резинобитум имеет гораздо более высокую вязкость, чем асфальтобетон. Он становится настолько плотным, что при его производстве требуется специальный насос для откачки. Вдобавок к этому, при обработке добавляемая резиновая крошка выделяет определенные химические вещества, которые модифицируют битум. Во-вторых, резина выступает как компонент наполнителя. В результате резинобитум не теряет мелкозернистые материалы под воздействием солнца, как обычный асфальтобетон, т. к. резиновая крошка заменяет собой некоторые из них.
В настоящее время резинобитум используется:
·& В покрытиях на основе резинобитума с применением горячих вяжущих (ARHM – Asphalt rubber hot mix).
·& Для поверхностной обработки «кейп сил» (cape seal)[13].
·& Для поверхностной обработки «чип сил» (cheap seal)[14].
·& В многослойных конструкциях (покрытиях на основе резинобитума с применением стресcовоспринимающей мембраны).
Резинобитумное вяжущее может быть использовано в горячих асфальтобетонных смесях при поверхностной обработке в различных тонкослойных дорожных одеждах. Такой подход позволяет сэкономить сотни тысяч долларов в сравнении с затратами на полный ремонт асфальтобетонной дорожной одежды.
Американская компания Caltrans провела полевые испытания дорожных одежд с использованием промежуточных стрессовоспринимающих мембран (SAMI - stress absorbing membrane, см. структуру в Приложении 3). Были сделаны выводы, что применение SAMI для дорожных одежд значительно повышает трещиностойкость. Применение резинобитума значительно увеличивает устойчивость к трещинообразованию при низких температурах. Это происходит частично из-за увеличения предела прочности вяжущего на разрыв, а также благодаря выросшему на 1– 2% количеству такого материала в смесях.
Испытания:
a)& Проект «Ravendale».
Проект, в котором использовался резинобитум, назывался «Ravendale» и был выполнен в 1983 году на дорогах Калифорнии. Экспериментальные участки дорожной одежды с различной толщиной резинобитума и асфальтобетона были спроектированы для сравнения их трещинностойкости. В этом проекте сравнивались показатели так называемого «мокрого метода» добавления резинобитума в дорожные одежды (смесь битума с переработанной резиной и другими добавками, где резина присутствует не менее чем в 15% от массы вяжущего и вступает в реакцию с горячем битумом) и «сухого метода» (асфальтобетонные смеси, в которых часть каменного материала заменялась резиновыми гранулами). Результаты испытания резинобитумного вяжущего в США приведены в Приложении 3.
b)& Испытания «Caltrans».
Американская компания Caltrans в 1992 г. выпустила руководство по применению резинобитума, основанное на лабораторных и естественных исследованиях материала (продолжительность исследований - 6 мес.). В исследованиях использовалось специальное дорожное покрытие совместно с симулятором тяжелого транспортного средства (см. рисунок в Приложении 3). Кроме того, исследование включало также и лабораторные испытания, подтвердившие результаты, полученные в естественных условиях.
В настоящее время по всему миру выполнено более 1000 проектов по уменьшению толщины дорожной одежды вследствие применения резинобитума. Все эти испытания доказали, что смесь с использованием резинобитума может быть уложена толщиной в два раза меньшей, чем толщина обычного слоя горячего асфальтобетона при сохранении срока службы одежды.
Таблица 3
Сравнение толщины дорожных одежд при разных технологиях (в миллиметрах)
|
Асфальтобетон
НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?
❮
❯
|


