(383) 381-79-76
nsk.asfalt@gmail.com

Применение инноваций в дорожном строительстве

Актуальность проведенного исследования обусловлена тем, что дорожная отрасль является неотъемлемой частью транспортного комплекса страны, вследствие чего государством ежегодно выделяется большое количество денежных средств на строительство автомобильных дорог. Данная отрасль не только помогает обеспечивать потребности хозяйства и населения страны, но и вместе с городами образует основу территории, оказывает воздействие на динамичность и эффективность экономического развития, как отдельных областей, так и страны в целом. Мировой опыт показывает, что без развития транспортной системы страны невозможно построить эффективную рыночную экономику.

Развитие дорожного строительства весьма актуально, учитывая общее состояние дорожных коммуникаций и неуклонно возрастающее число автомобилистов в стране.

Целью исследования явилось проведение анализа использования инновационной составляющей в дорожно-строительной отрасли и оценка перспектив инновационного развития дорожного строительства.

Для достижения цели были определены следующие задачи:

— проанализировать темпы строительства дорог в России и городе Новосибирске,

— оценить качество и состояние дорожной инфраструктуры России и Новосибирска,

— проанализировать уровень ДТП в Российской Федерации как фактор, актуализирующий
необходимость применения инновационных методов в дорожном строительстве,

— рассмотреть инновации, применяемые при строительстве дорог в России.

При проведении исследования использовались следующие метод анализа статистических данных, характеризующих качество дорожного строительства, и связанных с этим показателей количества дорожно-транспортных происшествий, зарегистрированных в ГИБДД.

Научная новизна исследования заключается в обосновании того, что вопреки устойчивому мнению, инновации в строительстве могут быть экономически оправданными, поскольку новые материалы значительно продлевают срок службы дорожного полотна, избавляя регионы от необходимости частых и дорогостоящих ремонтов. Отдельного внимания в данном случае заслуживают области с многолетнемерзлыми грунтами и регионы со сложными климатическими условиями, для которых характерно сезонное промерзание грунтов, таких как Новосибирская область

 Строительство новых магистралей идет очень медленно, не соответствуя возрастающим нуждам народного хозяйства, что иллюстрируется данными таблиц 1-3 [6, 9].

Таблица 1 – Строительство дорог в РФ

Год

Построено автодорог общего пользования
с твердым покрытием в РФ и шоссе, тыс.км.

1990

13-14

2000

8

2015

3-4

Таблица 2 – Автотранспортная нагрузка на дороги РФ [6]

Год

Количество грузовых и легковых автомобилей на 1 км.
Дорог с твердым покрытием в РФ

1990

18

2000

33

2010

51

Таблица 3 – Строительство дорог в Новосибирской области [9]

Год

Общая протяженность автомобильных дорог, км Удельный вес автодорог с твердым покрытием,
не соответствующих нормативным требованиям, %

Прирост протяженности сети автомобильных дорог на территории Новосибирской области в результате строительства новых дорог, км

2013

8962 56

5,5

2014

9123,9 54,6 10
2015 9140,1 54

3

2016

9159 50,5 4,8
2017 9202,3 49

3,7

2018

9283,9 47,5 3,1

2019

9379,7 46

2,5

2020 9479,9 44,5

3,8

2021

9545 43 4
2022 9610,1 41,5

3,6

виды ямочного ремонтаТаким образом, на основании данных, представленных в таблицах, можно сделать вывод, что, не смотря на возрастание автотранспортной нагрузки как по России, так и по Новосибирской области наблюдаются малые темпы строительства дорог. Более острая проблема заключается в низком качестве и плохом состоянии дорог и дорожной инфраструктуры (таблица 4 [11]). Из данных таблицы следует, что около трети дорог Новосибирска находятся в аварийном состоянии, что является показателем низкого качества дорог.

Проблемы строительства автомобильных дорог нельзя рассматривать изолировано, так как отсутствие качественной системы дорог значительно влияет на экономику страны в целом, существенно замедляя и осложняя как частные, так и промышленные перевозки.

Таблица 4 – Состояние сети автомобильных дорог в городе Новосибирск (2008 год)

Вид покрытия

Всего дорог,
км

Из них аварийные, км/%

Цементобетон

135,3 35,5/26
Асфальтобетон 2630,4

940,7/36

Черный щебень

650,7 277,3/43
Щебень 5124,6

2869/56

Грунтовые

4186 219,5/5
Итого 12727

4342/34

 

Одна из основных проблем дорожного строительства — качество покрытия, которое в большинстве регионов вызывает серьезные нарекания у россиян. Ямочные ремонты, быстрое старение нового полотна или же его отсутствие – основные причины высокой аварийности на отечественных дорогах. Статистические данные по ДТП по России и Новосибирской области представлены в таблице 5 [4].

 

Таблица 5 – ДТП, совершенные за январь-октябрь 2016 года

Показатель

Россия

Новосибирская область

Значение

Всего ДТП:

— погибло

— ранено

142437

16766

180861

2261

263

2693

в т.ч. совершению которых сопутствовали неудовлетворительные условия содержания и обустройства улично-дорожной сети (НДУ):

— погибло

— ранено

56848

 

 

6242

72232

624

 

 

45

709

из них:

в городах и населенных пунктах:

— погибло

— ранено

 

47748

3796

58903

 

594

36

674

на автомобильных дорогах общего пользования:

— погибло

— ранено

13537

3480

19113

32

10

38

 

Исходя из данных таблицы, можно сказать, что аварийность на дорогах России, в том числе и Новосибирска очень велика, одной из существенных причин являются неудовлетворительные условия содержания и обустройства улично-дорожной сети. Смертность на российских дорогах в 3-4 раза выше, чем в ведущих государствах Европы и Азии. По данным 2014 года Россия заняла 97 место из 193 в рейтинге смертности на дорогах (ежегодно в результате ДТП гибнет 14 человек на 100000). Эксперты считают положение России в мировом рейтинге неудовлетворительным, а принимаемые государством меры – неэффективными [10].

Сегодня вопрос применения инноваций в дорожном хозяйстве является одним из стратегически важных условий развития дорожной отрасли, инструментом снижения издержек отрасли и повышения потребительских свойств автомобильных дорог. Автомобильная дорога, построенная и эксплуатируемая с использованием новых технологий, позволяет сократить издержки в расчете на жизненный цикл дороги, повысить ее безопасность и сделать более долговечной, а, следовательно, более привлекательной для пользователей и инвесторов.

Возможность внедрения инновационных технологий в дорожном строительстве в России на данном этапе в различных климатических условиях является не только вопросом качества и удобства эксплуатации дорог, но и напрямую связана с обеспечением экономии бюджетных средств, ежегодно выделяемых на содержание дорожной сети и новое дорожное строительство, что является важным компонентом реализации бюджетной политики Российской Федерации.

Многолетний опыт и научные исследования доказали, что долговечность и прочность дорожного покрытия напрямую связаны с правильным регулированием водно-теплового режима земляного полотна. В этой связи особую роль играет внедрение современных технологий и материалов, способных обеспечить долгую безремонтную эксплуатацию дорог в любых климатических условиях, включая суровые регионы российского Севера.

Сегодня можно уверенно утверждать, что дорожная сеть готова к положительным переменам. Спад в экономике для некоторых отраслей открывает весьма важные возможности, направленные в сторону уверенного роста. Кризис заставляет дорожников искать новые решения, призванные значительно сократить затраты и одновременно с этим повысить эффективность и качество отечественных дорог.

Так, например, некоторые компании предлагает принципиально новый продукт для российской дорожной отрасли – пеностекольный щебень. Впервые пеностекло было применено в качестве теплоизолирующего материала в середине прошлого столетия при строительстве одного из зданий в Канаде. Благодаря своим превосходным физико-механическим характеристикам, материал быстро получил широкое распространение в дорожном строительстве в Европе, особенно в скандинавских странах и Германии. В России до некоторых пор популярность пеностекла была не так высока. Эксперты связывают это с отсутствием технологии производства. Однако с открытием производства «АйСиЭм Гласс» ситуация на рынке начала меняться в лучшую сторону. Компания выпускает продукцию, которая по качеству не имеет аналогов ни в России, ни в странах СНГ. В основе производства лежит технология наноструктурной модификации поверхности дисперсного стекла. Благодаря сочетанию теплоизоляционных и дренирующих свойств, применение пеностекольного щебня от «АйСиЭм Гласс» уменьшает стоимость возведения дорожного полотна. По подсчетам экспертов, применение пеностекла сокращает стоимость строительства на 10–20 %, а трудозатраты снижаются до 20 %. Секрет такой экономической эффективности кроется в высокой простоте и технологичности монтажа слоя из пеностекла. Ведь для его укладки требуется всего лишь задать необходимую толщину, уплотнить и расклинить дорожным катком с виброрежимом [5].

Примеры других инноваций, применяемых в дорожном строительстве, представлены в таблице
6 [1, 2, 3, 7, 8, 12].

Таблица 6 – Инновации, применяемые в дорожном строительстве

Инновация
(место разработки)

Характеристика

Технология «Кейп-сил» (штат Техас, США) Ее следует предпочесть в тех случаях, когда разрушение существующего покрытия настолько существенно, что для его ремонта недостаточно нанесения только «Сларри Сила», но в тоже время разрушение не настолько существенно, чтобы потребовать нанесения слоя дорогостоящего асфальта
Асфальтовая смесь с добавлением резиновой крошки (Новокузнецк, Россия) При нагреве этой смеси до 180 градусов происходит сплавление каучука с битумом, благодаря этому, по словам специалистов, новый асфальт будет прочнее. Добавление резиновой крошки препятствует деформации асфальта, снижает шумовой эффект
Ремонт покрытия при помощи стыковочной битумно-полимерной ленты (Москва, Россия)

Разработана для уплотнения швов и соединений дорожных покрытий. Битумная лента модифицирована полимерами, что делает ее устойчивой против износа и старения дорожного полотна

 

Полимерно-битумное вяжущее «ПБВ 60» (Москва, Россия) Позволяет повысить устойчивость дорожного покрытия при сильной жаре, температуростойкость асфальтобетона и увеличивает срок службы покрытия в два-три раза
Система проектирования асфальтобетона Суперпейв (Институт асфальта и ведущих университетов США) Метод проектирования составов асфальтобетонных смесей для дорожных покрытий с повышенными эксплуатационными характеристиками. Суть системы — подобрать оптимальное сочетание материалов так, чтобы дорожное покрытие служило в течение длительного срока в определенных климатических условиях, будь то территория вечной мерзлоты Дальнего Востока и Сибири или каменистые грунты южных регионов России
Материал «ДиатомИТ» (Тюменская область, Россия) Повышает плотность и ровность покрытия, его устойчивость и значительно снижает стоимость дорожных работ и затраты на содержание и ремонт полотна

 

Таким образом, по мнению специалистов отрасли, строительство автомобильных дорог с применением новых технологий окончательно войдет в обиход только с развитием соответствующей нормативной базы и созданием системы отбора, исследования и распространения инноваций. Последнее необходимо для оценки эффективности применения зарубежных материалов и технологий в российских климатических и эксплуатационных условиях. Для этого потребуется комплексное развитие испытательной инфраструктуры отрасли, которое позволит всесторонне изучать рынок инновационных технологий со сбором актуальных показателей результативности той или иной инновации в России. Минтранс уже начал работу в этом направлении с разработки основных элементов этой инфраструктуры:

— база данных всех технологий отрасли, необходимая для обмена теоретической и практической информацией между подразделениями дорожного агентства;

— испытательные полигоны для тестирования инноваций;

— лабораторные центры для проведения испытаний новых материалов на перспективу.

Нельзя сбрасывать со счетов и финансовые трудности, встающие на пути исследования и применения новых технологий. И здесь тоже отмечается положительная тенденция: в текущем году на дорожно-строительные работы с применением инноваций выделяется почти вдвое больше средств финансирования, чем два года назад, что, безусловно, свидетельствует о значимости инвестиций в дорожное строительство для решения задач социально-экономического развития как отдельных регионов, так и страны в целом.

Автор статьи 
Речкина Ангелина Евгеньевна
студентка 4-го курса НГУЭиУ