СБОРНОЕ АВТОДОРОЖНОЕ ПОКРЫТИЕ

ИЗ ПРЕДНАПРЯЖЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЛИТ

Совсем недавно миллионы просмотров в интернете собрал видеоролик об укладке дороги из пластиковых плит дорожного покрытия в Голландии — способ быстрый, удобный и экологичный. Однако и в России есть собственная инновационная технология производства сборных автодорог — правда, в качестве основного материала, учитывая особенности нашей страны, в ней вместо переработанного пластика используются крупногабаритные железобетонные плиты. При этом скорость укладки впечатляет: около ста погонных метров дороги в рабочую смену.

Авторство российской технологии «быстрой дороги» принадлежит челябинской компании «Инновационные технологии в строительстве» («ИТС»). Уральское предприятие с 2010 года специализируется в области разработки и внедрения новых решений в сфере укладки и реконструкции автомобильных и железных дорог.

Разрабатывая технологию быстросборного дорожного покрытия, специалисты компании ставили цель создать продукт равно пригодный во всех без исключения климатических и геологических зон нашей страны — и при этом такой, применение которого было бы экономически целесообразным для дорожно-строительных предприятий.

Тысяча «но» российских дорог

Сегодня в России в качестве дорожных покрытий используются различные материалы, каждый из которых, мягко говоря, не идеален. Грунтовые дороги неустойчивы к действию дождя и ветра — а уплотненный местами с помощью химических реагентов грунт может неблагоприятно сказываться на местной экологии. Наиболее распространенное асфальтобетонное покрытие при своей доступности и невысокой стоимости требует жесткого основания и очень уязвимо от температурных факторов: оно плавится летом и трескается зимой. Монолитное бетонное покрытие отличается высоким качеством — но при этом долго (около месяца) твердеет. К тому же все перечисленные типы покрытий имеют ограничения по сезону строительства и требуют определенных затрат на ремонт и обслуживание. Очевидно, что лучшим решением для дорожной отрасли стало бы создание долговечного покрытия, не дорогого в эксплуатации и не требующего ежегодных ремонтных работ.

Долгоиграющее быстромонтируемое покрытие?

Задачу по созданию именно такого продукта ставили перед собой специалисты компании «ИТС». Новое покрытие должно было быть экономически выгодным в плане укладки, содержания и ремонта, служить 20-30 лет, укладываться в любое время года, а также работать с нагрузками от 12,5 до 20 тонн на ось.
Разумеется, создать такой продукт одномоментно нельзя. Поэтому работа над ним велась в несколько этапов. Первым из них был поиск оптимальной формулы бетона, имеющего большую прочность, низкое водопоглощение и высокую морозостойкость. Затем разрабатывалась уникальная конструкция преднапряженных бетонных плит, а также используемых для их соединения элементов. И, наконец, была определена технология укладки элементов покрытия с помощью грузоподъемной и монтажной гидравлической оснастки. О каждом из трех этих шагов стоит сказать более развернуто: это поможет более полному пониманию достоинств нового продукта для практики дорожного строительства.

Выбор материала и создание конструкции

Итак, цементобетоны, применяемые для нужд дорожного строительства в России, часто имеют довольно невысокие показатели прочности, морозостойкости и водопоглощения. Для инновационного дорожного покрытия был разработан оригинальный состав и технология производства бетона с классом прочности В60, морозостойкостью более трехсот циклов, показателем водопоглощения не более 14 и стойкостью к истиранию в 2,5 раза выше, требуемой ГОСТ 13087-81. Устойчивость к трещинам обеспечило применение особого песка и щебня фракции 3…10 миллиметров. Интересно отметить, что все компоненты бетона — местного происхождения, за исключением добавок микрокремнезема и пластификатора «Глениум», который не производится в России, но весьма часто используется в нашей стране.

Специалисты компании «ИТС» разработали конструкцию плиты с напряженной стержневой арматурой и арматурными сетками, а также металлоформу для их серийного изготовления. По краю каждой из плит имеются четыре конических отверстия, благодаря которым ее удобно поднимать и кантовать. Внутри плит расположены сквозные каналы для их последующей стяжки в дорожное полотно с помощью защищенных стальных канатов. Габариты плиты (длина/ширина/высота) — 6000х3500х130 миллиметров — оптимальные для их транспортировки автопоездом или железнодорожным транспортом. Изготовление плит ведется в заводских условиях, что обеспечивает стабильно высокое качество, возможность выпуска и укладки элементов покрытия круглый год с немедленным вводом новой дороги в эксплуатацию.

Полуцилиндрический паз по периметру плит служит для установки между ними упругого элемента из специальной стойкой резины, сохраняющей работоспособность не менее тридцати лет. Лента Ф-образного сечения предохраняет бетонные поверхности соседних плит от непосредственного контакта, но при этом упруго передает с плиты на плиту вертикальные нагрузки от колес проезжающего транспорта.

Технология строительства дороги

Основание для традиционной дороги выполняется исходя из геологии, топографии, розы ветров, количества осадков и глубины залегания грунтовых вод; щебеночное основание должно быть весьма жестким. В случае сборки инновационной дороги из плит этого не требуется. На выровненную поверхность укладывается слой песка, который разравнивается, уплотняется и накрывается гидроизолирующей пленкой из полиэтилена, отсекающей поступление влаги из грунта.

Далее укладывается соединительная плита — а затем к ней, через упругий элемент, основная. В результате получается цепочка из 6-8 основных плит — после чего в конце пакета снова кладется соединительная. Укладка производится предельно точно для того, чтобы совпали отверстия для прокладки канатов.

При укладке однополосной дороги плиту можно поднимать за строповочные отверстия с применением специальных захватов и обыкновенными скобами-зацепами, размещая их по периметру плиты. При укладке двух- и многополосных дорог плиты соприкасаются боковыми поверхностями, поэтому применение зацепов в этом случае невозможно: пригодны только захваты.

Основная плита, как уже было сказано, подобно звену браслета, имеет сквозные отверстия для канатов. У плиты соединительной каналы идут от отверстий на торцах к карманам на верхней, рабочей поверхности. С помощью гидрооборудования соединительные канаты пропускаются сквозь всю цепочку плит и в напряженном состоянии фиксируются клиновыми анкерами в кармане соединительной плиты. На другой конец плиты надевают гидронатяжители, которыми выполняют натяжение каждого каната усилием по по десять тонн и затем фиксируют в напряженном состоянии теми же клиновыми анкерами.

При строительстве двух- и многополосных покрытий параллельно уложенные пакеты плит также стягиваются канатами, которые пропускаются через поперечные каналы — при этом клиновые анкеры этих каналов размещаются на боковых поверхностях плит (на обочинах).

Инновационная дорога на Белгородчине

А, говоря точнее, первый экспериментальный участок дороги, построенной в соответствии с новой технологией. Он появился в июне 2013 года около поселка Бродок в Белгородской области. Протяженность дороги составила 180 метров — ровно столько пространства понадобилось, чтобы выработать оптимальную схему организации рабочего процесса, обеспечивающую максимальную производительность.

Реализованный проект подтвердил полное соответствие дорожного покрытия заявленным производителем параметрам, что свидетельствует о стопроцентной работоспособности инновационного проекта.

В том же 2013 году новая технология строительства полотна автодороги была запатентована и получила одобрение на заседании экспертного совета, а позднее – рабочей группы по повышению инновационности государственных закупок в транспортном комплексе Минтранса Российской Федерации. Технология, разработанная компанией «ИТС» была официально включена в перечень технологий, рекомендуемых Министерством транспорта к госзакупкам.

Испытания… танками!

Наверное, каждый разработчик новой технологии стремится обкатать ее не только в тех условиях, на работу в которых она рассчитана, но и в режиме предельных нагрузок. Компания «ИТС» со своей технологией быстросборного дорожного покрытия также не стала в этом смысле исключением.

В 2015 году на полигоне «Алабино» проходил чемпионат Мира по танковому биатлону, в котором участвовали 57 команд из 17 стран мира. Комплекс препятствий, которые предлагалось преодолеть участникам в ходе состязаний, в числе прочего включал в себя и эскарп с крутым — до 85 градусов — срезом возвышенности, то есть почти вертикальную стенку на пути. В качестве покрытия эскарпа были использованы поочередно смонтированные железобетонные плиты ПАГ-14 и ПАГ-18 по ГОСТ 25912-91, а также предлагаемые ООО «ПСК-Профит» улучшенные плиты ПАГ-14 из бетона В60 морозостойкости F200, разработанные по технологии компании «ИТС». Плиты выдержали натиск армады сорокотонных бронированных машин — а все повреждения покрытия, нанесенные проходящей тяжелой техникой, визуально фиксировались экспертами и по завершении состязаний были подвергнуты тщательному анализу.

В 2016 году в Острогожске Воронежской области состоялись, возможно, не такие зрелищные, как танковый биатлон, но весьма более ценные в прикладном плане Международные армейские игры. Их участники демонстрировали в ходе соревнований мастерство управления тяжелой техникой и военными внедорожниками — в том числе прохождение отрезков с препятствиями «Участок с камнями» и «Колея», которые оборудовала компания-партнер «ИТС» – «ПСК-Профит».

Для создания препятствий были использованы инновационные технологии в области армирования, в том числе — композитная арматура и плиты, выполненные из бетона марки В60, изготовленные и уложенные в соответствии с описанной выше технологией. Возможность их быстрого монтажа с любых погодных условиях пришлась для армейских состязаний очень кстати — в случае необходимости конструкцию можно оперативно демонтировать и, переместив в другое место, собрать заново.

 

За время, которое продолжались игры, препятствия, изготовленные по инновационной дорожностроительной технологии, подверглись серьезному испытанию в виде различных нагрузок, но при этом сохранили свою целостность. А военные, участвовавшие в прохождении этапов игр, отметили высокий уровень сложности прохождения препятствий.

Но, конечно же, испытание нового продукта для дорожно-строительной отрасли танками и бронетранспортерами — это своего рода экстрим, призванный выявить порог прочности быстромонтируемых железобетонных конструкций. Куда более обширное применение новая технология имеет в мирной жизни; прежде всего — это решения повседневных задач, связанных с интенсивными грузоперевозками. Технология, разработанная специалистами «ИТС» имеет всю необходимую разрешительную документацию и готова к применению.

Распечатать

Категории
Наука и инновацииСтатьи

Комментировать

*

*

Похожие