Дороги России 21 века, Современные технологии дорожного и транспортного строительства

Cовременные условия проектирования и строительства объектов транспортной инфраструктуры предъявляют повышенные требования не только к конечному продукту – дорогам, мостам, эстакадам, тоннелям и т.д., но и к процессу их изготовления. Все чаще объекты транспортной инфраструктуры размещаются в плотной городской застройке. Оправданно растут требования по охране окружающей среды. Наконец, сам процесс развития требований к дорогам и сооружениям на ни х предполагает иные конструктивные и строительные решения. Инновационные подходы к проектированию подразумевают отнюдь не только использование передовых программных комплексов для расчета и конструирования, но и выбор оптимальных технологических решений. П ри этом задача проектировщика – ориентация на современные технологии строительства. Исходя из ...

Введение
1 История развития автомобильных дорог в России
2 Современные технологии дорожного строительства
2.1 Надвижка металлических конструкций
2.2 Современные технологии приготовления асфальтобетонной смеси и дорожного строительства
Задачи дорожного строительства
Заключение
Список литературы

Со времен первой конной поездки до зарождения автомобильного транспорта требования к трассе дорог носили ряд существенных ограничений, которые вытекали из характерных особенностей повозок на конной тяге при движении на подъем. Лошадь способна, пр и условии работы с непродолжительной перегрузкой, развить силу тяги на крюке, которая в 2—3 раза будет превышать нормальную, составляющую порядка трети ее веса.
Отсюда следует, что с увеличением крутизны подъема, должна снижаться и его протяженность. Строи тельство дорог, заточенных непосредственно под автомобили неизбежно свело на нет целесообразность такого требования, но, в свою очередь, привело к появлению целого ряда других.
По мере того, как количество автомобилей росло, а их динамические качества повы шались, росли и требования к проектиров анию плана и продольного профиля дорог, в котором теперь следовало учитывать особенности автомобилей.
Уже с появлением первых автомобилей стали высказываться предложения, учитываемые и в наши дни при разработке технич еских требований к элементам трассы. В книге И. М. Иванова, в частности, отмечалась потребность в обеспечении хорошей видимости на кривых в плане так, чтобы направление зрения водителя оставалось в пределах полотна дороги.
Не упоминая о длине тормозного пу ти, автор отмечал, что «промежуток времени, необходимый для шоферов, чтобы заметить друг друга,— 3 сек». Это значение оказалось весьма близки к тому нормативу, который в наше время действует для определения реакции водителей на автомобильных магистралях.
Р адиусы кривых предлагалось рассчитывать на устойчивость против опрокидывания, так как «поперечная сила стремится сдвинуть экипаж в сторону, а при резком поперечном уклоне и в особенности на закруглениях может его опрокинуть». Отмечалось, что «быстрое автом обильное движение неудобно и опасно по улицам селений. Ввиду этого признано необходимым пролагать главные дороги вне селений, обходя их стороной».
Для множества регионов России дороги сегодня – едва ли не большая проблема, чем традиционные дураки. Это, вне всякого сомнения, один из самых острых вопросов, требующих незамедлительного и безотлагательного решения – это касается как их фактического состояния, так и по отношению к развитию дорожной сети и благоустройства городских территорий.
Поддержание дорог в работоспособном состоянии для российских реалий адски трудно, особенно, если вспомнить о размерх территории, климате, зачастую сложных грунтово-геологические условиях, трудностях с финансированием (возможно, дело в угрожающих масштабах коррупции?).
В 2004 году в России была налажена технология укладки асфальтобетонных смесей, основанных на полимербитумном вяжущем. В 2005 году, во время капитального ремонта федеральной автодороги «Россия» (Санкт-Петербург – Москва) с успехом были использованы синтетические а рмирующие материалы. Внедрена технология по приготовлению и укладке щебеночно-мастичных асфальтобетонных смесей (ЩМА) во время устройства верхних слоев дорожных покрытий. Применение подобных смесей способно обеспечить производство более устойчивого к нагру зкам дорожного полотна, а так же препятствовать образованию на дороге колейности.
На сегодняшний день во время строительства асфальтобетонных покрытий находят применение технологии подготовки основания, укладки и уплотнения смесей с использованием комплекс а современных машин: антисеграционных перегрузчиков асфальтобетонных смесей SB-2500, большегрузных асфальтовозов, широкозахватных асфальтоукладчиков, уплотняющей техники ведущих мировых производителей.
Целью данной работы является рассмотрение современных технологий дорожного и транспортного строительства.

Выглядит это следующим образом. Около одного из устоев моста или эстакады сооружается стапель – технологический пост, на котором производится бетонирование секций пролетного строения. После набора бетоном достаточной прочности с помощью домкратов готовая конструкция выдвигается в сторону будущего мостового перехода или эстакады, а на ее месте бетонируется новый блок. Затем операция надвижки повторяется, и на стапеле изготавливается очередной сегмент. Так шаг за шагом пролетное строение прирастает новыми секциями и одновременно перемещается в свое проектное положение.Оценивая пройденные этапы, нельзя не отметить разнообразия предпосылок к применению метода ЦПН и способов решения поставленных задач. Построенные эстакады имеют различную конструкцию, длину и условия строительства. Обобщая накопленный опыт, мы можем сформулировать основные предпосылки для его применения и конкурентные преимущества:• возможность строительства искусственных сооружений на пересечении с другими магистралями без ограничения движения по ним;• экономическая эффективность в широком диапазоне длин пролетных строений; • возможность строительства искусственных сооружений при большой высоте опор и в случаях, когда устройство подмостей или временных опор затруднительно;• возможность строительства пролетных строений в стесненных условиях;• сочетание лучших качеств сборного и монолитного железобетона. Изготовление секций на стапеле, по сути, представляющем собой аналог заводского стенда, позволяет добиться качества отдельных элементов, не уступающего заводскому. А последовательное бетонирование секций, объединяемых в неразрезную балку, в т.ч. и посредством транзитных пучков высокопрочной арматуры, позволяет на выходе получить надежную конструкцию, лишенную самого уязвимого места конструкций из сборного железобетона – стыков объединения;• возможность круглогодичного производства работ с сохранением стабильно высокого качества конструкций;• компактная стационарная строительная площадка;• разнообразие форм пролетных строений, позволяющее удовлетворять самые нетривиальные технические и архитектурные требования;• гибкая технология, позволяющая учитывать технологические возможности подрядчика.Почему при всех очевидных преимуществах технология не получает более широкого распространения в России? На то есть целый ряд объективных и субъективных причин. К первым относится, главным образом, отсутствие у подрядчиков соответствующего оборудования. Поскольку технология остается относительно редко используемой, немногие строители могут похвастаться наличием достаточно дорогостоящих агрегатов для надвижки. Не имея в наличии оборудования, но будучи способны влиять на процесс проектирования, подрядчики отдают предпочтение консервативным конструкциям, как то сборные балки или металл. К субъективным причинам следует отнести порой недостаточную культуру производства. Метод ЦПН предъявляет очень высокие требования к точности изготовления технологической оснастки и процессу монтажа. Для овладения технологией строитель должен ей соответствовать.Главной причиной является недостаточная осведомленность участников проектирования и строительства, в т.ч. заказчиков, подрядчиков и экспертного сообщества, о сути и возможностях технологии. К сожалению, даже в мостовых учебниках информация о предпосылках и особенностях метода ЦПН носит сильно устаревший характер. Важно отметить, что, в отличие от некоторых деятелей прежних лет, мы далеки от мысли о необходимости «до основания разрушить». Говоря о преимуществах одной технологии, мы, безусловно, рассматриваем альтернативные способы строительства как равноправные на стартовой прямой проекта. Все сказанное в данной работе имеет главной целью познакомить аудиторию с одним из самых актуальных способов строительства мостов и продемонстрировать области его возможного применения.2.2 Современные технологии приготовления асфальтобетонной смеси и дорожного строительстваНаука непрерывно предлагает различные пути усовершенствования строительства дорог. Вначале в асфальт стал добавляться бетон, в дальнейшем это были специальные добавки, способные улучшить качество дорожного покрытия. Результатом стали значительно возросшая надежность покрытия и сроки его эксплуатации. Асфальт обретает твердость камня, устойчив к воздействию солнечных лучей и способен выдерживать перепады температур, что когда-то приводило к появлению трещин в покрытии, в особенности в зимнее время года.Порядка десяти лет после укладки подобное покрытие способно обходиться без ремонта. Помимо традиционных компонентов асфальтового бетона – гранитной щебени и отсева, известкового минерального порошка, сегодня в качестве добавок применяется модифицированный битум. Добавление в битум специальных пластификаторов позволяет добиться улучшения почти всех его технических характеристик: водонасыщения, эластичности, несущей способности, прочности.При этом так же снижается толщина дорожного покрытия, следствием чего становится достижение значительной экономии денежных средств. Современные технологии, из числа используемых при строительстве дорог в других странах, обеспечивают возможность увеличения гарантийных сроков в 1,5-2 раза.В странах бывшего союза подобная технология не применялась вовсе, в то время как в современной России ее начали осваивать совсем недавно. При этом вся Европа работает на этой технологии уже по меньшей мере 20 лет.В 60-80-х годах минувшего века в нашей стране было построено множество дорог с покрытием из цементного бетона. Его сроки эксплуатации значительно (по крайней мере, на 10 лет) превышают аналогичный показатель асфальтобетонного, в то время как расходы на эксплуатацию незначительны.В то же время использование низкокачественных материалов при одновременном нарушении технологии привели к появлению множества дефектов. А вот ремонт подобного покрытия значительно сложнее и дороже, чем асфальтобетонного.Разрушение швов, образование трещин, разрушение поверхности – вот одни из самых часто встречающиеся дефектов этого покрытия. Сегодня, однако, наука смогла пересмотреть свое отношение к цементному бетону (чему примером может служить рассмотренный выше метод надвижки).Современные технологии строительства и ремонта дорог в развитых странах позволяют увеличить срок службы такого покрытия до 30 лет. В Западной Европе доля цементобетонного покрытия составляет от 30 до 40% от всей протяженности дорог.Применение минеральных материалов является оптимальным решением для целей создания нижних и верхних слоев оснований дорожных одежд, что дает возможность распределить прилагаемые к поверхности нагрузки по определенным площадям несущих конструкций. Сегодня такие покрытия нашли широкое применение в России, и не удивительно. Ведь в сравнении с лишенными жесткости покрытиями их срок службы раза в 2-3 больше и расходов на ремонт они требуют меньше.В то же время, даже при наличии современных материалов для покрытия, проблема не решается. Технология изготовления современных высокотехнологичных дорожных покрытий для тех машин, которыми располагает отечественная дорожная промышленность, слишком сложна. Толщина слоя и множество других параметров должны строго контролироваться, а это невозможно на физически и морально устаревшей и изношенной технике. Потому денежные средства дорожникам нужны не только и не столько для непосредственного проведения работ, но и на освоение технологий современного дорожного строительства, приобретение машин и механизмов, и, наконец, на подготовку и обучение персонала.Битумные эмульсии широко применяются в дорожном строительстве по всему миру, и на данный момент современная технология для производства высококачественных дорог в обязательном порядке предусматривает применение различных видов битумных эмульсий.Существенным отличием от применяемого горячего битума является возможность распыления эмульсии на влажное основание. При этом эмульсия не менее текуча, чем вода, потому будучи нанесенной на поверхность, она проникает в самые незначительные и незаметные трещины, проникает в поры основания. Все это в тесной связи с высокими адгезионными свойствами катионных эмульсий, которые в равной степени хорошо взаимодействуют как с основными, так и с кислыми породами, обеспечивают качественное сцепление слоев.Основной причиной плохого состояния дорожных одежд является неспособность основания выдерживать многократные нагрузки без развития остаточных деформаций. Технология Geoweb® помогает решить проблему стабилизации оснований и минимизировать деформационные процессы. При этом Geoweb® увеличивает сроки службы объектов и, что особенно значимо, снижает будущие затраты на содержание и ремонт.Георешётка имеет целью увеличения сцепления несвязного материала, который применяется в слоях дорожной одежды. Воздействие сконцентрированной или в некоторой степени распределенной нагрузки на георешётку имеет следующую особенность: объемная ячеистая структура решетки локализует деформации, которым подвергается заполнитель. При этом пассивное сопротивление смежных ячеек с заполнителем и тесная взаимосвязь заполнитель-ячейка – факторы, обеспечивающие повышение жесткости конструкции.Рассмотрим преимущества использования георешётки Geoweb® для укрепления дорожных одежд. Основные функции композиции «георешётка + заполнитель»:– создание слоя с высокой изгибной жёсткостью;– равномерное распределение нагрузок и сокращение разрушающего воздействия на низлежащее земляное полотно;– предотвращение «расползания» несвязных материалов вдоль обочин;– ограничение образования колеи даже на слабом земляном полотне.Сравнение не укрепленных и укрепленных георешёткой материалов показало, что прочность материалов увеличивается более чем на 50% при применении Geoweb®. Георешётка Geoweb® также позволяет использовать в качестве заполнителя материалы более низкого качества. Это особенно важно в местах, где отсутствует заполнитель хорошего или его транспортировка стоит очень дорого.Георешётка Geoweb®, предназначенная для решения проблем повышения прочности дорожных одежд, применима в следующих случаях:– дорожные одежды переходного типа;– дорожные одежды, допускающие устройство слоя из растительного грунта (низшего типа);– основания нежестких дорожных одежд;– функциональные площадки различного назначения (складские территории, автопарковочные зоны, территории железнодорожных станций и т.п.);– причалы для морских и речных судов;– подушки фундаментов мелкого заложения;– переправы с низким уровнем воды.Система Geoweb® может быть спроектирована с учетом особых условий строительства, основанных на соответствии окружающей среде, экологических и эстетических требованиях, особых параметрах гидропотока и соответствующих деформациях. Одной их основных задач проекта является просчет параметров неровности поверхностей русел и гидроэффективности инсталлируемой системы. Дренажные процессы базовых слоев и деформационный потенциал конструкции также формируют неотъемлемую задачу проекта. Что касается дренажных процессов, то разделяющий слой нетканого геотекстиля в совокупности с отводными водостоками составляет эффективную дренажную структуру. Последующие работы с системой и, что особенно важно, очистительные процедуры учтены в дизайне проекта.В качестве заполнителя секций Geoweb®, применяемые для системы укрепления русел водотоков, может использоваться разнообразные материалы. Выбор заполнителя основан на специфических требованиях проекта.Заполнитель может включать в себя:– верхние слои почв с разнообразными вегетативными составляющими;– смесь различных гранулированных заполнителей;– виды бетонных смесей различной прочности и отделочных материалов;– всевозможные комбинации вышеперечисленного для удовлетворения специфических требований проекта.Задачи дорожного строительстваВ любой стране задачи дорожного строительства, как бы они ни разнились, неизменно включают в себя пять основных направлений: создание сети опорных автомобильных магистралей; строительстве дорог во вновь осваиваемых промышленных и сельскохозяйственных районах; строительстве сети внутрихозяйственных дорог в сельских районах; реконструкция и совершенствование дорог существующей сети; городское дорожное строительстве.Поскольку автомобильные магистрали представляют собой наиболее дорогой тип дорог, их сеть создается последовательно на основании постройки четырехполосной проезжей части с разделительной полосой на наиболее загруженных участках маршрутов в первую очередь вблизи больших городов.