Колесо жизни

Колесо жизни

Окончание.Начало в №43

Рассказ доцента ФТС СГТУ С. Н. Руднянского о вчерашнем и сегодняшнем дне факультета должен был, по логике вещей, завершиться соображениями о направлениях завтрашнего развития одной из alma mater российских дорожников. Однако вспомним, чем оканчивается первая часть материала. Нарушения технологического режима приводят к тому, что покрытие, восстановленное с помощью дорогостоящей импортной техники, разваливается через полгода. Поэтому прежде — вновь о былом...
— Когда дорожная отрасль относилась к системе НКВД, вопроса дисциплины, в том числе технологической, не было. Проходя производственную практику, я еще застал дорожные и мостовые организации, укомплектованные штатом по-настоящему грамотных инженеров и высококвалифицированных рабочих. Работа этих организаций была сродни функционированию великолепно отлаженного механизма. Ни у кого и в мыслях не было что-либо нарушить, допустить те или иные отступления от принятой технологии. Сегодня же люди порой просто не понимают, зачем нужно выдерживать технологический режим, когда можно его не выдерживать.
Скажем, производится уширение проезжей части, требуется соответствующая подготовка земляного полотна и устройство траншей трапецеидального профиля с плоским горизонтальным дном. Новый дорожно-строительный материал должен укладываться на плотный грунт — на грунт с устоявшимся скелетом. Вместо этого углом перекошенного отвала роют траншеи треугольного профиля и укладывают щебень на двускатное дно. После укатывания между старым земляным полотном и новым щебнем образуется прослойка рыхлого грунта толщиной 8—10 см. Ее уже ничем не укатаешь. Естественно, при малейшем увлажнении это новое уширение просто отломится.
Во всех российских регионах (и Саратовская область — не исключение) внедряется использование местных материалов. Применяются отходы химической промышленности, отходы производства минеральных удобрений, строительных конструкций, нефтехимической промышленности. Идет поиск путей приготовления местных слабопрочных вяжущих. Беда в том, что к этим разработкам производственники относятся с недоверием. Мало кто из них ощущает очевидную выгоду, стоящую за подобными решениями.
Новое направление научной работы, которая постоянно ведется на факультете, — это теория риска. Разрабатывает это направление профессор ФТС, доктор технических наук В. В. Столяров, академик Академии транспорта РФ. Это достаточно новый (системный) подход к проектированию объектов транспортного строительства. До сих пор у нас нет методики расчета и контроля качества. Все было основано на выборочных наблюдениях и отдельных измерениях, и за отчетность принималось среднее значение.
В то же время проектируемые объекты являются достаточно сложными и включают много разнородных показателей, поэтому в целом каждый объект характеризуется комплексной оценкой. Например, интегральной оценкой дороги является скорость движения по ней. Скорость же зависит от ровности, шероховатости, прочности дорожной одежды, от извилистости трассы в плане, от сложности ее продольного профиля, от инженерно-геологических условий, от условий видимости, наконец, от того, как организовано движение по трассе. Каждая из этих составляющих вносит свою долю влияния и оценивается по нескольким параметрам. Каждый параметр имеет свою вариацию, и свести все это, вместе взятое, к одному знаменателю весьма сложно.
Элементы разработки комплексных оценок сейчас есть, они узаконены нормативным документом, более же или менее удачной является оценка по усредненным показателям.
При этом какая-то компонента выбирается за главный показатель, остальные же суммируются с этим главным с теми или иными повышающими либо понижающими коэффициентами. Итоговую оценку нельзя назвать объективной. Очень много субъективного и в оценке самих параметров, и в самой этой системе.
Хотя на сегодняшний день система узаконена и работает, более того, на определенном этапе ее появление было шагом вперед, в нынешней ситуации такой подход является устаревшим.
Основу же теории риска составляет математический и методологический аппарат разработки интегральной оценки с учетом вариаций всех параметров, базирующийся, в свою очередь, на теории вероятностей и теории надежности. Это применимо к оценке как уже построенного, так и новых решений.
Та же скорость движения по трассе может быть повышена несколькими путями. (Разумеется, если нет финансовых затруднений, дорогу лучше всего просто перестроить заново.) Можно повысить ровность, а также выровнять ширину проезжей части на всех участках трассы, тем самым сделав ее более однородной. Предположим, что в результате осуществления подобных мероприятий, направленных на увеличение скорости, все же не удастся довести ее до какого-то максимального значения. Тем не менее с точки зрения экономики транспортного процесса полученная скорость будет вполне приемлемой.
Дело в том, что действительно экономичной является скорость, составляющая не 150, и даже не 120 км/час. Таковой даже для легковых экипажей является скорость, величина которой находится в пределах от 60 до 90 км/час. Появляется возможность на основе математического аппарата теории риска просчитать различные стратегии вложения средств и выбрать ту, которая дает максимальный эффект при минимальных расходах.
Это применимо не только к автодорогам и улучшению условий движения по ним, но вообще к любому транспортному объекту, а также и к организационным решениям в отрасли.
Это — последняя из появившихся в регионе новаций, это признанный на всероссийском уровне эксперимент, с результатами которого не могут не считаться ведущие специалисты отрасли, это новое направление, которое признано перспективным. Большая часть аспирантов выпускающих кафедр ФТС СГТУ выбирает именно этот профиль.
Штаб-квартира Академии транспорта РФ находится в Санкт-Петербурге — при Институте инженеров водного транспорта. Это, конечно, не РАН, но среди множества прочих российских академий именно АТ РФ пользуется определенным влиянием в производственных отраслях, в частности, в Министерстве путей сообщения, Министерстве гражданской авиации. Академия объединяет всех дорожников, железнодорожников, авиаторов, автомобилистов и водников России. Активно способствует реализации программы “Дороги России”.
В Саратове же находится Поволжский научный центр АТ РФ, который возглавляет академик АТ РФ профессор В. В. Петров, бывший ректор СГТУ, уже около 30 лет заведующий кафедрой строительной механики и теории упругости, пластичности и ползучести, которая, как и кафедры теоретической механики и сопротивления материалов, вошла в центральное ядро СГТУ. Заместителем его является В. В. Столяров (а ученым секретарем ПНЦ АТ РФ — С. Н. Руднянский — прим. корр.).
Год назад Министерством общего и профессионального образования РФ, СГТУ, АТ РФ, Комитетом дорожно-транспортного строительства при правительстве Саратовской области, АООТ “Саратовавтодор” и ГУП СНПЦ “Росдортех” была организована и проведена на базе СГТУ международная научно-техническая конференция “Проблемы транспортного строительства и транспорта”, посвященная 200-летию Саратовской губернии. Работа конференции протекала в трех секциях — “Автомобильные дороги и аэродромы”, “Мосты и транспортные сооружения” и “Транспорт”.
В числе прочих на конференции прозвучали сообщения, касающиеся повышения эффективности дорожно-строительных работ на основе метода холодного рисайклинга. Как известно, вся гамма эксплуатируемых сегодня механизмов и отработанных технологий относится к поточной отсыпке земляного полотна, поточной укладке дорожных одежд. Применение таких механизмов и технологических решений в ситуации, когда малые объемы ремонтных работ сочетаются с дробным расположением участков работ, резко снижает производительность труда, удлиняет сроки выполнения работ, создает значительные неудобства в организации движения транспорта. В связи с износом дорог, повышением интенсивности движения, увеличением стоимости земли, сужением полосы отвода следует в ближайшем будущем ждать обострения проблем организации движения и устройства объездов ремонтируемых участков. Поэтому внедрение новых технологий санации дорожных одежд, обеспечивающих и высокую производительность, и высокое качество, приобретает особую актуальность.
Существующая технология восстановления транспортно-эксплуатационных показателей дорожных одежд, находящихся в неудовлетворительном состоянии, предусматривает частичное или полное устранение слоев существующей дорожной одежды, разрушение их автогрейдерами, рыхлителями, механизмами ударного или непрерывного действия, погрузку и вывоз образовавшихся материалов на АБЗ или в отвалы, подвоз материалов и вяжущих, укладку и уплотнение. При этом наносится большой ущерб окружающей среде, а скопление машин и механизмов провоцирует ДТП.
Использование разработанных немецкой фирмой “Wirtgen” технологии холодного рисайклинга и соответствующего комплекта машин позволяет устранить большинство из перечисленных недостатков существующих технологий. В частности, становятся излишними требующая больших трудозатрат и затрат на зарплату отсортировка асфальтобетонных глыб, погрузка и отвоз крупных кусков разобранного покрытия, а также подвоз крупных партий свежего материала. Исключаются и затраты на содержание отвалов.
Технология предусматривает выполнение всех работ комплексным мобильным отрядом специализированных механизмов, приспособленных к технологии фирмы “Wirtgen”. Очищенная дорожная одежда подвергается разрушению на заданную глубину специальной высокопроизводительной средой. Продукт разрушения смешивается с заранее рассчитанным количеством вяжущего; при необходимости добавляется требуемое количество каменного материала. В качестве вяжущего используются цемент, вспененный битум, комплексное вяжущее. Гомогенно перемешанный материал распределяется по полосе заданной ширины и уплотняется. Различные варианты комплектов машин фирмы “Wirtgen” предусматривают выполнение перечисленных операций либо специализированными машинами (фреза, смеситель, автогрейдер, каток), либо универсальным рисайклером, конструкция которого объединяет фрезу, смеситель и укладчик. Получаемый таким образом слой может выступать и как покрытие, и как основание.
Технологическая схема предусматривает обследование дорожной конструкции, анализ ее прочности, прогноз риска разрушения и срока службы и выработку технического решения, связанного с усилением дорожной одежды. Укладка нового слоя взамен существующего выполняется с профилированием по высоте и уклону.
В комплект машин в соответствии с технологией может входить дорожная фреза 2100 DC или WR 2500. Последняя модель позволяет выполнять фрезерование полосы шириной 2438 мм и глубиной до 500 мм.
Расстояние между резцами фрезы (коих всего 248) — 30 мм, наклон фрезерного барабана — до 18о.
Каждое колесо комбайна приводится во вращение своим гидродвигателем. По специальному заказу машина комплектуется дополнительными приспособлениями, в частности, регулятором глубины фрезерования с двумя ультразвуковыми датчиками с каждой стороны, электронным регулятором наклона и высоты с обеих сторон, дозаторами вяжущих. Составной частью шасси является бак для воды. Специальная цистерна для питания базовой машины-рисайклера, размещенная на трехосном полуприцепе, имеет емкости для воды (15 м3), цемента (21 м3) и эмульсии (16 м3). В рабочем режиме цистерна соединена с рисайклером системой шлангов. Подпитка самой цистерны осуществляется из специализированных автоцистерн.
Для уменьшения пылеобразования фирмой предложена специализированная мобильная установка WM 400 для приготовления цементно-водной суспензии, смонтированная на стандартном четырехосном прицепе.
Базовый рисайклер выпускается в виде трех модификаций — 1000 CR, 2100 DCR и CR 4500. Наибольшие возможности предоставляет последняя модель. Это самоходная установка на гусеничном ходу с регулированием высоты колонн ходовой части. Она включает приемный бункер емкостью 3 м3 для добавочного материала, приемный агрегат с роторной установкой для подбора разработанного фрезой материала с шириной захвата от 3 до 4,5 м, двухвальный смеситель принудительного действия. Расход вяжущего контролируется дозатором с микропроцессорным управлением в зависимости от скорости подачи, ширины обрабатываемой полосы, глубины обработки и плотности материала. После выхода смеси из смесителя она с помощью распределительного шнека равномерно располагается перед раздвижным уплотняющим рабочим органом. Этот орган, обеспечивающий высокую степень уплотнения, укладывает смесь на ширину до 5,75 м с профилированием по высоте и уклону.
Разработанные специалистами фирмы “Wirtgen” технологические карты предусматривают работу по гибким технологиям — в зависимости от условий и требований заказчика, а также от оснащенности подрядчика.
Представило определенный интерес и сообщение о практическом опыте применения цифровых моделей местности, накопленном в областном ГПП “Дорпроект” и на кафедре “Проектирование дорог и организация дорожного движения” СГТУ. Применение ЦММ при проектировании автодорог в регионе позволило использовать достижения новейших информационных технологий в области строительства и реконструкции дорог, повысить качество проектирования, исключить технические ошибки, сократить сроки выполнения работ.
Все эти цели достигнуты на основе системного использования программных продуктов минского НПО “Кредо-Диалог”. Решены задачи создания единой технологической линии обработки исходной топографической информации, формирования ЦММ, разработки вариантов трассы, экспорта данных в проектирующую систему, оценки и принятия проектных решений, выдачи проектной документации.
Система организации работы предполагает активное участие заказчика проекта, учет особых условий заказчика и подрядчиков на всех стадиях проектирования.
Для эксплуатируемых дорог решены задачи проектирования снегозащиты, оценки экологического состояния и решений, связанных с охраной окружающей среды.
Накоплен опыт экспертизы проектных решений автодорог.
Реализация возможностей созданной системы позволила сократить сроки выполнения работ по сравнению с нормативами более чем в два раза и существенно снизить стоимость работ.
Несколько слов о специализации выпускников ФТС СГТУ, которая начинается после III (иногда — IV) курса.
Обучающиеся на отделении “Мосты и тоннели” специализируются как собственно по мостам и тоннелям, так и по городским транспортным сооружениям. Часть избравших последнее направление идет работать в городское шахтостроение (строительство подземных коммуникаций, сооружений водоканала).
На отделении “Автомобильные дороги” существуют 3 специализации: “Магистральные дороги” (традиционная, касающаяся в основном загородных дорог), “Городские дороги” (обучающиеся получают дополнительные знания по водоотведению, вертикальной планировке, основам градостроительства, обслуживанию пассажиропотоков) и “Дороги агропромышленного комплекса” (обучающимся дополнительно читаются лекции по проблемам сельскохозяйственного производства, землепользованию и землеобороту, организации транспортных потоков в период уборки урожая и во время бездорожья).
Обучающиеся на отделении “Организация дорожного движения” специализируются по экспертизе ДТП и эксплуатации средств регулирования движения и проходят практику в подразделениях ГАИ.
Сергей ЗОЛОТОВ