17 - 08 - 2017
SOFiSTiK – универсальный программный комплекс, использующий метод конечно-элементного анализа
Сбор нагрузок и расчет по грунту фундаментов опор автодорожных, железнодорожных и пешеходных мостов
ООО Малое инновационное предприятие Технопарк МАДИ

Инновации в мостостроении

Инновационные технологии и их роль в дорожном хозяйстве

Евгений КОШКАРОВ, д.э.н., Владимир ДМИТРИЕВ, д.т.н., СОГУ «Управление автомобильных дорог»

Источник: Журнал "Новый Уральский строитель"

Инновационный процесс в дорожном хозяйстве представляет собой воплощение новшеств, как правило – результатов НИОКР, в научной, нормативно-технической продукции и запатентованных объектах промышленной собственности – нематериальных активах. При этом создается принципиально новое качество более технологичной продукции и формируются нормативно-технические требования к ее составу, которые используются впоследствии в инженерных дорожных проектах.

Существующая система технического регулирования, обеспечивающая проектирование, строительство и ремонт автомобильных дорог общего пользования, находится в стадии реформирования, регулируется в части дорожного хозяйства распоряжениями Росавтодора (по федеральным дорогам) и нормативно-методическими документами СОГУ "Управление автомобильных дорог" (по территориальным дорогам Свердловской области). Неотъемлемой составляющей системы является разработка по планам НИОКР дорожного хозяйства, нормативно-технических документов по вовлечению в проекты эффективных дорожных технологий и материалов.

Существенными элементами развития системы проектирования строительства и ремонта автомобильных дорог в Свердловской области явились новые нормативнотехнические документы и научно-техническая продукция, созданная по заказу СОГУ "Управление автомобильных дорог" в рамках планов НИОКР областного дорожного хозяйства по разработке и опытному внедрению битумно-эмульсионных (холодных) дорожных технологий, улучшенных асфальтобетонных дорожных покрытий и прогрессивных (долговечных) конструкций дорожных одежд с применением местных техногенных материалов. Большинство из представленных инновационных технологий и материалов прошли опытно-производственную проверку в дорожно-климатических условиях Среднего Урала.

Эффективная организация производства в дорожном хозяйстве базируется на непрерывном инновационном процессе, осуществляемом в соответствии с тенденциями и динамикой научно-технического прогресса. При рассмотрении динамики технологических инноваций можно выделить фазы зарождения и материализации нового технического решения, кульминации (активного производственного использования), неизбежного прекращения жизненного цикла в результате освоения инновации или вытеснения более эффективной.

Предложены типовые функциональные алгоритмы процессов устойчивого развития инновационной деятельности, функции соответствия "ресурс – потребность – непрерывность", организации управления устойчивостью процесса развития, формирования целей и задач процессов организации и управления. Раскрывается сущность научной категории технологической инновации как материализующегося технологического новшества, то есть находящегося в процессе, развитии, в процессе внедрения в практику. Уточнены роль и значение НИОКР для инновационного процесса. Первая – опытно-исследовательская стадия НИОКР – является предпосылкой зарождения технологической инновации, вторая – опытно-промышленная – по сути, рождает технологическую инновацию. Технологическая инновация имеет два основных периода эволюции жизненного цикла: развитие (становление) и завоевание рынка, в процессе которого она либо воспринимается производством товаров и услуг, либо вытесняется новой, более прогрессивной.

***

Инновационная модель в дорожно-строительном производстве предполагает использование в проектах только современной высокопроизводительной техники, более качественных технологий и материалов, применение которых соответствует уровню транспортных нагрузок на дорожную одежду и обеспечивает наибольшую долговечность автодорог (межремонтный срок технической эксплуатации) в рамках выделяемых на строительство и ремонт финансовых ресурсов. Оценка эффективности технических решений по приведенным затратам становится решающим фактором повышения эффективности дорожно-строительного комплекса в инновационной модели развития дорожного хозяйства.

Первоначально ожидаемая эффективность нового технического решения может прогнозироваться по коэффициентам продления межремонтного срока эксплуатации дорожной одежды. В дорожном хозяйстве за последние 10 лет накоплен большой опыт внедрения новых дорожно-строительных технологий и материалов, позволяющий выделить на сегодняшний момент наиболее эффективные, апробированные в дорожных условиях и имеющие разработанную нормативную базу. В условиях Свердловской области внедрены и рекомендованы к широкому использованию новые материалы и технологии, такие как:

– устройство самоомоналичиваемых оснований дорожных одежд из металлургических шлаков предприятий черной металлургии (НТМК, СМЗ, НСММЗ) – по методическим рекомендациям, разработанным совместно с Омским СоюздорНИИ. Используются при строительстве а/д Серов – Ивдель – Ханты-Мансийск и на территориальных автодорогах, с применением шлаковых материалов в основаниях дорожной одежды (объем внедрения – около 20 км/год);

– внедрено и расширяется применение улучшенных (более качественных и долговечных) асфальтобетонов по типу ЩМА (со стабилизирующими добавками "Виатоп-66" и "Хризотоп") на основе кубовидного щебня, имеющие значительное преимущество по сравнению с типовыми марками асфальтобетона по устойчивости к сдвигу (предотвращение колейности), макрошероховатости (высокий коэффициент сцепления, не нужно дополнительной поверхностной обработки) и долговечности (срок службы дорожного покрытия продлевается в 2 раза). Введено порядка 50 км автодорог с новым типом покрытия (ЩМА, БМО) и расширяется их применение – щебеночно-мастичное покрытие марки ЩМА-15 использовано при реконструкции магистрали "Екатеринбург – аэропорт Кольцово в строительный сезон 2008г.;

– для повышения надежности и долговечности дорожных конструкций активно начали применяться геосинтетические материалы: нетканые синтетические материалы марки "Геоком" для укрепления земляного полотна (пример: автодорога Екатеринбург – Тюмень, обход г. Камышлова); геосетки для армирования асфальтобетона

– дорожные сетки ССНП 50/50-25 и 100/100-25 ХАЙВЭЙ производства фирмы "Стеклонит" – используются на автодорогах федерального и территориального значения; объемные георешетки (геоматы) для укрепления откосов насыпи (выемки) и конусов путепроводов;

– внедрены современные технологии: шероховатой поверхностной обработки (ШПО) с синхронным распределением вяжущего и щебня "Чип-Сил", технология устройства слоев износа из литой эмульсионно-минеральной смеси "ЭМУЛЬДОР". Для этих технологий разработаны специальные катионные битумные и битумно-полдимерные эмульсии. Объемы устройства ШПО по технологии "Чип-Сил" составляют 200–220 км/год. Устройство слоев износа автодорог по технологии "Сларри-Сил" составляет до 100 км/год. Эти технологии продлевают срок службы покрытий автодорог в 1,5–1,7 раза и эффективны по производительности и качеству отремонтированного дорожного покрытия;

– внедрена технология холодной регенерации с использованием ресайклера RACO-550 (ФГУП "Свердловскавтодор") и стабилизирующих добавок битумной эмульсии в регенерируемую смесь (асфальтогранулят). Технология является одной из наиболее прогрессивных для капитального ремонта автодорог с асфальтобетонным типом покрытия, отличается высоким показателем ресурсосбережения и энергоэффективностью. Обновляет полностью дорожную одежду, исключая повторное появление трещин, отраженных от старого дорожного покрытия;

– внедрено покрытие из полимерасфальтобетона (опытные участки на автомобильных дорогах Малахово – Бобровское в Байкаловском районе и Н.Серги – Михайловск – Арти). В дорожном хозяйстве имеется современная установка "Беннингхофен" по производству полимерно-битумного вяжущего. Необходимо продолжать работы по дальнейшему внедрению ПБВ с новыми эффективными модификаторами и полимерами (Элвалой, PR-PLAST, СБС и др.);

– разработаны научно обоснованные единичные нормы и расценки по применению новой техники в дорожном строительстве, при ремонте и содержании автодорог (разработчики – "Уралэкономцентр" и Уральский филиал "РосдорНИИ");

В настоящее время активно ведутся опытно-экспериментальные работы по внедрению инновационных дорожных технологий, таких как:

– технология армирования асфальтобетона полимерными добавками PR PLAST (ФГУП "Свердловскавтодор", Уральский филиал "РосдорНИИ" и ЗАО "Росеврострой", г. Екатеринбург);

– стабилизация грунтов с немецкой добавкой "КИНПРО НАНО-СИСТЕМ" (кафедра транспорта и дорожного строительства УГЛТУ, "КИНПРО-Холдинг", ПТУ "Уралдорсервис");

– использование Тринидадского асфальтита для повышения качества и долговечности асфальтобетона (ЗАО "Жасмин", "Балтхиминжиниринг");

– внедрение новых деформационных швов для мостовых сооружений (Мостоотряд № 72), температурно-неразрезные конструкции мостов и путепроводов (Мостстройпроект), применение сталефибробетона в проезжей части мостов (УралгипродорНИИ), гофрированные арочные металлоконструкции (Кировстроймост) и ряд других;

– представляет практический интерес использование в дорожном строительстве армогрунтовых конструкций на слабых основаниях, с геосетками и георешетками типа "Тенсар", "Славрос" и "Гекса".

***

Внедрение новых технологий потребовало принципиально поднять качество дорожных работ и организовать производство современных дорожно-строительных материалов для их осуществления – кубовидных щебней, активированного минерального порошка и катионных битумных эмульсий. В Свердловском управлении автодорог в свое время была создана и укомплектована современным оборудованием лаборатория контроля качества материалов и дорожных работ. В последние годы создана современная производственная база: запущены в эксплуатацию новые производственные мощности улучшенных по качеству дорожно-строительных материалов для дорожной отрасли. Наиболее крупные объекты – Монетный щебеночный завод (производительностью по кубовидному щебню – 700 тыс.м3/ год); Сухоложская битумно-эмульсионная база – производительностью по битумной эмульсии разных марок (для устройства слоев износа, ямочного ремонта и холодной регенерации автодорог) – 10 тыс.т/год. Реконструированы производства инертных материалов на заводах–поставщиках щебня для нужд дорожной отрасли (ОАО "Ураласбест", Первоуральское рудоуправление и др.). Налажено производство локальных установок для подготовки щебня и битума на АБЗ (разработчик – ЗАО "НОМБУС").

Внедрение новой техники, технологий и материалов инициативно осуществляется в подрядных дорожно-строительных организациях. Все основные подрядчики положительно относятся к внедрению инноваций и оказывают организационно-техническое содействие инновационным разработкам, предоставляя технику, ресурсы и опытные участки для выполнения работ.

***

Общая схема организации инновационной деятельности в дорожном хозяйстве учитывает испытания инновационной продукции в производственных условиях (выпуск опытных партий, строительство опытных участков), разработку НТД и сертификацию качества инновационной продукции. Такой подход к организации инновационного процесса в дорожном хозяйстве получил поддержку проектных и дорожно-строительных организаций.

Результативность моделирования инновационной деятельности заключается в развитии теории управления технологическими инновациями, рассмотрении их в качестве продуктово-технологической платформы на современном этапе научно-технического прогресса. Введено в научный оборот качественно новое понятие – модуль функционального соответствия управления инновационной деятельностью для повышения эффективности организации производства. Установлена связь систем управления с объектами инновационной деятельности в дорожном хозяйстве и в смежных отраслях промышленного производства – в топливно-энергетическом комплексе и индустрии строительных материалов.

Методические принципы оценки экономической эффективности инноваций могут быть сопоставительными, основанными на сравнении базовой (существующей) и новой (предлагаемой) технологии, и инвестиционными, основанными на расчете дисконтированных денежных потоков затрат и результатов инновационного проекта. Сопоставительный и инвестиционный методы оценки должны дополнять друг друга при технико-экономическом обосновании инновационных проектов. Важным в современных условиях становится учет всех значимых факторов для такого сложного процесса, как инновационная деятельность, формальный подход к которому приводит к неизбежным ошибкам и неточностям в экономической оценке ожидаемого результата, и как следствие, к упущенной выгоде. Вероятность ошибок снижается корректной оценкой рисков в условиях высокой степени неопределенности инновационного проектирования.

Суммирование дисконтированных доходов участников инновационного процесса для определения общей полезности инновации осуществляется графическим моделированием или иными математическими расчетными методами. Полученный срок окупаемости инновационного проекта и обратная величина (коэффициент эффективности) в случае крупных инфраструктурных проектов целесообразно сравнить с нормативом окупаемости капитальных вложений (Е=0,12), характеризовавший ранее предел их эффективности.

Следует отметить, что до сих пор отсутствует удовлетворительная методика оценки эффективности развития дорожной сети. Эффект от снижения транспортных издержек при строительстве автодорог не дает полноты экономической картины обоснования инвестиций в дорожные проекты. Окупаемость затрат на строительство автодорог должна учитывать длительный срок жизненного цикла автодорог и мостов (не менее 30 лет), определяться по критериям развития инфраструктурных проектов. Недостаток методической базы оценки транспортных проектов сдерживает развитие инфраструктуры, негативно отражается на темпах дорожного строительства и экономического роста.

По разработанным алгоритмическим решениям выполнены расчеты и проведена оценка экономической эффективности ряда инновационных проектов – организации производства резинобитумной мастики для дорожного строительства, обоснование производства кубовидного щебня для нужд дорожного хозяйства на Монетном щебеночном заводе.

Доказана необходимость и эффективность производства катионных битумных эмульсий "Эмульдор" на Сухоложской БЭБ для выполнения дорожных работ по современным "холодным" технологиям.

В случае выполнения инициативных научно-технических разработок оценка эффективности осуществляется в основном сопоставительными технико-экономическими расчетами, подтверждавшими эффективность разработок по сравнению с базовыми (традиционными) технологиями. Результаты оценки эффективности инноваций в дорожном хозяйстве отражаются в соответствующих технико-экономических обоснованиях и отчетах о НИР. Эффективность новых дорожных технологий и материалов (битумные эмульсии, мастики, кубовидные щебни, ЩМА, полимерасфальтобетон) определяется в основном продлением межремонтного срока эксплуатации дорожных покрытий, повышением качества строительства и экономией приведенных затрат на строительство, ремонт и содержание автомобильных дорог.

Со стороны органов управления дорожным хозяйством – федеральных и территориальных – необходимо осуществлять техническое регулирование и координацию инновационной деятельности, дальнейшее финансирование НИОКР, разработку проектной документации с использованием передовых технологий и материалов, при соответствующем технико-экономическом обосновании.

Метки:     дорожных      материалов      дорожного      дорожном      автодорог      технологий      эффективности      инновационной      хозяйстве      производства      технологии      инновационного      автомобильных      ниокр      организации      проектов      развития      управления      условиях      оценки      покрытия      дорожно-строительных      дорожной      процесса      срок      строительства      строительство      более      деятельности      хозяйства      щебня      дорог      работ      инновационных      повышения      новой      строительстве      применение      продукции      новых      технология      качества      инновации      внедрению      асфальтобетона      инноваций      экономической      эмульсии      процессе      эффективность

Новости ФОРУМА
 
 

 

Транспортные сооружения - научный журнал

Кафедра Транспортное строительство СГТУ

Блог о расчeтах мостов Портал мостостроителя

Ingener.kz: Всё для инженеров

СК Стройкомплекс-5