Научно-исследовательская деятельность – одно из важнейших направлений работы Федерального дорожного агентства и подведомственных ему ФКУ. Результаты регулярных отраслевых исследований активно применяются на практике.
В частности, специалисты АНО «Научно-исследовательский институт транспортно-строительного комплекса» проводят анализ характеристик дорожных одежд в различных дорожно-климатических зонах с учетом фактической транспортной нагрузки. Специалисты оценивают напряженно-деформативное состояние и водно-тепловой режим нежестких дорожных одежд.
Так, в различных конструктивных слоях автомобильных дорог устраиваются станции мониторинга, в которые монтируются специальные датчики. Они регистрируют напряжение, деформацию, показатели температуры и влажности грунта. Последующий системный мониторинг данных параметров, которые выполняют в течение всего года, позволяет оценить их влияние на состояние дороги.
Например, в Ростовской области подобные исследования проводятся на участке км 0 – км 6 федеральной трассы А-135 (подъездная автодорога к Ростову-на-Дону от М-4 «Дон», западный подъезд). Еще два года назад, в разгар работ по капитальному ремонту данного отрезка, специалисты начали установку измерительных приборов в разных слоях дорожной одежды и основания. Основная цель – провести точный расчет распределения нагрузок на эти конструктивные элементы от проезжающего транспорта, а также влияния южной погоды на износ полотна. Сейчас исследователи снова прибыли на объект ФКУ Упрдор Москва – Волгоград, чтобы уже в четвертый раз снять показания для их дальнейшего анализа.
Масштабные исследования в данном направлении связаны с необходимостью актуализации методики проектирования автодорог с учетом воздействия современного транспортного потока и регулярно меняющихся климатических условий. Примечательно, что ранее подобные исследования выполнялись более 40 лет назад и учитывали имеющуюся на тот период времени техническую базу, а также значительно меньшие показатели транспортных нагрузок.
В настоящее время, специалисты накапливают данные со станций мониторинга. Полученные сведения анализируют, а также сопоставляют с результатами математического моделирования. Эти данные в дальнейшем будут учтены исследователями при принятии проектных решений и обновлении нормативно-технической базы.
Важно отметить, что планируется проводить исследование максимально возможный по продолжительности период – вплоть до проведения ремонта дороги или выхода из строя самих мониторинговых систем.
Вместе с тем, существует еще целый ряд направлений исследовательской работы, которые позволят повысить качество проектных решений и обеспечить соблюдение межремонтных сроков с учетом постоянного роста грузонапряженности на автомобильных дорогах.
Например, переход на новые, прогрессивные методики расчета параметров напряжений и деформаций в дорожных конструкциях, а также актуализация самих расчетных критериев, применяемых длительное время. Последнее – осуществляется в рамках современных методов мониторинга и диагностики транспортно-эксплуатационного состояния автомобильных дорог.
Важным направлением исследований является развитие станций мониторинга в зоне распространения многолетней мерзлоты и разработка соответствующего документа по проектированию в первой дорожно-климатической зоне (ДКЗ).
Напомним, что внушительная территория нашей страны по очевидным причинам не позволяет проектировать дорожную одежду по единым правилам. Именно поэтому в отраслевой науке применяется метод дорожно-климатического районирования, который подразумевает деление всей территории России на пять зон в зависимости от целого перечня параметров (от гидрологических условий до климата).
Исследования именно в первой ДКЗ особенно актуальны с учетом территориального расположения Российской Федерации: многие регионы страны находятся в зоне распространения вечномерзлых грунтов.
Помимо прочего, ФАУ «РОСДОРНИИ» продолжает внедрение и развитие в нашей стране ускоренных методов испытаний дорожных конструкций. Необходимость в этом продиктована возможностью полного исследования работы всей дорожной конструкции. Стратегическая задача – выявить наиболее долговечные и экономичные конструкции, а также материалы дорожных одежд, причем за более сокращенный период времени по сравнению с реальными сроками эксплуатации автодороги.
Отметим, что в рамках проведения заседания Научно-технического совета Росавтодора утверждена Программа проведения испытаний с использованием симулятора колесной нагрузки (СКН) «ЦИКЛОС» на 2024-2026 годы. В настоящий момент начата реализация первого этапа на специально созданном инфраструктурном объекте – дорожно-испытательном полигоне в городе Голицыно Московской области. Он оснащен современным оборудованием, позволяющим задавать параметры и условия проведения испытаний дорожных одежд, что значительно улучшает качество и точность получаемых научных данных.
Первый опыт внедрения СКН «ЦИКЛОС» реализован на экспериментальном участке вблизи основного хода дороги М-12 «Восток» в районе города Мурома. По итогам проведенных испытаний были получены сравнительные данные двух конструкций дорожных одежд с различными материалами, примененными в слоях основания.
Весь комплекс проводимых работ в части полевых испытаний дорожных конструкций в дальнейшем позволит принимать оптимальные и эффективные проектные решения, что в свою очередь, обеспечит нормативное транспортно-эксплуатационное состояние автомобильных дорог и повысит общий уровень безопасности дорожного движения.
Приобретенный практический опыт внедрения новых видов материалов, процессов и технологий, а также предупреждение причин возникновения ДТП будут способствовать надежности и безопасности функционирования транспортной инфраструктуры, удовлетворению ключевых потребностей пользователей автодорог.
СПРАВОЧНО
СКН «ЦИКЛОС» – это установка, позволяющая прикладывать динамические нагрузки на поверхность испытуемого участка и получать непрерывный процесс контролируемых разрушений дорожной одежды, а также исследовать причины, по которым они происходят. Примечательно, что «ЦИКЛОС» выполняет до 50 тыс. приложений нагрузки в сутки, а в его составе находятся четыре полноразмерных грузовых колеса, величина нагрузки которых может составлять до 13 тонн на ось.
