Полевые испытания дорожных конструкций федеральных трасс Росавтодора – от теории к практике

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.