Американские технологии в дорожном строительстве

Так строят дороги в США.

Виды дорог в США

К каждому индексу добавляется отдельный номер. На первый взгляд, кажется, что нумерация не логична. Но это не так. К магистралям с востока на запад присвоены нечетные номера, а с севера на юг четные. Нумерация возрастает с запада на восток, с юга на север. Нечетные числа обозначают выезд из города, а четные въезд. Но иногда из этого правила есть исключения.

Когда объездные кольцевые трассы достигают населенные пункты, они условно обозначаются номером маршрута и четным префиксом. Например, I-320 – это кольцевая на шоссе I-20, I-350 – на I-50. Если трасса будет пролегать через три города, то нумерация такая — номера I-250, I-450 и I-650. В других штатах нумерация начинается заново и дорог под номером I-250 может быть несколько по всем штатам.

Когда шоссе I-95 достигает Вашингтона с южной стороны, она сливается в знаменитое Кольцо (в Америке существует фраза «inside the Beltway» — «внутри Кольца») нумеруемое I-495. На севере города при выезде ей снова присваивается нумерация I-95.

Существует нумерация магистралей, которые соединяют крупные транспортные пути. Номер присваивают местные власти. Для этого разработаны два способа. Соединяющие дороги либо нумеруются согласно отрезку от самой западной или южной точки округа: съезд между отметками 4-х и 5-ти миль от границы присваивается номер 4, либо с южной или восточной стороны округа (так что первая дорога назовется № 1),

Подготовка к строительству

Перед началом строительных работ правительство в лице Департамента транспорта (US DOT) в средствах массовой информации, на сайте объявляется о решении ремонта или строительства дороги в США. Затем назначается день для публичного слушания (в суде, собственном офисе), где каждый неравнодушный житель может прийти и высказать свое мнение. Все чертежи, проектные решения есть на официальном онлайн-сайте. В случае разумных предложений проект может быть изменен или приостановлен.

Все ремонтные работы обозначаются специальными знаками, а участок работы ограждается фишками. На скоростных автомагистралях в целях безопасности участки защищаются бордюрами. Штрафы за нарушение скорости возле ремонтных работ удвоены, т.к. достаточно часто строители работают без ограждений.

Также возле рабочих может быть уложена специальная разметка в виде сигнальных кнопок. При нажатии на нее шиной авто издается специфический сигнал водителю.

Технология и особенности строительства дорог в США

Технология строительства дорог в США в каждом из штатов может немного отличаться. Это связано с климатическими условиями, геологией и геодезией. Но в основном дорожное полотно ложится по одинаковым правилам. В США по этому принципу уложено более 60% федеральных трасс. Ход работ предполагает рытье котлована, трамбовку основания, кладку арматурной сетки и заливку бетоном. Рассмотрим подробнее каждый из шагов:

• Земляные работы. На предполагаемой трассе вынимается до 1 м грунта под котлован. Земляные породы не увозятся, т.к они в дальнейшем применимы для благоустройства придорожной территории. В случае ремонта снимается старый бетонный слой.

• Подготовка основания. В вырытый котлован укладывается глина, щебень, песок. Все ингредиенты послойно заливаются водой, известковым 35% раствором (CaCl2),а затем перемешиваются экскаватором. После чего полученная масса трамбуется катками. Процедура пропитки водой позволяет высушить лишнюю влагу, а известь не разрешит произойти усадке и будет держать форму основания. Как показывают испытания, устойчивость подушки к механическим воздействия на 80% больше, чем при обычном трамбовании.
• После уплотнения основания ложится слой асфальта толщиной 6-7 см, трамбуется и опять ложится слой асфальта до 7 см. Это делается для повышения гидроизоляционных свойств бетона, лучшей адгезии, подготовки поверхности и увеличения прочности внешнего слоя.
• Армирование сеткой. Арматура в бетоне используется для предотвращения ям, трещин и равномерного распределения нагрузки. Когда асфальтовый слой высох, начинается процесс вязки арматурных сеток. Обычно применяют арматуру диаметром 16мм. После выкладки на земле сетки ее укладывают на подготовленные распорки. Они нужны для поднятия сетки. Идеальное положение распорок – чуть выше середины слоя бетона. Если положить слишком высоко арматуру, то она не покроется верхним бетонным слоем и будет ржаветь, если низко – то бетон не сможет набрать нужной гибкости. Арматура вяжется проволокой внахлест. Она укладывается шахматным шагом с ячейкой согласно проектным данным.

• Заливка бетоном. Бетон заливается специальным бетоноукладчиком. Его толщина 25-30 см. Процесс заливки на одном отрезке дороги от начального термошва до конечного термошва непрерывный и кусок дороги в итоге получается без стыков и трещин. Следом за бетоноукладчиком работают вибротрамбовки. Они выгоняют лишний воздух из стяжки и уплотняют бетон. Для смеси покупается бетон марки III с мелким заполнением частиц. На равномерное отвердение бетона влияет температура наружного воздуха. В жарких штатах (Флорида, Калифорния) температурный фактор не позволяет проводить бетонирование днем, поэтому работы ведутся ночью.

• Нарезка полотна на сегменты. Операция производится, корда бетон набирает прочность до 50-60%. Швы выполнят компенсацию при температурном расширении полотна, к тому же они не дает образовываться трещинам. После распиловки расшивкой их заполняют битумными составами.

• Испытания бетона. За качеством дорожных работ в США следят строго. Отдельно во время застывания бетона формируют цилиндры 15х30см. Они испытываются на прочность методом сжатия в лабораторных условиях. Если испытания качества не пройдены, то весь отрезок участка от термошва до термошва переделывается.

• Дополнительные работы. После вибрации бетона, бетоноукладчик делает шероховатым верхний слой. Он нужен для минимизации скольжения шин. Также на участок наносится дата производства работ, что упрощает отслеживание срока службы покрытия.
• Разметка, знаки. На готовую поверхность наносится защитный слой, разметка, по обочинам устанавливаются дорожные знаки.

Преимущества и недостатки

Выбор в пользу бетонных дорог в США сделан по нескольким весомым причинам:

• Устойчивость к механическим осевым нагрузкам, вибрационным воздействиям.
• Стойкость к нагреву, морозу, температурным перепадам.
• Высокая жесткость покрытия.
• Длительный срок службы.

Из недостатков дорожного строительства можно назвать:

• Длительный срок укладки;
• Цена 1 км в 2-2,5 раза дороже асфальтового полотна.
• Сложность ремонтных работ.

Если обычные асфальтовые дороги набирают прочность до 8 часов после работы асфальтоукладчика, то бетонное покрытие требует более длительного проведения работ (до 2-х месяцев) и хорошей усадки бетонной стяжки. К тому же, ремонт бетонного покрытия не может производиться ямочным способом. Поэтому чтобы выровнять поверхность и не менять весь отрезок дороги от края до края стыковочного шва строители идут на хитрость. На верхний слой наносится асфальтовое покрытие. Кардинальным методом считается полная замена бетонного полотна.

Интересные факты

• Американцы стараются проектировать магистрали без перекрестков и примыканий. Очень часто это прямая линия, поверх которой может быть мост для пересечения второй линии. Также в Америке очень много двухуровневых дорог.
• Скоростные магистрали в отличие от России пересекают города. Но движение не затруднено за счет двухуровневости. Хайвеи не пересекаются, с их помощью можно быстро доехать в другой конец города или пересечь город.
• В США распространены платные дороги. Они не слишком дорогие, поэтому многие американцы предпочитают ими пользоваться.

• Дорожные знаки дополнены текстом. Указатели на хайвеях дополнены названием сторон света. Это очень удобно, т.к в каждой машине встроен компас. В городе каждый перекресток оснащен указателями с наименованием улиц.
• На автомагистралях постоянно встречаются щиты с информацией об отелях, столовых, кафе, туалетах.

Перспективы бетонных дорог в России

В нашей стране бетонные дороги занимают до 1% от 1,5 млн км дорог общего пользования. По такой технологии подготавливаются взлетно-посадочные полосы аэропортов. Это говорит о том, что в стране есть инженеры и прочие специалисты, которые могут строить бетонные дороги.

Главная проблема заключается в неукоснительном выполнении технологического процесса. Например, на трассе «Дон-4» отдельные участки выполнены из бетона, но из-за погрешностей в работе верхний слой пришел в негодность.

Участники дорожного строительства и эксперты уже готовят стратегию развития бетонных дорог в стране. Постановление правительства от 2017 г гласит о том, что между ремонтами дорог должно быть не менее 12 лет и без бетонных дорог не обойтись.

Источник

Американские технологии строительства и ремонта дорог. Опыт специалистов Caterpillar

В рамках прошедшей в Москве пресс-конференции на тему «100 лет Caterpillar на российском рынке», Алексей Черепков (директор по внешним корпоративным отношениям Cat) рассказал об инициативах компании Caterpillar в России. В частности, он затронул одну из наиболее важных и актуальных тем для России: «Западные технологии строительства и ремонта дорог».

Принимая активное участие в развитии техники для строительства и ремонта дорожных покрытий, компания Caterpillar провела анализ, на основе которого специалисты выявили 4 технологии, применение которых позволит увеличить эффективность до 30%.

1. Стабилизация грунта

Технология, которая подразумевает использование локального грунта в качестве основы дорожного полотна.

В смете затрат на строительство дорог до 70% занимает транспортировка. В случае применения данной технологии, она практически исключается. С помощью специального оборудования с применением некоторых добавок снимается верхний слой земли, рыхлится, утрамбовывается, затем укатывается катком и получается качественное дорожное полотно. С помощью этой технологии в Тверской области было построено 9 километров дорог. На практике удалось удостовериться, что эффективность такого способа на 28% выше, чем применение традиционных способов укладки дорог.

2. Холодная регенерация

В этом случае исключаются 3 операции из стандартного процесса укладки дорог: снятие верхнего слоя, его погрузка и транспортировка. Самая дорогостоящая операция из всего этого процесса — транспортировка. Тем более, на территории РФ не везде предусмотрены места для вывода отработанного покрытия.

Cat нашла оптимальное решение для этой задачи: вторичное использование материала. Т.е. с помощью машины снимается верхний слой, перерабатывается и снова используется в строительстве.

Наглядным примером такого способа укладки может служить дорога в аэропорту Казани. Дорога с применением этой технологии была построена еще в 2003 году и до этого года не нуждалась в ремонте. Помимо этого, данная технология позволяет учесть и экологический аспект: 100% использование вторичного материала.

3. Непрерывная укладка асфальта

Сравнивая технологию укладки асфальта в Америке и в России, можно заметить колоссальную разницу. В Америке, которая в несколько раз меньше России, укладывают в сотни раз больше дорожного покрытия. При этом западные коллеги делают это в семь раз быстрее! Секрет быстрой и качественной укладки асфальта кроется в непрерывности процесса. На западе требуется около 40 секунд для того, чтобы самосвал наполнил опустевший бункер асфальтоукладчика дорожной смесью. При этом процесс укладки не останавливается.

4. Автоматизированная система управления дорожным строительством

На сегодняшний день применение техники Cat дает возможность создавать цифровые проекты, которые посредством карт передачи данных загружаются в компьютер (блок управления), установленный на машине. Впоследствии вся картинка ландшафта с заданными параметрами появляется на экране оператора.

Принцип работы данной технологии заключается в следующем:

• приемники на машине получают спутниковый сигнал;
• базовая станция с заданными координатами передает поправки на машину.

Это позволяет сократить объем геодезических работ на 80%.

Северо-американские технологии строительства и ремонта дорог широкого применения в России пока не нашли. Ввиду установленных в стране стандартов качества дорожных покрытий, государственные строительные компании не спешат использовать предложенные Cat технологии. Но тенденция к развитию и модернизации диктует новые стандарты. Поэтому в Cat уверены, что в ближайшем будущем технологии найдут отклик среди государственных органов и дорожно-строительных предприятий. Ведь если в Америке сосредоточены на том, чтобы сохранить старые дороги (построенные по этим технологиям), то в России их еще нужно построить.

Источник

Как строятся и служат 40 лет без ремонта дороги США

Да к тому же еще и долговечны. А секрет здесь прост: американские скоростные автотрассы, как, впрочем, и большинство локальных дорог разных категорий — внимание! — бетонные. И, в отличие от европейских, рассчитаны на куда большие нагрузки и пропускную способность.

Бурно развивающийся Китай выбрал именно американскую вариант прокладки скоростных магистралей и за последние пятнадцать лет «настругал» их аж более 70 000 км. А в России федеральных автотрасс всего 50 800 км и вовсе не американского качества.

Кстати сказать, у нас первым строителем прочных, долговечных, рассчитанных на большие весовые и скоростные нагрузки бетонных автомагистралей был печально приснопамятный Берия, когда занимался созданием вокруг Москвы двух колец ПВО с новейшими зенитными ракетами. Так что еще в 1955 году на расстоянии 50 и 100 км от столицы появились так называемые Большое и Малое бетонные кольца с двумя полосами движения. Эти бетонки из плит в два наката заливались на месте и, как свидетельствует молва, прораб в каждую плиту замуровал свои ФИО и дату заливки — Лаврентий Павлович обеспечил ответственность прорабов на долгие годы вперед. И действительно, кольца эти служат и по сей день — лишь лет десять назад в тех местах, где они поизносились, их стали покрывать асфальтом, они же частично войдут и в новую ЦКАД. Но вернемся на дороги Америки…

• 
• 
• 
• 

ТРАССА I 75

Итак, катимся по межштатному хайвею I 75. Он тянется сюда, во Флориду, от Канады, а мы «ударили» по его заключительному отрезку в 150 миль от города Сарасота до Форта Майерс вдоль берега Мексиканского залива. И на практике выясняем, что собой представляют дорожные стандарты США для автотрасс.

Ровнейшая бетонная лента в две полосы упруго рассекает равнинный флоридский пейзаж с лесочками, многочисленными болотцами-озерцами, то и дело выбегая к морскому побережью, забираясь на подъездные эстакады к мостам над заливами мимо населенных пунктов. Встречные две полосы разделены или зеленой полосой или бетонным разделителем, но подходят друг другу не ближе десяти метров. Максимальная скорость на хайвеях — от 100 до 130 км/ч, минимальная — 60—80 км/ч. Минимальная ширина левой обочины — 3 м (на нее заезжать не разрешается ни при каких обстоятельствах), правой — 6 м. С тем, чтобы обеспечить наиболее безопасный съезд с холмов, максимальный угол подъемов и спусков — 6%, максимальная нагрузка — 36 т. Конечно же, нет перекрестков, пересечения с другими автотрассами — скоростные, но не в виде петель с разворотами на 90 или 180 градусов. Просто вдоль хайвея проложен боковой дублер, с которого можно на него въехать или съехать на второстепенную дорогу или улицы встречающихся по пути населенных пунктов.

Как выглядит головной участок платной Ленинградки

ВЦИОМ разглядел в россиянах ростки любви к платным трассам

РЕМОНТ НА СКОРОСТЬ НЕ ВЛИЯЕТ

Попадаются и ремонтируемые участки — они на хайвейях огораживаются бордюрами и пластиковыми конусами, при чем скоростной режим и на суженном участке трассы не меняется! Специальная разметка выполняется из временных рельефных «наклеек» с катафотами, хорошо видных в свете фар — к моему удивлению, ремонтные зоны специальным образом не освещают, а ночью водитель может рассчитывать только на свои головные огни. С непривычки я ночью все же наскочил на такие конусы.

ТЕХНОЛОГИЯ УСПЕХА

А сама трасса уложена в виде сложного «гамбургера». Сначала под нее выбирают около метра грунта. Потом послойно с трамбовкой отсыпают подушку из гравия, песка и глины, поливают водой и раствором хлорида кальция или известковым раствором. Затем снова рыхлят и опять трамбуют. В результате получается подушка, которая удерживает в себе постоянный процент воды и в при эксплуатации дороги не проседает. На следующем этапе укладывается двойной слой плотного асфальта толщиной в 5−7см — тем самым, во-первых, готовится ровная поверхность для укладки бетона. А во-вторых, он служит гидроизоляцией и не позволяет воде затечь под бетон через термические швы. После этого укладывается арматурная сетка и бетоноукладчик заливает этот участок дороги 30-сантиметровым слоем бетона от одного термического шва до другого — бетон должен быть монолитным. Полную прочность он обретет только через 28 дней, но такая автотрасса будет служить без капремонта гарантировано 25 лет, а на практике — 30—40 лет. Есть участки таких дорог, уложенные аж в 1960 году — они в отличном состоянии до сих пор.

Что нужно знать, отправляясь в самую южную точку США на авто

Что нужно знать, отправляясь в самую южную точку США на авто

А ТЫ НЕ ВОРУЙ!

Почему я уделил столько места технологии строительства бетонных автодорог в США? Не потому, что они хороши, а оттого что вспомнил о традиционных — еще времен развитого социализма — злоупотреблениях, воровстве и коррупции в отечественном дорожном строительстве. Ведь в наши дни, как известно из криминальной хроники, они достигли размеров, сравнимых по размаху лишь с протяженностью российской дорожной сети! Так что прежде чем потратить миллиарды рублей и начать массовое строительство отличных бетонных дорог — сложных, и потому так располагающих к воровству, — придется сначала искоренить воров хотя бы в этой отрасли хозяйства. И как тут еще разок не вспомнить Лаврентия Павловича!

Опыт американских дорожников перенимают Китай, Япония, Австралия и некоторые страны Европы. Главная причина — такие бетонные дороги долговечны (30—40 лет) и при этом расходы на их содержание минимальны.

СТРОИТЬ ДОРОГИ — ВЫГОДНО

При этом строить такие дороги — крайне выгодно. Судите сами. С каждого галлона (4л) бензина, уплаченных американцем на бензоколонке, 2,5 цента отправляются в Федеральный дорожный фонд, пополняя его ежегодно на десятки млрд. долларов. Кроме того, он наполняется еще и налогами на автомобили, дорожными сборами, частными инвестициями и продажами ценных бумаг. То есть автотрассы с помощью этого фонда стали выгодным государственным коммерческим предприятием.

По американским автодорогам перевозят больше грузов (более чем на $6 мрлд.), чем по ж/д — это выгодней. По экспертным оценкам, стоимость автотранспортной инфраструктуры США превышает два трлн. долларов — это больше 15% стоимости всех производственных активов страны!

Кризис «убьет» российские дороги

• 
• 
• 
• 

Почему московский асфальт был, есть и будет грязным

КАЖДЫЙ ДОЛЛАР ДАЕТ ДВА

При этом каждый миллиард долларов, вложенный в развитие автотранспортной инфраструктуры США, приводит и к созданию 35 000 рабочих мест (сейчас в американском дорожном строительстве занято более 300 000 человек), а еще позволяет избежать более 1500 смертей и 50 000 ранений в ДТП. Наконец, как подсчитали экономисты, каждый доллар, вложенный в США в дорожное строительство, за последние сорок лет позволил сохранить два доллара — за счет экономии средств в здравоохранении и страховании, снижения безработицы и увеличения производительности труда.

АМЕРИКАНСКОЕ БЕЗДОРОЖЬЕ

Понятно, что США не родились с дорожной, как любят говорить американцы, «серебряной ложкой во рту»: в 1901 году там было всего 1200 км дорог с твердым покрытием из плит, кирпича и асфальта (в России к концу 19-го века числилось 10 000 км дорог с покрытием — щебнем, гравием или с булыжной мостовой). Да и автомобили были редкой роскошью — американцы для ближних поездок пользовались лошадьми, для дальних — поездами. Все изменилось после того, как Форд в 1908 году запустил первый в мире автомобильный конвейер, с которого начали сходить миллионными тиражами массовые автомобили для «среднего американца», и пересадил Америку на колеса.

ДИКИЙ, ДИКИЙ ЗАПАД

И далее янки рванули семимильными шагами, но бессистемно: новые дороги прокладывались по инициативе и желанию-хотению бизнесменов, договаривавшихся с властями штатов или городов, они часто пересекались, дублировали друг друга и была весьма разными по качеству. Тем не менее, к началу 20-х годов прошлого столетия автомагистралей настроили уже более 250 000 км! В общем, дорожное строительство развивалось в контексте стихийного рынка эпохи Дикого Запада (как и весь американский капитализм в те времена), создавая новые проблемы для нарастающей волны всеобщей автомобилизации страны. И по причине этой очевидной необходимости, к концу 30-х годов администрация США впервые разработала план создания федеральной системы скоростных автодорог. Первая американская «бетонка» была построена в 1930-м в штате Индиана.

• 
• 
• 
• 

РУЗВЕЛЬТУ — СЛАВА!

Рассказывают, что великий американский президент Рузвельт нарисовал на карте страны три главных маршрута автотрасс, пересекавших ее с запада на восток и три с севера ню юг (как тут не вспомнить Николая I, собственноручно прочертившего на карте трассу николаевской ж/д от Санкт-Петербурга до Москвы с загогулиной посредине в том месте, где разместился монарший палец). По распоряжению Рузвельта, Бюро общественных дорог должно было немедленно приступить к сооружению этих автотрасс — тем самым президент не только облегчил участь сотен тысяч безработных, выброшенных на улицу Великой депрессией, но и заложил дорожный каркас для нового «мотора» американской экономики.

Дорожная сеть РФ в целом насчитывает 1396 тыс. км, Китая — 1800, США — 6400. При этом площадь РФ — 17,1, Китая — 9,6, США −9,4 млн. кв. км. Делайте выводы.

ГЕРМАНСКИЙ ОПЫТ В ИНТЕРЕСАХ США

По поручению Рузвельта, практическим реформатором американских автотрасс стал Томас Макдональд, которого весьма заинтересовали германские автобаны — бетонные, с разделительными элементами, с ограниченным количеством четко размеченных съездов и въездов. В 1941-м в США был принят Закон о федеральных хайвеях — сети 4-полосных автотрасс длиной в 43 000 км, доступных для всех штатов. Однако вступление США во вторую мировую войну затормозило воплощение этого плана в жизнь. Лишь в1947 году созданный Рузвельтом Национальный комитет по межрегиональным автотрассам уже после его смерти начал строительство сети хайвеев протяженностью в 63 000 км стоимостью $23 млрд. Но проблемы с финансированием проекта привело к тому, что строительство трасс шло ни шатко, ни валко.

Источник