авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 |

«АНО «Центр исследований постиндустриального общества» Принуждение к инновациям: стратегия для России под ред. В.Л.Иноземцева ...»

-- [ Страница 6 ] --

Тупиковое состояние существующих конструкций верхнего стро ения пути подтверждают планы развития железнодорожного транс порта в России до 2025 г. Согласно им, в качестве будущего железных дорог предлагается переход от прочного пути к надежному с учетом двух направлений стратегии: во-первых, своевременной ликвидации неровностей на колесах и рельсах, а также укладки виброзащитных железобетонных шпал с резиновыми прокладками, и, во-вторых, повышения безотказности и долговечности пути без увеличения его материалоемкости: изменения очертания верха головки рельсов по типу американских рельсов 132RE;

применения шарнирных сты ковых накладок вместо клиновых, противораспорных костыльных подкладок и ликвидации избытка возвышения наружного рельса в кривых и укладку рельсовых стыков вразбежку, а не по наугольнику.

Описанная выше возможность перехода от шпальных подрельсо вых оснований к железобетонным из сборных плит, балок, рам или лежней привлекает внимание инженеров уже многие десятилетия, и в ряде стран накоплен определенный опыт применения сплош ных железобетонных оснований. Однако десятилетия упорных ис следований не позволили в мировой практике железнодорожного транспорта заменить шпальное основание стандартных железнодо рожных путей. Практическое применение блочных железобетонных опор рельсов применяется только при прокладке отдельных путей на мостах и тоннелях, а также как основание трамвайных путей.

Ведущие специалисты-железнодорожники не видят сегодня пер спектив применения сборных блочных или монолитных железобе тонных оснований, что обусловлено тем, что такие основания обыч но связаны с:

— излишней жесткостью основания, оказывающей влияние на быстрый износ колесных пар;

— незначительным влиянием на изгибную прочность рельсов;

— недостаточной равнопрочностью основания пути по протяже нию, особенно при применении сборных железобетонных плит за водского изготовления;

— большим расходом железобетона.

Приложения Не случайно современный СНиП 32-01-95 «Железные дороги колеи 1520 мм» в разделе 5 «Верхнее строение пути» не предус матривает применение железобетонных плит, рам или подобных опор.

3. Краткое описание предлагаемой конструкции пути Устранить недостатки ранее разработанных конструкций верх него строения пути может позволить новый подход к строительству железных дорог. В его основе лежит комплексная задача обеспече ния:

— надежности и равнопрочности пути по его протяжению, вклю чая решение проблемы осадки краев (стыков) соседних плит отно сительно друг друга;

— высокой изгибной прочности рельсов без увеличения массы погонного метра с возможным ее снижением;

— ускорения строительства и снижения продолжительности ре монтов верхнего строения пути;

— повышения уровня механизации строительства и ремонта же лезных дорог;

— повышения безопасности движения и долговечности подрель совых оснований путей.

Решить такую комплексную задачу позволили технические реше ния, разработанные на базе применения специальных преднапря женных железобетонных плит (Рис. 2).

Рис. 2. Преднапряженная бетонная плита для укладки верхнего строения пути.

Приложение № 4. Новые технологии в строительстве железных дорог Российскими специалистами разработана конструкция верхне го строения пути, включающая уложенное на балласт подрельсо вое основание из последовательно размещенных преднапряженных железобетонных плит (Рис. 3), упругие элементы между плитами и прикрепленные к плитам с помощью рельсовых скреплений рель сы. Отличительной особенностью конструкции является стягивание расположенных вдоль полотна пути плит в пакеты длиной от 20 до 100 м напряженными стальными канатами, проходящими в средней части плит. При этом между плитами на стальные канаты надеты уп лотняющие резиновые элементы;

стальные канаты в количестве от трех до семи расположены: один — на оси пути, а остальные — сим метрично оси пути на расстоянии, начиная от края плит, кратном минимальной толщине плиты, причем концы напряженных канатов снабжены анкерами, размещенными в крепежных прямоугольных пустотах плит и омоноличенными бетоном. Между плитами после натяжения стальных канатов и их закрепления выдержан зазор от до 100 мм (Рис. 3).

Рис 3. Демонстрационный участок железнодорожного пути новой конструкции (территория ОАО «Московский ИМЭТ») Изготовление преднапряженных железобетонных плит не пред ставляет трудностей. Такое производство может быть освоено прак тически на любом заводе железобетонных изделий, производящих плиты для строительства автомобильных дорог и аэродромных до рожных покрытий (ПАГ), кстати, прекрасно показавших себя в экс плуатационных условиях Крайнего Севера и Сибири. Применение Приложения механохимически активированных цементов (см. Приложение 6) позволяет производить бетоны с водопоглощением не более 3%, водонепроницаемостью не ниже W10, морозостойкостью не менее 400 циклов, прочностью на сжатие, соответствующей маркам В40 — В60. Такие бетоны обеспечат долговечность опорных пакетов плит по предлагаемому решению не менее 40–50 лет, что вместе с дости жениями по производству стальных канатов систем GTI (США), DYWIDAG (Австрия) и современным скреплением позволяет свести ремонт путей только к замене непосредственно стальных рельсов.

Новое верхнее строение пути (Рис. 3, 4) позволяет благодаря стя гиванию бетонных плит, не прогибающихся на стальных канатах, но способных к вибрации для эффективного гашения периодических нагрузок, монтировать длинномерные конструкции — пакеты плит, которые обеспечивают равномерную передачу подвижных нагрузок на основную площадку земляного полотна, невзирая на вспучива ние или осадку части полотна, возникающие при традиционной рельсошпальной решетке пути.

Рис. 4. Конструкция нового верхнего строения пути. Стык пакетов плит а — поперечное сечение пути;

б — стык преднапряженных плит.

1 — преднапряженные железобетонные плиты: 2 — сквозные каналы;

3 — стальные канаты;

4 — упругие элементы;

5 — крепежные прямоугольные по лости с анкерами;

6 — земляное полотно;

7 — балластный щебеночный слой;

8 — преднапряженная ж/б плита;

9 — сквозные каналы;

10 — стальные рельсы.

Приложение № 4. Новые технологии в строительстве железных дорог Предлагаемое техническое решение позволяет строить гибкое, хорошо ориентированное горизонтально, без возможности просад ки в стыках соседних плит, верхнее основание пути с повышенной изгибной прочностью рельсов и обеспеченной равнопрочностью пути. Значительная площадь опирания пакетов плит на балласт или земельное полотно позволяет более эффективно (по сравнению со шпальным основанием) передавать нагрузки от движущегося соста ва на грунт с минимизацией угона, поперечных сдвигов и иных не гативных явлений. Новое решение, тем более при применении бес стыковых рельсовых путей, позволит повысить грузоподъемность и скорости движения поездов, снизить основное удельное сопротив ление пути движению поездов и благодаря этому экономить топливо и электроэнергию на тягу.

Предлагаемое решение позволяет существенно ускорить работы по укладке верхнего строения пути, монтируя каждый участок пути звень ями (Рис. 5). При этом скрепления стальных рельсов осуществляются на плитах подрельсового основания в 2–3 раза реже, чем на шпалах, а при применении современного крепежа типа АРС (МИИТ) (Рис. 6 и 7) можно реализовать главные задачи путевого хозяйства: во-первых, пе рейти на малолюдную технологию текущего содержания пути, и, во вторых, исключить угон рельсовых плетей бесстыковых путей.

Рис. 5. Звено нового верхнего строения пути 1 — стальные канаты;

2 — песчаная подсыпка;

3 — щебеночная подсыпка;

4 — преднапряженная ж/б плита;

5 — сквозные каналы;

6 — стальные рельсы При применении новой конструктивной системы снижаются объемы работ по выправке пути, интенсивность износа рельсов, Приложения увеличиваются сроки службы и долговечность, эксплуатационная надежность, безопасность и стабильность железнодорожного пути.

Новый путь может гибко реагировать на смещения земной поверх ности и снизить влияние деформации на скоростные возможности подвижного состава, радикально повысить грузоподъемность, ско рости движения и надежность железнодорожного транспорта.

Рис. 6. Крепление стальных рельсов скреплением АРС— на плитах демонстрационного участка.

Разработанное решение позволяет освоить новые конструкции верхнего строения пути со снижением погонной массы рельсов до Р50, что дает значительную экономию дорогого металла, позволя ет исключить энерго- и трудоемкое производство железобетонных шпал, а также затраты по их монтажу, снизить стоимость строитель ства и эксплуатации путей. Весьма важной является возможность использования нового комплексного решения конструкции верхне го строения пути для прокладки железных дорог в условиях слабых грунтов, болотных почв и вечной мерзлоты. Строительство в таких условиях железнодорожных путей на шпальном основании обычно вызывает удорожание работ в 5–7 раз по сравнению с аналогичным строительством путей на нормальных грунтах (пример такой расто чительности недавно был продемонстрирован ОАО «Газпром», по строившем железную дорогу на полуострове Ямал с удельными за тратами в $8,3 млн./км).

Приложение № 4. Новые технологии в строительстве железных дорог Рис. 7. Расположение скреплений АРС– на плитах нового верхнего строения пути.

Реализация предлагаемого решения, не имеющего аналогов в мире, может радикально ускорить, упростить и удешевить стро ительство и эксплуатацию железных дорог в стране, в том числе в северных и труднодоступных районах России, что является нацио нальной стратегической задачей.

4. Анализ препятствий, мешающих широкому применению технологии в Российской Федерации Реализацию новой технологии сдерживает отсутствие в России механизма реализации инноваций даже в такой стратегической об ласти, как строительство железных дорог.

Железнодорожный транспорт — сложная, масштабная и очень капиталоемкая отрасль. Сроки окупаемости большинства проектов в грузовом бизнесе при существующем уровне тарифов превышают пятнадцать лет, а рентабельность активов ОАО «РЖД» в 2008 г. со ставила 0,4%. При этом экономические и технологические барье ры для входа на рынок перевозок очень высоки: для минимального объема бизнеса требуется вложение миллиардов рублей. Расходы у частного перевозчика будут выше, чем у ОАО «РЖД», так как он теряет эффект масштаба, а себестоимость перевозки одной тонны возрастет.

Приложения Положение осложняет уход государства от технической политики в этой области, ослабление роли отраслевых институтов и неспособ ность государственных и коммерческих структур применять инно вационные технологии в условиях отсутствия доступных кредитов, слабости машиностроительной отрасли и отсталости строительной индустрии.

Все это объясняет недостаточную мотивацию руководства ОАО «РЖД» на поиск и реализацию прогрессивных технологий строи тельства железных дороги и неверие в возможности деградирующей отечественной науки и техники. ОАО «РЖД» является коммерче ской организацией, учредитель которой — Российская Федерация.

Согласно уставу, оно осуществляет грузовые и пассажирские пере возки, предоставляет услуги инфраструктуры и локомотивной тяги, ремонтирует подвижной состав, строит объекты инфраструктуры, ведет научно-исследовательские и опытно-конструкторские рабо ты, содержит социальную сферу.

ОАО «РЖД» — одна из крупнейших в мире компаний с персо налом в 1,3 млн. человек;

она владеет 100% железнодорожных ма гистралей в стране, станциями и вокзалами, депо и диспетчерскими системами, около 20 тыс. локомотивов и более 600 тыс. грузовых и пассажирских вагонов. Сегодня эксплуатационная длина сети же лезных дорог общего пользования составляет в России 85,3 тыс. км, в том числе дорог с двумя и более путями — 36,7 тыс. км, обслужива емых электрической тягой — 43,2 тыс. км. Износ основных фондов железных дорог превышает 64%. Масштабы территории страны и ее жесткий климат обусловливает особые требования к строительству и эксплуатации железных дорог, обеспечению безопасности движе ния поездов, необходимости перехода на малолюдное содержание путей.

Развитие железнодорожного транспорта России на 2002–2010 гг.

описано государственной подпрограммой «Железнодорожный тран спорт» в рамках Федеральной целевой программы «Модернизация транспортной системы России». Основная часть средств указанной подпрограммы (284,1 млрд. руб. средств федерального бюджета и 283,9 млрд. руб. внебюджетных средств) тратится на содержание су ществующих дорог, развитие станционного хозяйства, подвижной состав и другие текущие проблемы эксплуатации железных дорог.

При этом в условиях острой необходимости развития сети желез ных дорог (особенно подведения их в труднодоступные районы), мы Приложение № 4. Новые технологии в строительстве железных дорог строим не спеша: по вышеуказанной подпрограмме с 2002 по 2010 г.

будет построено всего 216 км новых железных дорог, к которым до бавятся 1,2 тыс. км дополнительных веток, проложенных на уже су ществующих главных путях.

ОАО «РЖД» строит мизерные объемы новых железных дорог, и куда больше занято общество занято реформированием своей струк туры, разделенной на три этапа, как раз охватывающие 2001–2010 гг.;

ребрендингом и всем чем угодно, включая благотворительную де ятельность. Технический уровень российских железных дорог ос тавляет желать лучшего, в этом плане понятны опасения известной компании SIEMENS, продавшей ОАО «РЖД» 8 скоростных совре менных поездов для организации движения на маршрутах Москва Петербург, Москва-Сочи и, вероятно, некоторых других. Немецкие специалисты убеждены, что эксплуатация поездов с европейскими скоростными характеристиками на существующих в России путях потребует практически еженедельного тщательного мониторинга пути ввиду его крайне низкой устойчивости к предполагаемым (за предельным по российским понятиям) нагрузкам.

6. Описание сфер применения технологии и оценка масштабов ее использования Опыт эксплуатации новых верхних путей в России показал, что текущее содержание пути на железобетонных блоках существенно отличается от пути на шпальных опорах. Прежде всего на пути с блоч ным подрельсовым основанием в 2–3 раза уменьшаются работы по выправке пути в плане и профиле. Эти работы составляют большую часть общего объема работ по текущему содержанию пути на блоках.

Эксплуатационные испытания опытных участков пути с блочны ми подрельсовыми основаниями в условиях высокой грузонапря женности и интенсивной засоряемости сыпучими грузами показали, что пути на железобетонных блоках обладают высокой стабильно стью. В этом случае возможностей для перемещения частиц щебня гораздо меньше, так как зоны с перепадом напряжения и вибрацией более благоприятно распределяются по объему балластной призмы, и остаточные деформации накапливаются медленнее, чем при ис пользовании шпального основания.

Не менее важный показатель эффективности — срок службы и про пускаемый блоками тоннаж грузов до их изъятия из пути. Этот показа тель для блоков весьма высок — например, уложенные в путь на Экспе Приложения риментальном кольце ВНИИЖТ железобетонные плиты пропустили 1,5 млрд. т грузов брутто и возможности их еще не были исчерпаны (за метим: 1,5 млрд. т — тройная норма межремонтного тоннажа для рель сов типа Р65). В тоннелях, на мостах и пассажирских станциях, где ук ладка и содержание пути на балласте затруднительны, стали устраивать путь с непосредственным прикреплением рельсов к бетонному основа нию (на грузовых линиях путь такой конструкции применяют редко).

В последние годы стоимость укладки и содержания пути с непосредс твенным прикреплением рельсов снизилась до уровня, при котором он может конкурировать с обычным путем на балласте. Путь на бетонном основании практически не требует периодической выправки и рих товки, которые требуются балластному пути. Для этой конструкции разработаны скрепления, которые могут, подобно балласту, выполнять амортизирующие функции, снижать уровень шума, уменьшать износ рельсов и колес, выдерживать высокие осевые нагрузки.

Если ознакомиться с основными показателями ключевых транс портных систем США, КНР и России (Табл. 3), обращают на себя внимание не только низкие показатели протяженности как желез ных, так и автомобильных дорог КНР и России по сравнению с США, но и мизерные объемы строительства новых дорог в России по сравнению с КНР.

Предлагаемая технология плитных путей при ее оперативном ос воении может позволить радикально ускорить строительство новых железных дорог, особенно в труднодоступных регионах со слабыми грунтами или вечной мерзлотой. Поскольку при реализации новой технологии применяются преднапряженные железобетонные пли ты заводского изготовления, быстро монтируемые в самых разных климатических условиях, у железнодорожников России появляется возможность круглогодичного строительства железных дорог в лю бых регионах страны. По расчетам разработчиков технологии, ор ганизация производства новых плит для верхних путей железных дорог может быть на существующих предприятиях ЖБИ в течение нескольких месяцев в достаточных объемах.

Это дает возможность строить ежегодно 500–600 км современных железных дорог повышенной долговечности и надежности с боль шей грузоподъемностью путей, приспособленных для скоростного движения поездов, обладающих высокой безопасностью движения и требующих малолюдного содержания с экономией затрат на стро ительство и эксплуатацию в несколько раз.

Таблица Основные характеристики транспортных систем США, КНР и России Построено дорог, км.

Протяженность дорог, тыс.км.

в 2007 году Население, Площадь, Страны млн.чел тыс. м2 автомо- железно- автомо- железно бильных дорожных бильных дорожных США 300 9360 6370 200 —* —* КНР 1306 9590 1765 53 47000 Россия 143 17100 1145 87 495 * нет сведений Приложение № 4. Новые технологии в строительстве железных дорог Приложения 7. Приблизительный расчет экономии ресурсов и повышения качества (срока службы) продукции при замещении новой технологией старой РАСЧЕТ МАТЕРИАЛОЕМКОСТИ ВЕРХНЕГО СТРОЕНИЯ ЖЕЛЕЗ НОДОРОЖНЫХ ПУТЕЙ Исходные данные:

1. Материалоемкость изготовления железобетонных шпал для же лезных дорог по ГОСТ 10629-88-(ШС-АРС).

Справочно: масса шпалы с двумя анкерами АРС-4 — 280 кг Габариты: длина шпалы 2700 мм, ширина шпалы внизу на торце 300 мм, высота в среднем сечении 145 мм, высота тор ца 150 мм, расстояние между наружными ребордами головок анкеров, формирующими ширину рельсовой колеи, состав ляет 1777 мм.

А) Объем бетона на одну шпалу — 0,109 м3.

Б) Расход стали в расчете на одну шпалу (в виде напрягае мой проволоки диаметром 3 мм) — 7,33 кг В) Разделительная проставка на одну шпалу — 0,074 кг Г) Закладных шайб — 11,8 кг Д) Анкерные скрепляющие АРС–4 — 2 шт. на одну шпалу.

Состоят из:

а) анкера из высокопрочного чугуна с шаровидным графи том массой 4,1–4,7 кг б) монорегулятора стального (2шт) — 0,35 кг в) клеммы стальной (2шт) — 0,825 кг г) подклеммника стального (2шт) — 0,218 кг д) уголка изолирующего пластмассового (2шт) — 0,032 кг е) прокладки ЦП 204-АРС резиновой — 0,52кг 2. Материалоемкость железобетонных преднапряженных плит.

Справочно: преднапряженные железобетонные пли ты с предусмотренными сквозными крепежными канала ми (3 канала вдоль длинной стороны плиты): габариты — 36002400140 мм;

площадь — 8,64 м2;

объем бетона — 1,21 м3, масса плиты — 2,9 т.

Затраты материалов на одну плиту:

Арматуры и дорожной сетки — 60 кг Пластиковых труб-вкладышей — 2 кг Приложение № 4. Новые технологии в строительстве железных дорог Стальных канатов — 11,1 кг Амортизаторов 3 шт. (резина) — 3 кг Анкерных скреплений АРС-4 — 6 шт Расчет сравнительных затрат материалов на строительство же лезной дороги для стандартного шпального пути с колеей 1520 мм и шириной 2700 мм и предлагаемого по новой технологии плитного пути с колеей 1520 мм и шириной 2400 мм приведен в Табл. 4.

Таблица Сравнительные затраты материалов на 1 погонный метр подрельсовых оснований традиционного шпального пути и предлагаемого по новой технологии плитного пути Материал Шпального пути Плитного пути Металл 37,76 кг 29,66 кг 0,22 м3 0,33 м Бетон Пластмасса 0,128 кг 0,05 кг Резина (прокладка) 2,08 кг 3,37 кг Резиновые — 0, амортизаторы Таким образом, даже при допущении равных затрат на строи тельство нового верхнего строения пути на каждый метр, при уве личении затрат бетона на 0,11 м3 возможно снижение затрат метал ла на 8,1 кг, что на 1 км пути составляет более 8 т. К этому можно добавить возможную экономию метала за счет перехода со сталь ных рельсов Р65 на рельсы Р50 при плитном пути, что дает эконо мию еще 30 кг дорогой высококачественной стали на 1 м пути, или 30 т на 1 км.

К изложенному необходимо добавить особую эффективность сочетания плитного пути с скреплениями АРС–4, закладываемых при изготовлении железобетонных плит в заводских условиях. Со зданное Московским государственным университетом путей сооб щения (МИИТ) анкерное промежуточное рельсовое скрепление АРС относится к числу бесподкладочных упругих скреплений и предназначено для использования на бесстыковом пути грузона пряженных линий магистральных железных дорог. В настоящее время скрепление АРС применяется на Юго-Восточной, Москов Приложения ской, Октябрьской, Южно-Уральской, Горьковской и Свердлов ской железных дорогах, где уложено более 3000 км пути. Его при менение обеспечивает надежное закрепление рельсовых плетей от продольных перемещений без периодического подкручивания элементов скрепления, в связи с этим — существенное снижение эксплуатационных затрат на текущее содержание пути. Технико экономические расчеты, проведенные с использованием данных Юго-Восточной, Московской и Октябрьской железных дорог по казали, что экономия эксплуатационных затрат составляет более 100 млн. руб. в год на каждые 1000 км пути.

Общее число отказов элементов скрепления АРС–4 на участ ке 2006 г. в 13 раз меньше по сравнению с участком 2003 г. (пос ле пропуска 200 млн. т брутто), а без учета отказов в зоне сухого выплеска — в 31 раз меньше. Принимая во внимание, что расчет сравнительной экономической эффективности различных типов скреплений, проведенный Гипротранстэи по результатам поли гонных испытаний 2003 г., показал, что эксплуатационные затра ты на скрепление АРС в 4–6 раз ниже, чем на скрепление КБ и ЖБР;

при этом очевидно, что модификация АРС 2006 г. значитель но увеличит эту разницу и применение модернизированного АРС позволит снизить эксплуатационные затраты на обслуживание скреплений в десятки раз. Сказанное подтверждается также тем, что в 2006 г. обработаны материалы трех дорог по отказам скреп ления АРС–4 первого поколения (общий полигон обработанных данных — 1300 км). Установлено, что в прямых участках пути экс плуатационные затраты составляют до 110 руб. на 1 погонный метр в год, а в кривых — до 3,5 тыс. руб., что во много раз меньше, чем на скреплении КБ и ЖБР.

Учитывая современное развитие технологии железобетона и накопленный в России значительный опыт производства и экс плуатации преднапряженных железобетонных плит для дорожно го строительства, новое подрельсовое основание верхнего стро ения пути будет служить не менее 30–40 лет без ремонта. Этому способствует и значительная изоляция земляной призмы вместе со щебеночным слоем от климатических воздействий плитным основанием. Текущий ремонт новых путей будет сведен к опе ративной смене (за несколько десятков минут) рельсовых пле тей, что позволяет разработанное и успешно эксплуатирующееся скрепление АРС–4.

Приложение № 4. Новые технологии в строительстве железных дорог 8. Оценка предлагаемых сроков перехода на новую технологию и требующихся для этого стандартов Новая конструктивная система железных дорог может быть ос воена в практике железнодорожного транспорта в ближайшие годы.

В настоящее время создана научная основа новой системы, разрабо тана технология преднапряженных железобетонных плит и отрабо тана их сборка на полотне демонстрационного участка на террито рии ОАО «Московский ИМЭТ».

Представляется целесообразным поручить ОАО «ВНИИЖТ», ОАО «Московский ИМЭТ», МИИТ и другим заинтересованным научным организациям в рамках реализации разрабатываемой Ми нистерством транспорта Транспортной стратегии Российской Феде рации на период до 2030 г. оперативную разработку технологической и эксплуатационной нормативной базы новой системы верхнего строения пути железных дорог. Это позволит создать новые стандар ты и технологические регламенты, необходимые для освоения пред лагаемой технологии.

В первую очередь, в ближайшие годы необходимо построить экспериментальный участок пути на экспериментальном кольце ВНИИЖТа в г. Щербинка Московской области и отработать все конструктивные и эксплуатационные характеристики нового вер хнего строения пути. После этого с параллельным созданием про мышленной базы широкого освоения новой технологии целесооб разно разместить производство преднапряженных железобетонных плит на заводах ЖБИ, в частности, производящих сегодня шпалы для железных дорог, а также многочисленных ЖБИ и ДСК, постро енных ранее в различных регионах России для производства сбор ных железобетонных плит для домостроения, но сегодня загружен ных всего на 30–35% своей мощности.

Существующая промышленная база и определенный опыт при менения преднапряженных конструкций в строительстве позволяет при условии оперативных работ по освоению новой технологии в 2010–2011 гг., с учетом подготовки соответствующих производств, разработанных железобетонных плит на предприятиях ЖБИ, начать строить железнодорожные пути по новой технологии уже с 2012 г.

Целесообразно установить норматив перехода на новую техноло гию, предполагающий строительство с ее использованием не менее 30% всех новых железнодорожных путей с 2013 г., 50% с 2015 г. и 100% — с 2020 г.

Приложения Вопросы разработки необходимых стандартов и нормативной до кументации для новых железнодорожных путей могут быть решены в ближайшие годы совместной работой профильных исследователь ских организаций, на которые возложены разработка и обязательная сертификация железнодорожных путей в рамках Государственного заказа или целевого финансирования Министерства транспорта РФ.

Исходя из необходимости интенсификации строительства желез ных дорог рекомендуется разработка и утверждение в течение 2010 г.

следующих нормативных документов:

Технических регламентов:

1. Технического регламента по строительству железных дорог с плитным подрельсовым основанием для обеспечения повышенной безопасности, надежности, скоростей, грузоподъемности, долговеч ности и малолюдного содержания железнодорожных путей.

Национальных стандартов и стандартов организаций:

1. Национального стандарта по производству железобетонных плит с преднапряжением при строительстве железных дорог.

2. Национального стандарта по монтажу и укладке преднапря женных железобетонных плит для подрельсовых оснований верхних строений железнодорожных путей.

3. Стандартов организаций по производству и применению пред напряженных железобетонных плит со скреплениями АРС-4 для индустриального строительства железных дорог.

4. Стандартов организаций по производству арматуры и комплек тующих для строительства железных дорог по новой технологии.

Приложение № 5. Автомобильные дороги России: «новое начало»

1. Краткое описание автомобильных дорог в России Автомобильный транспорт в России осуществляет сегодня боль шой объем грузовых и пассажирских перевозок. Количество автомо билей в последнее время ежегодно возрастает в среднем на 1 млн. еди ниц, и прогнозы указывают на сохранение тренда (Табл. 1).

Существующая сеть автомобильных дорог в стране уже давно не справляется с значительно возросшим количеством автотранспорта и появлением большегрузных автомобилей.

Общая протяженность дорог в России в настоящее время состав ляет 846 тыс. км с учетом построенных в 2007 г. 495 км и в 2008 г.

560 км автомобильных дорог с твердым покрытием. Динамика изме нения протяженности с учетом видов дорог приведена в Табл. 2.

Согласно официальным данным, около 75% российских дорог приходятся на дороги низких категорий (IV-й и V-й), 20% дорог со ответствуют III-й категории, а доля II-й и I-й категории, т.е. дорог стратегического значения, не превышает 5% (Табл. 3). В последние годы длина сети дорог I-й и II-й технических категорий постепенно возрастала, но не за счет строительства новых дорог, а за счет пере вода в них дорог III-й, IV-й и V-й категорий.

Отечественные автомагистрали отстают в своем развитии от мирового уровня на несколько десятков лет. Все граждане России ощущают на себе это отставание. Около 2 млн. россиян в более чем 40 тыс. населенных пунктов в начале XXI века прозябают без авто мобильного сообщения.

Существующая сеть дорог России по протяженности и, конечно, техническому состоянию далеко не соответствуют возросшим пот ребностям страны и по оценкам специалистов, в возможно короткое время (по крайней мере до 2025 г.), должна быть доведена до 1,5 млн.

км с интенсивным строительством высококачественных и долговеч ных дорог. Возможно ли это? В принципе, да: например, в Китае за 2002–2007 гг. построено 28 тыс. км. одних лишь высокоскоростных дорог, а только за 2007 г. — 47 тыс. км. автодорог с твердым покрыти ем различных категорий.

Таблица Прогноз развития автомобильного транспорта Приложения 2015 г. 2020 г. 2025 г.

Показатели 2010 г.

Мин. Макс. Мин. Макс. Мин. Макс.

Перевозки грузов 9,88 12,40 14,87 16,40 19,69 19,28 23, (млрд. т.) Грузооборот 257 323 387 427 513 502 (млрд. ткм.) Перевозки пассажиров 50,00 54,30 58,50 60,80 67,00 69,50 73, (млрд. чел.) Пассажирооборот 745 859 940 1024 1175 1241 (млрд. пасс.-км) Количество автомобилей 40,93 44,15 48,38 52,58 58,79 61,99 67, (млн.ед.):

— легковых 35,0 38,0 42,00 46,00 52,00 55,00 60, — грузовых 5,2 5,40 5,60 5,8 6,00 6,20 6, — автобусов 0,73 0,75 0,78 0,78 0,79 0,79 0, Таблица Динамика изменения протяженности сети автомобильных дорог в Российской Федерации (тыс. км.) По состоянию на 1 января соответствующего года Показатель 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 Автомобильные дороги:

— Всего 895,0 934,9 924,5 915,5 900,4 899,4 871,5 845, — Общего пользования 466,0 518,9 558,5 573,5 584,4 592,6 600,6 574, Из них:

— Федеральные 40,0 41,0 45,4 46,2 46,3 46,8 47,1 47, — Территориальные 426,0 477,9 513,1 527,3 538,1 545,8 553,5 527, — Ведомственные и частные 429,0 416,0 366,0 342,0 316,0 306,8 270,9 270, Дороги с твердым покрытием:

— Всего 698,0 743,0 748,0 751,4 754,4 756,9 737, — Общего пользования 419,0 462,8 500,0 517,4 532,4 541,1 546,4 519, Из них:

— Федеральные 40,0 40,4 45,0 45,8 46,0 46,5 46,9 47, — Территориальные 379,0 422,4 455,0 471,6 486,4 494,6 499,5 472, — Ведомственные и частные 279,0 280,0 248,0 234,0 222,0 215,8 191, Приложение № 5. Автомобильные дороги России: «новое начало»

Приложения Таблица Длина сети автомобильных дорог общего пользования с твердым покрытием, 2002—2007 гг., в км.

Техническая 2002 г. 2003 г. 2005 г. 2006 г. 2007 г.

категория дороги I 4486 4924 5 180 5368 II 27617 28145 28 139 28438 III 109591 111025 110 391 109787 IV 317093 320043 322 460 309629 V 78502 80064 80183 77306 На сегодня обеспеченность автодорогами I категории в России на 10 тыс. человек составляет 400 м, в США она составляет 2200 м, в Канаде — 4400 м, в Европе — 6700 м. Однако даже Европа не считает, что ей незачем совершенствоваться. Так, по данным СЕЕ Bankwatch, в 1998–2003 гг. восточноевропейские страны-кандидаты в члены Ев ропейского Союза ежегодно получали от Брюсселя 7,7 млрд. евро на развитие транспортной инфраструктуры.

Состояние дорог России не соответствует возрастающим требо ваниям к ним. Количество транспорта за последние годы увеличи лось многократно: с 8,964 млн. автомобилей в 1990 г. до 26,656 млн.

в 2006 г. Сегодня парк достиг почти 35 млн. автомашин. Радикально возросло число большегрузных автомобилей. Росавтодором предус мотрено повышение эксплуатационных характеристик дорожных покрытий для автотранспорта соответственно европейским нор мам — до 40 т общей массы и 11,5 т нагрузки на ось. Однако указан ным требованиям соответствует… только 0,5% российских дорог.

Плохая дорожная инфраструктура привела к тому, что транспор тная составляющая достигает в себестоимости продукции 15–20% против 7–8% в большинстве высоко- и среднеразвитых стран. Сред няя скорость перемещения грузов составляет 200–300 км в день, тогда как в ЕС этот показатель равен 1000 км и продолжает расти.

Себестоимость автомобильных перевозок в России в 1,5 раза выше, чем в европейских странах, а топлива на тонно-километр расходует ся больше на 30%.

По словам вице-премьера РФ С. Иванова, из-за плохих дорог стра на ежегодно теряет 3% ВВП. Низкое качество дорог не обеспечивает и приемлемого уровня безопасности — в ДТП ежедневно гибнет около Приложение № 5. Автомобильные дороги России: «новое начало»

100 человек и несколько тысяч получают ранения и травмы (причем не менее трети дорожных аварий, по заключению ГИБДД, связаны с не удовлетворительным состоянием российских дорог).

Развитие сети автомобильных дорог России предусматривают не сколько федеральных программ, которые были приняты начиная с 2002 г. Программы, как правило, в планируемом объеме не выпол няются, и на деле протяженность автомобильных дорог в стране не растет. Причина всегда одна: выделенные средства уходят на беско нечный ремонт дорог с асфальтобетонным покрытием. Специалисты считают, что главная причина критического состояния российских дорог — не уровень финансирования, а неэффективное использо вание денежных средств и устаревшая технологическая основа стро ительства дорог с покрытием из асфальтобетона, не учитывающая климатические условия России.

В настоящее время в стране продолжает проводиться ошибочная техническая политика в области строительства автомобильных дорог, базирующаяся на кажущейся выгоде и простоте строительства дорож ных покрытий из асфальтобетона. Бросовые, низкие цены на нефть и, соответственно, битум в 1970-е годы прошлого столетия сделали покрытие из асфальтобетона основой технической политики в стро ительстве автомобильных дорог и «похоронили» цементобетонные покрытия, доля которых в сети дорог сегодня не превышает 1,4%.

2. Строительство автомобильных дорог с цементнобетонными покрытиями. Российский опыт Асфальтобетон — главный материал для дорожного строительс тва в России — радикально уступает современному цементобетону по всем показателям:

— по прочности и способности нести большие нагрузки;

— по водо- и морозостойкости;

— по истираемости;

— по долговечности;

— по технологичности (плиты из асфальтобетона не производят в связи с низкой прочностью материала);

— по стойкости против образования «колейности» на трассах;

— по ремонтопригодности.

В Новосибирской области одной из первых в России покрытия из цементобетона нашли широкое применение. В 1960-х годах по строены дороги с цементобетонным покрытием «Чуйский тракт» и «Новосибирск—Колывань». Эти дороги отработали без ремонта бо Приложения лее 30 лет. Как показал опыт, такому покрытию необходима лишь некоторая дополнительная защита. В 1980-х годах найден эффек тивный способ защиты цементобетонных покрытий — устройство макрошероховатого слоя износа. Срок службы такого защитного слоя — 10–15 лет при минимальных эксплуатационных затратах.

Работоспособность дорог указанного типа позволила выбрать вариант строительства федеральной автомобильной дороги М- «Байкал» в цементобетонном исполнении. При строительстве этой дороги были впервые применены высокопроизводительные маши ны со скользящей опалубкой SP-850 фирмы «Wirtgen». Темпы уклад ки покрытия шириной 9 метров достигали 25 км за сезон. С цемен тобетонным покрытием построена автомобильная дорога «Новоси бирск—Томск» на участке «Вьюны—Изовка», строится Северный обход г. Новосибирска. Учитывая положительный опыт применения цементобетонных покрытий в Новосибирской области, проекты строительства автомобильных дорог «Обход р.п. Ордынское», «Бай кал—Купино—Карасук» предусматривают строительство данных автодорог также с цементобетонным покрытием.

В России накоплен большой объем теоретических, эксперимен тальных и практических знаний в области долговечных цементо бетонных покрытий. Разработаны федеральные нормы и правила проектирования и строительства цементобетонных покрытий и ос нований по различным технологиям бетонирования: в рельсофор мах, в скользящих формах, методом укатки виброкатками и другие.

Фактические сроки службы цементобетонных покрытий зачастую превышают нормативные (20–25 лет), достигая 30–40 и более лет.

Этот примеры убеждают — выход из сложившегося положения со строительством автомобильных дорог в России сегодня только один:

государству давно пора серьезно вмешаться в техническую политику и организацию дорожного строительства. Чтобы выйти к 2025 г. на протяженность дорог 1,5 млн. км, Россия должна строить ежегодно не сотни километров, как в предыдущие годы, а не менее 30 тыс. км.

высококлассных дорог по утвержденной региональной стоимости с гарантированными долговечностью и надежностью, исключающи ми масштабные ремонты дорог на 30–35 лет.

В фундаментальной работе ряда авторитетных отечественных ученых1 содержится резкая и справедливая критика проводимой А.Н. Шумейко, И.М. Юрковский, М.В. Немчинов. Автомобильные дороги России: состояние и перспективы, Москва: МАДИ, Приложение № 5. Автомобильные дороги России: «новое начало»

Правительством России и его ведомствами технической политики в области строительства автомобильных дорог. Авторами предлагается своя Концепция развития транспортного комплекса на базе изме нения технологической основы строительства автодорог и замены недолговечных дорожных одежд из асфальтобетона на цементобе тонные.

В правоте этих предложений убеждает мировой опыт и много летний опыт эксплуатации цементобетонных дорожных покрытий в СССР и России. Нужно немедленно остановить вакханалию транс портного ведомства с ремонтами и недоремонтами автомобильных дорог из асфальтобетона, составляющих основную часть существу ющих покрытий в России.

Переход на технологию цементобетонных жестких покрытий дорог не только решает проблему радикального повышения грузо подъемности и долговечности автотрасс, но и может позволить зна чительно уменьшить объемы песка, щебня и битума, применяемых в России для строительства автодорог, тем более по оценкам специ алистов битума в стране (дорожающего вместе с нефтью) хватит в лучшем случае на 30–35 лет, а цементного сырья — на тысячи лет.

Стоимость материалов для строительства дорожных одежд с це ментобетонными покрытиями не превосходит (а в ряде случаев и ниже) стоимости материалов для строительства дорожных одежд с ас фальтобетонными покрытиями. Об этом свидетельствуют зарубеж ные (Табл. 4) и отечественные (Табл. 5, 6) данные. В странах Западной Европы и в США количество дорожных одежд с цементобетонными покрытиями составляет уже до 30–40%. Средний срок службы таких покрытий — не менее 20 лет при минимальных затратах на ремонт и содержание. При решении вопроса целесообразности и стоимости строительства цементобетонных покрытий в зарубежной практике учитывается не только существенное снижение эксплуатационных расходов, но и то, что при цементобетонных покрытиях вследствие их лучшей светоотражающей способности и светлого цвета сущест венно уменьшается потребность в освещении дорог. Это позволяет снизить затраты на строительство системы освещения дорожного полотна на 30% и более.

Даже учитывая нетрадиционность (для нашей страны) цементо бетонных конструкций, можно с уверенностью утверждать, что сто имость строительства цементобетонных покрытий сопоставима со стоимостью строительства нежестких дорожных одежд.

Приложения Таблица Стоимость строительства дорожных одежд с разными типами покрытий (по данным журнала Concrete International) Толщина Стоимость № Конструкция дорожной одежды 1000м2, тыс. $ слоя, см Асфальтобетон 1 116, Песчано-гравийная смесь Асфальтобетон 2 51, Грунт, обработанный известью Асфальтобетон 3 47, Грунт, обработанный цементом Монолитный цементобетон 4 96, Грунт, обработанный цементом Укатываемый бетон 5 44, Грунт, обработанный цементом Таблица Стоимость материалов для строительства жесткой и нежесткой дорожных одежд (для отпускных цен 2004 года для г. Москвы и Московской области) Стоимость Толщина № Конструкция дорожной одежды материалов слоя, см 1000 м2, тыс. руб 1 2 3 1 Дорожная одежда для дороги 2 технической категории Асфальтобетон (тип Б) 18 372, Тощий бетон В12,5/М 150 20 447, Песчано-гравийная смесь, 151, 1а укрепленная 10% цемента Морозозащитный слой из песка 40 228, Итого — 93 см 1186, Цементобетон В25/М 400 20 565, Тощий бетон В 12,5/М 150 15 335, Щебень известняковый 12 92, 1б Морозозащитный слой из песка 40 228, Итого — 87 см 1005, Приложение № 5. Автомобильные дороги России: «новое начало»

Окончание таблицы 1 2 3 2 Одежда МРД в аэропорту Домодедово Цементобетон Bzb 4,8/60–В 43 1300, Основание из ЖБС М 200 20 488, Основание из щебеночно-песча ной смеси №6 + известняковый щебень (38,7%), обработанный 2а 10% цемента на месте 25 254, Основание из известнякового щебня, фракции 20–40 12 92, Морозозащитный слой из песка 50 285, Итого — 150 2419, Варианты толщины:

Цементобетон В40 26 734, 33 932, 38 1072, Бетон из ЖБС В 12,5/М 150 20 447, 2б Основание из щебеночно песчаной смеси №6, укреп ленной 10% цемента 20 201, Основание из известнякового щебня, фр. 20–40 20 92, Морозозащитный слой из песка 50 285, Итого — 128–140 см 1759– Сопоставление расходов на строительные материалы при соору жении цементобетонного покрытия и покрытия с использованием асфальтовых бетонов с учетом многочисленных капитальных ремон тов асфальтобетонного покрытия за период службы цементобетона (в расчете принято 30 лет) показало, что для варианта цементобетона они в 2–3 раза меньше, чем для варианта асфальтобетона: в 2 раза при межремонтном сроке для асфальтобетонного покрытия 5 лет и в 3 раза — при межремонтном сроке 3 года.

Действующие в настоящее время нормативы удельных затрат в строительство объектов дорожного хозяйства допускают (по ценам) строительство цементобетонных покрытий (Табл. 7).

Приложения Таблица Стоимость 1 м2 покрытия автомобильной дороги I технической категории (на примере автомобильной дороги Москва—Кашира [км 53—73]) Жесткая дорожная одежда Нежесткая дорожная одежда Цена 1 м2, руб.

Конструкция Цена 1 м, руб. Конструкция Покрытие Мелкозернистый Цементобетон М-400, асфальтобетон, на ПБВ, толщиной 22 см 721, тип А, м. 1, толщина 5 см 240, Крупнозернистый асфальтобетон, тип Б, толщина 7 см 238, Основание Тощий бетон Пористый асфальтобетон толщиной 22 см 329,01 толщиной 10 см 297, Тощий бетон, толщиной 20 см 329, Всего: 1050,81 Всего: 1104, Таблица Нормативы удельных затрат в строительстве объектов дорожного хозяйства на 2001–2005 гг. в Центральном федеральном округу (Московская область;

дорожная одежда капитального типа) Нормативы удельных затрат, Модуль тыс. руб./м Категория Категория упругости, дороги рельефа В том числе:

Мпа Всего СМР Оборуд. Проч.

1-а I 2400 1672 6,67 720, (6 полос) 300 II 2889 2204 6,67 866, I 2347 1633 10,0 704, 250 II 2813 1959 10,0 844, 1-6 I 2400 1667 13,3 720, (4 полосы) 240 II 2880 2003 13,3 864, III 4320 3010 13,3 648, 2 I 1400 970,7 9,3 420, 200 II 1680 1167 9,3 504, 3 III 2520 1755 9,3 756, Приложение № 5. Автомобильные дороги России: «новое начало»

Осредненные эксплуатационные затраты при цементобетонных покрытиях (43% на капитальный ремонт, 7% на средний ремонт, 0,72% на содержание — по нормативам укрупненных затрат для Москов ской области) при более длительном сроке службы жесткой дорожной одежды (асфальтобетон в г. Москве служит до 5–7 лет, на загородных дорогах — до 3–5 лет;

жесткие дорожные одежды с цементобетонным покрытием служат не менее 8–10 лет, а на аэродромах — не менее 15 лет) будут как минимум в 2 раза ниже, чем при асфальтобетонных покрытиях.

Суммарные затраты на строительство, ремонт и содержание до рожных одежд с цементобетонными покрытиями также оказываются ниже, чем при других типах покрытий. В Таблице 8 приведены резуль таты экономической оценки равнопрочных дорожных одежд с покры тиями из асфальтобетона, из местной гравийной смеси и цементобе тона (Рис. 1) для случая строительства сельскохозяйственных дорог.

Ширина проезжей части — 6 м. В расчете, выполненном по приве денным затратам, был принят срок службы асфальтобетонного по крытия 13 лет, гравийного — 9 лет, цеметобетонного — 20 лет. Базисным явился срок службы 20 лет.

Дорожная одежда с гравийным покрытием имеет наименьшую стро ительную стоимость. Однако затраты на ее ремонт и содержание при мерно в 2 раза превышают затраты для асфальтобетонных покрытий и в 4 раза — цементобетонных. Такое же положение складывается и с трудозатратами на строительство, ремонт и содержание рассмотрен ных дорожных одежд.

Рис 1. Конструкции дорожных одежд автомобильных сельских дорог России (разрезы в едином масштабе) Приложения Не только материалоемкость цементобетонных покрытий, но также трудозатраты на их строительство, ремонт и содержание су щественно уступают асфальтобетонным (Табл. 8).

Таблица Экономические показатели дорожных одежд на 1 км дороги (в ценах 1982 г.) Дорожная одежда с покрытием Показатель Асфальто- Цементо Гравий бетон бетон Приведенные затраты, тыс. руб.

— На строительство 46,1 26,3 45, — На ремонт и содержание 15,2 32,8 8, Общиеприведенные затраты, 61,3 59,1 54, тыс. руб.

Трудозатраты, чел.-дней:

— На строительство 226 110 — На ремонт и содержание 372 713 Общие трудозатраты, чел.-дней 598 823 В предлагаемой ведущими научными сотрудниками Московско го автомобильно-дорожного института Концепции — новой техно логической основе строительства автомобильных дорог — имеется только один недостаток: авторы дают рекомендации по изготовле нию цементобетонных дорожных одежд по технологии монолитного строительства, с твердением бетона в естественных климатических условиях, непосредственно на трассе. К сожалению, в России нор мальные условия для твердения бетона могут быть обеспечены в до статочно короткий летний период, когда температуры окружающей среды составляет не менее 10–15 °С. При более низких температу рах темп твердения монолитного бетона существенно замедляется, не говоря уже о достаточной многодельности изготовления бетона в дорожных условиях. Поэтому монолитная технология изготовле ния бетона непосредственно на трассах не позволяет радикально по высить скорость строительства автомобильных дорог.

Эта технология предусматривает также большой объем земляных работ — выемка грунта, послойная трамбовка, далее подстилка слоя из щебня, настил пленки, монолитный слой из щебня и устройство Приложение № 5. Автомобильные дороги России: «новое начало»

монолитного бетонного покрытия в два слоя — подстилающий и покрывающий. В холодное время для твердения необходимо тепло изолировать или подогревать, применять вредные и дорогие проти воморозные добавки и т. п. Далее нарезаются температурные швы, заливаемые мастикой и др., что вызывает значительное увеличение трудоемкости работ. Для выполнения подобных работ по цементо бетонным покрытиям необходим дорожно-строительный комплекс, состоящий из мобильной бетоносмесительной установки, бетоно укладчиков для широких и узких полос, автосамосвалов, резчиков швов и др. (всего 18 наименований) со стоимостью более $10 млн., а также специальные виды цементов М-500 и выше. При этом про изводительность по стандартной технологии составляет для такого комплекса в среднем 15 км дороги в год. Организация производства сульфатостойких цементов на действующих цементных заводах с имеющимися сырьевыми компонентами затруднена. Также следует отметить отсутствие нормативных документов на производство без добавочных сульфатостойких цементов марок выше 400.

Основными недостатками технологии монолитного покрытия дорог являются:

— наличие большого количества технологических переделов — зем ляные работы, устройство двухслойного покрытия, нарезка швов и др.;

— зависимость соблюдения технологий от многих факторов:

доставка инертных материалов и цемента до производственной площадки, наличие на железнодорожных станциях необходимых складских помещений, соответствие инертных материалов требова ниям стандартов, необходимость создания передвижных складов на стройплощадке, где нет условий для хранения из-за необходимости чистых (бетонных) оснований;

— невозможность обеспечения водой необходимого качества и количества для производства бетонной смеси и дальнейшего увлаж нения поверхности дороги в период созревания бетона;

— сложности с обеспечением электроэнергией, большие затраты на ГСМ, обеспечение условиями для жилья большого числа рабочих;

— большая зависимость от климатических условий — в среднем 260 рабочих дней в год;

— сложности в ремонте в случае «проседания грунта» и замены определенного участка дороги;

— большие финансовые затраты на закупку оборудования, уско ренная его амортизация и валютные затраты на запасные части.

Приложения Применение технологии монолитного бетонирования дорожных покрытий ввиду климатических ограничений для масштабного дорож ного строительства в России, особенно в северных и восточных районах Сибири, нереально. Необходима новая технологическая основа строи тельства дорог, которая позволит дорожным ведомствам России идти на опережение, даст возможность строить ежегодно не менее 30 тыс. км.


высококлассных долговечных дорог стоимостью ниже сегодняшних, но с радикальной экономией на содержание и ремонт.

3. Альтернативная технология Оптимальными условиями строительства цементобетонных до рожных одежд, с нашей точки зрения, является строительство дорог по технологии ускоренного монтажа преднапряженных железобетон ных плит заводского изготовления на упрощенное дорожное полотно со стягиванием плит в длинномерные пакеты стальными канатами, с исключением существующей практики формирования оснований дорог в виде многослойного «пирога» из уплотненных слоев песка и щебня или гравия до глубины промерзания грунта в основании дорог.

По предлагаемой нами технологии дорожные железобетонные преднапряженные плиты изготавливаются на заводах ЖБИ и до ставляются к месту монтажа полотна дороги. Железобетонные пли ты снабжены сквозными каналами в средней части диаметром 15– 25 мм, ориентированными как вдоль полотна, так и поперек (при строительстве широкополосных дорог), а также шпунтованными боковыми гранями (Рис. 2), или ровными гранями с посадочными гнездами для амортизаторов (Рис. 3).

Рис 2. Дорожная плита из преднапряженного бетона:

1 — продольные сквозные каналы;

2 — поперечная преднапряженная арма тура;

3 — шпунтованные боковые грани (торцы) плит.

Приложение № 5. Автомобильные дороги России: «новое начало»

Наличие сквозных каналов и шпунтованных граней позволяет стягивать такие плиты вдоль полотна в пакеты из 10–15 плит, стыку емые шпунтованными гранями или с помощью амортизаторов, оде вающих на стальные канаты (Рис. 3), укладываемые на слой песка на упрощенном основании в виде насыпи, сформированной из грунта и покрытой полиэтиленовой пленкой (Рис. 4). Стальные канаты, за щищены от различных климатических воздействий (Рис. 5), натяги вают усилием от 5 до 30 т (в зависимости от количества плит и длины пакета) на каждый канат, а концы стальных канатов закрепляются клиновыми анкерами в специальных крепежных пустотах в плитах (Рис. 6), которые после этого омоноличиваются быстротвердеющим бетоном. Готовое железобетонное основание автомобильной доро ги может быть покрыто слоем асфальта или литого мелкозернистого асфальтобетона толщиной 40–60 мм.

Рис 3. Дорожные плиты из преднапряженного бетона, соединенные стальными канатами с амортизаторами между плитами на демонстрационном полотне ОАО «Московский ИМЭТ»:

а — общий вид полотна, б — крепление анкера на торце плиты;

в — аморти затор между плитами.

Приложения Рис. 4. Установка железобетонной плиты сборного типа Рис. 5. Стальной канат с концевым анкером в сборе:

1 — канат;

2 — смазка каната;

3 — полимерная защитная оболочка;

4 — кон цевой анкер Рис. 6. Вид крепежной пустоты после напряжения и скрепления стальных канатов двунаправленным анкером перед ее омоноличиванием Приложение № 5. Автомобильные дороги России: «новое начало»

Рис. 7. Подача бетонной плиты сборного типа на дорожное земельное полотно с подсыпкой дренирующего песчаного слоя, укрытого полиэтиленовой пленкой Такие дороги начали строить в США и Канаде — при этом про изводительность труда по укладке дорожного полотна по новой тех нологии превышает аналогичную для комплекса машин монолит ного бетонирования дорог, применяемых в России и других странах, в 8–10 раз. Небольшое звено рабочих, снабженных соответствующей техникой, способно в месяц смонтировать несколько километров высококлассных дорог (Рис. 7, 8).

Рис. 8. Трасса IH-35 Frontage Road (США, штат Техас) Приложения Американцы и канадцы достигли такого прогресса в строитель стве дорожных покрытий благодаря развитию эффективной техно логии стягивания сборных железобетонных плит стальными каната ми. Принципиальная ее особенность состоит в том, что напрягаемые элементы — стальные канаты — покрываются защитной смазкой, которая обеспечивает им защиту от коррозии и отсутствие сцепле ния с бетоном. За счет этого напрягаемой арматуре обеспечивается свободное перемещение, как в процессе натяжения, так и при экс плуатации конструкции. Сама напрягаемая арматура, как правило, располагается при этом в полиэтиленовых или полипропиленовых трубках. Между торцами преднапряженных железобетонных плит помещается герметик. Компания GTI в Хьюстоне, штат Техас, обес печивает строительство в год около 7 млн. м2 дорожных покрытий.

Если пересчитать их на четырехполосную автостраду, получится около 700 км.

Иными словами, система натяжения на бетон в строительстве до рог, аэродромов, мостов и перекрытий жилых и гражданских зданий и других сооружений проверена мировой практикой и полностью себя оправдала в развитых странах.

Сегодня эта технология в России используется мостовиками, применяется на специальных объектах и начинает распространять ся в строительстве: фирма DYWIDAG, ее дочка — «Промстрой контракт», СТС, «Стройинжиниринг» эффективно использовали «Post-Tensioning» при строительстве в Москве развязки на площади Гагарина, возведении комплекс IKEA, строительстве «Сити» и ряда других зданий;

активно работают эти технологии в других регионах России и СНГ.

4. Промышленная база для обеспечения реализации новой технологии строительства автомобильных дорог в России Для реализации новой технологии в России имеются все необ ходимые условия. Еще в советский период были построены и пока функционируют сотни заводов по производству плит и панелей из сборного железобетона, существуют карьеры песка и щебня практически во всех регионах. Эти заводы производят и дорож ные преднапряженные железобетонные плиты, но загружены на треть мощности, так как сборный железобетон для жилищного строительства (главная технология массового строительства в СССР), сегодня устарел по всем показателям. В настоящее время Приложение № 5. Автомобильные дороги России: «новое начало»

предприятия по производству железобетона производят тысячи напряженных дорожных плит по ГОСТ 21924.0-84 для покрытий городских дорог, способных выдерживать нагрузку от 10 до 30 т на м2, и специальных преднапряженных железобетонных плит для аэродромных покрытий — ПАГов по ГОСТ 25912.0-91, способных выдерживать нагрузки от 50 до 75 т на м2. Изменением толщины плит можно модифицировать допустимые нагрузки на ось транс портных средств.

Основное отличие производимых сегодня плит — отсутствие сквозных каналов для протяжки через них стальных канатов при новой технологии строительства автомобильных дорог и взлет ных полос аэродромов для напряжения плит вдоль полотна. Од нако этот недостаток можно исправить за несколько месяцев и на существующих заводах организовать производство сотен ты сяч плит по подобию канадских и американских, что позволит во много раз увеличить темпы строительства дорог. Необходимая ар матура, стальные канаты, анкеры, домкраты и маслостанции уже производятся в России и применяются, в частности, при строи тельстве мостов и различных строительных конструкций и пло щадок (объекты олимпийских строек в г. Сочи, развязка Третьего транспортного кольца на площади Гагарина в г. Москве, ряд мо стов и т.п.).

Применение производимых российскими заводами дорожных плит весьма ограничено из-за отсутствия спроса, однако при осво ении новой технологии существующие предприятия, рассеянные по всей территории России и, как правило, обеспеченные подве денными к ним железнодорожными путями и автомагистралями, могут стать источником бесперебойных поставок плит для строи тельства дорог. Следует при этом отметить, что технология изготов ления различных плит сегодня значительно усовершенствовалась во всем мире, и в России уже получают распространение безопа лубочные способы формовки железобетонных плит. Достигнутое качество железобетонных изделий способно обеспечить их долго вечность даже в жестких климатических условиях России на мно гие десятилетия.

Преднапряженные плиты для строительства автодорог по новой технологии нужно изготавливать из бетонов с водопоглощением не более 4% масс., водонепроницаемостью не ниже W8, с маркой по морозостойкости не ниже 300 циклов, а по прочности — не ниже Приложения В40. Такие бетоны обеспечат долговечность автодорог не меньше чем на 40–60 лет. Для производства данного типа бетонов в России разработана и освоена уникальная технология механохимически активированного цемента (подробнее см. Приложение 6), которая позволяет радикально повысить качество бетона при снижении расхода цемента, улучшить свойства и долговечность бетонных изделий, одновременно переработав малоиспользуемые отходы — миллиарды тонн зол, шлаков и природных мелкозернистых песков в преднапряженные железобетонные плиты для высококлассных и долговечных дорог.

Все это может обеспечить мультипликативный эффект для рос сийской экономики: строительство высококачественных, безопас ных и долговечных автомагистралей;

загрузку предприятий по производству цемента, железобетонных изделий, стальной армату ры и канатов, домкратов и маслостанций, подъемных механизмов и транспорта;

решение проблем занятости населения, особенно в регионах России. Такие примеры в истории уже были: достаточно упомянуть программу строительства дорог, использованную в ка честве одного из средств выхода из «Великой депрессии» в США в 1930-е годы. Кстати, в текущем году решения о приоритетном разви тии транспортной системы приняты в США, Японии, Китае, Фин ляндии и Швеции, где уровень обеспеченности дорогами и их состо яние значительно превосходят российские.

5. Экономическая оценка применения технологии строительства автомобильных дорог из преднапряженных железобетонных плит Строительство дорог по новой технологии обеспечивает ради кальное сокращение материалоемкости и характеризуется следую щими параметрами затрат основных композиционных материалов на 1 погонный метр автомобильной дороги шириной 7,2 метра:


10 кг 7,2 м2 = 72 кг Арматура в плите 1 м Бетон в плите Расход стальных канатов 7,8 кг Расход амортизаторов резиновых 2,5 шт.

Расход двунаправленных анкеров 0,1 шт.

Полные затраты труда и материалов и их оценочная стоимость представлены в Табл. 9.

Таблица Примерная смета затрат на материалы, изделия и работу по строительству 1 км автодороги шириной 7,2 м с повышенной долговечностью (цены на 01.09.2009) Стоимость Объем на Общая стоимость, Материалы и изделия Примечание единицы, руб. 1 км (7200 м2) руб.

1 2 3 4 Материалы и изделия 400 шт.

1. Железобетонные преднапря- 1 плита = 18,0 м 35.000 за шт. (1008 м3) 14.000. женные плиты 7,22,50,15 (2,52 м3 бетона) бетона 2. Строительные канаты в обо- 60 на 1 м (6 канатов 6000 м 360. лочке, анкеры длины каната в длину полотна) 1800 м 3. Песок строительный, 200 за 1м толщина 360. карьерный слоя 0,25 м Пленка 4. Полиэтиленовая пленка 25 за 1м2 7400 м2 185. с армированием 5. Герметик 10000 за 1м3 5,0 м3 50. 6. Амортизаторы 50 за шт. 2400 шт. 120. 7. Литой асфальто-бетон 2200 за 1м3 432 м3 950. (d=60мм) Черно-белый, 8. Бортовой камень 250 за 1 м 2000 шт. 500. попеременно Приложение № 5. Автомобильные дороги России: «новое начало»

1 2 3 4 9. Бетонная смесь для крепления 4000 за 1 м3 60 м3 240. бортового камня Для исключения 10. Вкладыши для светящейся 30 за 1 шт. 1000 шт. 30.000 весенних затрат Приложения разметки дороги на разметку дорог Итого: 16.695. Работа 11. Выравнивание горизонта дороги, насыпка грунта, форми 1.600. рование земляного полотна и водоотводов 12. Насыпка и разравнивание песка 280. 13. Монтаж плит с установкой амортизаторов и герметизацией 2.800. стыков 14. Укладка литого 2.100. асфальтобетона 15. Установка бортового камня и 200. разметки Итого: 6 980. Общая сумма: 23.675. 15% от затрат Транспорт: 3.551. Общие затраты: 27.226.710 руб. на 1 км 7,2-метрового полотна с бортовым камнем или 24.458 руб. за 1 погонный метр полотна дороги шириной 7,2 м.

Приложение № 5. Автомобильные дороги России: «новое начало»

Оценка стоимости строительства автодорог по предлагаемой си стеме приводится на примере расчета 1 км пути шириной проезжей части 7,2 м, наиболее характерной для дорог России. Выполненные расчеты показывают, что один километр новой автодороги будет сто ить дешевле строящихся сегодня. Так, стоимость 1 м2 дороги составит 3500–4000 руб., в то время как, например, при строительстве кольце вой автомобильной дороги вокруг Петербурга стоимость 1 м2 покры тия составила около 7000 руб., а на 1 м2 Центральной кольцевой авто дороги вокруг Москвы планируется потратить около 8500 руб.

Предлагаемая новая технология строительства сборного до рожного покрытия позволяет выполнять дорожные работы с вы сокой производительностью и в короткие сроки: звено рабочих из 10–12 человек, обеспеченное необходимой техникой, может уло жить на подготовленное земляное полотно 3–4 пакета плит длиной 50–60 метров с общей протяженностью около 200 метров в рабочий день, а в течении одного месяца уложить 4–5 километров полотна автомобильной дороги. К нашим расчетам необходимо добавить ус корение работ по строительству дорог в 8–10 раз за счет новой тех нологии и безусловную экономичность эксплуатации сборных до рог из преднапряженных железобетонных плит — их не надо будет ремонтировать десятилетиями.

Помимо ускоренного процесса строительства, строительство по новой технологии сборных дорог дает повышенный срок службы пок рытий. Во-первых, плиты изготавливаются под контролем в заводских условиях. Это позволяет работать со смесями разных типов бетона и усовершенствовать свойства плит (повысить несущую способность и стойкость, снизить вес и т. д.). Во-вторых, благодаря пред- и пост натяжению предотвращается растрескивание плит. Это сокращает, а то и полностью устраняет образование ям и выбоин от большегрузных машин, мороза, дождей во время расчетного срока службы дорог.

Достоинствами предлагаемой дорожной строительной системы являются:

— ускорение строительства автомобильных дорог, аэродромных полос, площадок и других покрытий;

— загрузка существующих в различных регионах страны сотен за водов ЖБИ, имеющих инфраструктуру (оборудованные склады для материалов и цемента, поставщиков материалов, условия для по грузки изделий на железную дорогу и автомобильный транспорт) и работающих в настоящее время на 30–35% своей мощности;

Таблица Сравнительный анализ стоимости строительства дорог Наименование Общая сумма всех затрат на 1 км. трассы ЕВРОПА Автобан в Германии (в среднем) (по данным Федерального мини- от 11 до 14 млн. долл.

Приложения стерства транспорта, строительства и городского развития Германии) (8–11 млн. евро) за километр Автобан в восточных землях Германии 5 млн. евро за км Автобан между Любеком и Щепином (323 км.) 5,8 млн. евро за километр Польша (по данным Польского министерства инфраструктуры) 7–8 млн. долл Щвейцария 24 млн. евро за км Чехия (автобан между Дрезденом и Прагой) 9,2 млн. евро за км США Дорога М6 South Beltline (шт. Мичиган) $2.48 млн. за 1 км Дорога Route 87 (шт. Калифорния) $7,52 млн. за 1 км Дорога SR125 (шт. Калифорния) $5,52 млн. за 1 км Дорога SR526 Everett (шт. Вашингтон) $8,85 млн. за 1 км РОССИЯ Западный скоростной диаметр 180 млн. долл. за км.

Дорога Краснодар — Новороссийск 32 млн. долл. за км.

Новая кольцевая дорога в Московской области 40 млн. долл. за км.

Новая магистраль Москва — Санкт-Петербург (первый участок) 65 млн. долл. за км.

По предлагаемой технологии (без оплаты стоимости участков земли) 2-х полосная 1 млн. долл. за км.

4-х полосная 2,5 млн. долл. за км.

6-х полосная 4,2 млн. долл. за км.

Источник: «Цена дороги» в: Строительство и бизнес, ноябрь 2008 г.

Приложение № 5. Автомобильные дороги России: «новое начало»

— индустриальное изготовление высококачественных плит в за водских условиях;

наличие условий для соблюдения технологичес кой инструкции, обеспечение входного контроля для поступающих материалов, своевременная выбраковка материалов, исключающая риски возможного брака;

— открытие движения автотранспорта сразу же после заверше ния строительства покрытия;

— сокращение трудоемкости работ;

простота технологии строи тельства (в монтаже плит участвуют звенья из 4–5 рабочих на один грузоподъемный механизм);

— независимость от климатических условий и возможность круг логодичной работы;

— существенное уменьшение себестоимости работ и радикальное увеличение срока эксплуатации дорог без ремонта;

— возможность круглогодичного изготовления плит и строитель ства сборных дорожных покрытий;

— возможность укладки сборного железобетонного покрытия на упрощенное основание: земляную, щебеночную или песчаную на сыпь или старое дорожное полотно;

— эффективное строительство высококачественных дорожных покрытий на слабых и мерзлых грунтах;

— многократное использование (при необходимости) одних и тех же конструкций;

— возможность применения механизации и индустриализации работ по строительству сборных дорожных покрытий, минимизация ручного труда.

6. Перспективы развития неосвоенных территорий России Особенно актуальны возможности новой технологии, позволяю щей строить дороги из сборных железобетонных плит и в летнее и в зимнее время, для северных регионов России.

Новая технология быстрого строительства дорог на грунте мон тажом, укладкой и стягиванием стальными канатами в пакеты желе зобетонных преднапряженных плит может дать хорошие результаты при прокладке дорог на слабых грунтах: в условиях вечной мерзло ты, болот, песчаников и т.д., стоимость которых при строительстве по обычной технологии крайне высока. Новая технология поможет решению стратегической задачи освоения пока малодоступных зе мель в Сибири, на Дальнем Востоке и северных регионах страны.

Приложения Для этого дорожное покрытие следует изготавливать из преднапря женных железобетонных плит со шпунтовыми торцами, стянутыми стальными канатами с усилием от 5 до 30 тс в пакеты, причем стыки пакетов укладывать на прикрепленные к плавучим опорам стальные площадки с опорами-натяжителями и анкерами, а после заделки швов герметичным материалом омоноличивать площадки бетоном (Рис. 9).

Рис. 9. Фрагменты сборного дорожного покрытия для строительства дорог на слабых, мерзлых грунтах и болотах:

а) общий вид;

б) разрез стыка плит.

1 — стальные трубы-понтоны;

2 — заглушки труб для герметизации;

3 — опорная площадка плит;

4 — ребра-натяжители;

5 — преднапряженные желе зобетонные плиты;

6 — сквозные каналы в плитах;

7 — стальные канаты в обо лочках;

8 — анкеры.

Приложение № 5. Автомобильные дороги России: «новое начало»

Разработанное решение для строительства дорог на слабых и мер злых грунтах решает задачу радикального снижения массы подсы пок, существенного ускорения работ, снижения трудозатрат, а также повышения эксплуатационных характеристик и долговечности до рожных покрытий на слабых грунтах.

Выполнение дорожного покрытия из стянутых в пакеты предвари тельно напряженных железобетонных плит со шпунтовыми торцами позволяет заметно снизить трудозатраты и сроки монтажа дорожно го покрытия при одновременном существенном повышении его на дежности, несущей способности и эксплуатационных характеристик.

Применяемые в предлагаемой технологии предварительно напряжен ные железобетонные плиты могут выдерживать большие нагрузки при небольшой (порядка 12–15 см) толщине и небольшой массе плит, что особенно важно при укладке дорожного покрытия на слабых грунтах.

Кроме того, благодаря стягиванию согласно предлагаемой техно логии предварительно напряженных железобетонных тонких плит со шпунтовыми торцами стальными канатами в пакеты, стрела про гиба полотна минимальная, стыки между отдельными пакетами, где давление на грунт является наиболее высоким, располагаются ме нее часто, нежели при применении в дорожном покрытии обычных бетонных плит, и, таким образом, заставляют работать грунт менее интенсивно, что также положительно сказывается на эксплуатации дорожного покрытия, уложенного на слабых грунтах.

Высокая несущая способность полотна дороги, получаемого по новой технологии, связана с максимально равномерным распреде лением нагрузки транспорта на соответствующий участок пакета преднапряженных железобетонных плит и плавучих опор, работа ющих как единая конструкция, имеющая небольшую поверхность, эффективно компенсирующую обычно разрушающие локальные нагрузки тяжелых транспортных средств за счет совместной работы бетона и натянутых в полотне дороги стальных канатов. Кроме того, даже незначительное (порядка 10 кг/см2) предварительное напряже ние бетонных плит толщиной 12–20 см обеспечивает высокую экс плуатационную надежность дорожного полотна при интенсивном движении транспорта. В предлагаемом техническом решении на тяжение каждого стального каната для стягивания железобетонных плит составляет в среднем 5–30 тс, что обеспечивает повышенную несущую способность и эксплуатационные характеристики дорож ного покрытия на слабых и мерзлых грунтах.

Приложения 7. Оценка сроков перехода на новую технологию и разработка нормативной документации Основным материалом, необходимым для строительства дорог, является портландцемент, производство которого в 2007 г. составило 60,7 млн. т, в 2008 г. снизилось до 53,6 млн. т, а в текущем году из-за уменьшения спроса упало за первые четыре месяца года (январь– апрель) до 10,2 млн. т. Потребление и соответственно, производство цемента в 2009 г. в России составит ориентировочно, 42–43 млн. т.

В связи с этим открываются значительные возможности для при менения цемента в производстве железобетонных плит для строи тельства дорог из цементобетонных покрытий по новой технологии.

Так, для строительства таких высококачественных долговечных до рог на 1 км. необходимо бетона:

— для 2-х полосной дороги — 400 т;

— для 4-х полосной дороги — 800 т;

— для 6-ти полосной дороги — 1200 т.

С учетом вышеизложенного у цементной промышленности Рос сии имеются возможности обеспечить цементом строительство 10– 12 тыс. км высококачественных дорог (это потребует поставок от до 15 млн. т цемента в год, что способно серьезно оживить цемен тную отрасль России и обеспечить ей поступательное развитие на ближайшие годы).

Исходя из необходимости модернизации строительства автомо бильных дорог по новой технологии, рекомендуется разработка и утверждение в течение 2010 г. следующих нормативных документов:

1) Технического регламента по скоростному, круглогодичному строительству автомобильных дорог с повышенной долговечностью из сборных железобетонных преднапряженных плит.

2) Национального стандарта по производству железобетонных плит с преднапряжением, монтируемых в длинномерные пакеты, напрягаемые стальными канатами, при строительстве автомобиль ных дорог.

3) Национального стандарта по массовому изготовлению предна пряженных железобетонных плит.

4) Национального стандарта по монтажу и укладке сборных пред напряженных железобетонных плит для автомобильных дорог.

Приложение № 6. Производство механоактивированных наноцементов 1. Cитуация в цементной промышленности России Цемент — важнейший материал стройиндустрии, без которого невозможно получить бетоны, ежегодный объем производства ко торых в мире превышает 4 млрд. т. Бетон изменяет лицо планеты — дома и дороги, телевизионные вышки и мосты, плотины и морские нефтяные платформы строятся именно из него. Для России с острой нехваткой жилья и дорог производство в достаточном объеме цемен та и высококачественных бетонов является важным условием разви тия страны.

Мировое производство цемента ежегодно увеличивается на 5–6% и в 2007 г. составило 2,7 млрд. т. В России в этот благополуч ный год производство цемента составило 60,7 млн. т. Существовав ший спрос на цемент снизился в 2008 г. до 53,6 млн. т, а в 2009 г.

его производство еще более сократится. Цемент в России произво дится более чем на 50 предприятиях, принадлежащих различным собственникам и построенных в 1960-е — 1980-е годы. В период с 1993 по 2007 г. новых цементных заводов не строилось. В текущем году предполагается запуск производства на Себряковском цемен тном заводе.

Основной проблемой предприятий цементной промышленнос ти остаются высокие затраты топлива, составляющие по России:

на предприятиях сухого способа производства — около 154 кг у. т./т клинкера;

мокрого — около 212 кг у. т./ т клинкера, а в среднем по заводам России с подавляющим преобладанием мокрого способа (88%) — около 206 кг у. т./т клинкера. Уровень удельных затрат топ лива современных цементных предприятий, работающих по сухому способу, в Японии, КНР и других странах составляет 110–115 кг у. т./т клинкера.

В связи с постоянным ростом внутренних цен на газ — основ ное топливо, применяемое сегодня цементными заводами — труд но представить в перспективе, что российские заводы, работающие на газе по мокрому способу, смогут конкурировать с зарубежными Приложения заводами, работающими по сухому способу и уверенно сокращаю щими свою энергоемкость. Российский цемент не способен кон курировать с турецким или китайским прежде всего из-за высокой себестоимости, которая для российских предприятий составила в расчете на тонну продукта: в 2006 г. — 1300 руб.;

в 2007 г. — 1500 руб.

и в 2008 г. — 2000 руб. В то же время рост потребления цемента в России в 2005–2007 гг. вызвал и рост цен на него: 2005 г. — на 44%, в 2006 г. — на 50% и в 2007 г. — на 65%. В итоге к концу 2007 г. цены на цемент в России вдвое превысили европейские, что вызвало ин терес иностранных производителей к его поставкам на российский рынок, которые в 2008 г. составили 7,5 млн. т.

В то же время официальные намерения развития строительно го сектора и доведения ежегодных объемов ввода жилья до 150– 160 млн. м2, декларированные Правительством РФ, предполагают значительное увереличение потребности в цементе: к 2010 г. — до 80–90 млн. т, к 2015 г. — до 125–128 млн. т, 2020 г. — до 150–162 млн. т, 2025 г. — до 190–206 млн. т. Для обеспечения таких результатов необ ходимо ежегодно увеличивать производство цемента как минимум на 6–7 млн. т, что предполагает ввод в действие двух современных заводов в год.

К сожалению, Россия сегодня серьезно отстает от других стран в производстве и использовании цемента. В 2007 г. произведено 60 млн. т цемента и построено 63,8 млн. м2 жилья — около 0,45 м на одного человека, а также 495 км автомобильных дорог. За тот же год в КНР произведено 1 млрд. 350 млн. тонн цемента и построено 2 млрд. 170 млн. м2 жилья — около 1,5 м2 на человека, а также 47 тыс.

км автомобильных дорог.

Необходимость радикального увеличения объемов строительства жилья, к которой добавляется не менее острая проблема обеспече ния цементом масштабного строительства автомобильных и желез ных дорог с цементно-бетонными основаниями, делает проблему производства дешевого и качественного цемента критически зна чимой. Предполагаемое в последние годы проектирование и строи тельство новых цементных заводов, начатое некоторыми компания ми, с наступлением финансового кризиса, вероятно, отложилось на долгое время, тем более в условиях, когда существующие цементные заводы работают на 70–75% своей мощности и нет уверенности в реализации декларированной Правительством востребованности цемента. При этом повышение объемов производства цемента пра Приложение № 6. Производство механоактивированных наноцементов вительство и потенциальные инвесторы связывают со строитель ством новых цементных заводов, требующим капиталовложений в пределах около $300 на тонну цемента, что для среднего завода про изводительностью 2 млн. т. в год означает $600–700 млн. и 3–4 года на проектирование и строительство.

Одним из эффективных направлений энергосбережения в про изводстве цемента, получившим распространение во всем мире, яв ляется совместный помол цементного клинкера с вводимыми ми неральными добавками в виде пуццолановых пород, зол и шлаков.

Так, в США средний объем вводимых минеральных добавок состав ляет около 40% от массы цемента, в КНР — 35% от массы цемента, что позволяет снизить удельные затраты топлива на тонну цемента на 30–40 кг у. т. Близкое содержание энергосберегающих минераль ных добавок применяют цементные заводы в Японии, Турции и ев ропейских странах.

С целью реализации энергосбережения в цементной промыш ленности России в 2003 г. был принят ГОСТ 31108-2003, по которо му допускается ввод минеральных добавок до 65% от массы цемен та. Однако по этому ГОСТу до последнего времени не работает ни один цементный завод в России по причинам, изложенным ниже.

В настоящее время структура портландцемента, выпускаемого в России, включает в среднем долю минеральных добавок в 11,5% от массы цемента. При производстве малоклинкерных цементов по предлагаемой технологии механохимической активации возможен ввод в цемент минеральных добавок в значительно больших коли чествах: от 40–45% масс. до 60–75 % масс. цемента с сохранением высокой марочности цементов — в пределах от 32,5 до 62,5 МПа (по ГОСТ 31108-2003).

2. Краткое описание предлагаемой технологии Существует практическая возможность радикального повышения объемов производства цемента в России со значительно меньшими капиталовложениями благодаря новой технологической основе — отечественной технологии модификации портландцементов в нано цементы низкой водопотребности.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.