#дороги

Геосинтетические материалы, такие как геотекстиль и георешетки, уже более 30 лет используют в строительстве автодорог. Они помогают повысить устойчивость и долговечность дорожных конструкций, снизить затраты на строительство. Но при отрицательных температурах прочность и эластичность материалов могут снижаться. Поэтому важно понимать, как геосинтетика ведет себя при многократных циклах замораживания и оттаивания. Ученые Пермского Политеха провели эксперименты и выяснили, что большинство таких материалов не только сохраняют свои свойства, но и становятся прочнее и устойчивее к холодам: в зависимости от типа морозостойкость геосинтетиков составила от 111,8 до 174,4 процентов.

После очистки нефти на производстве остается много высокотоксичных сернисто-щелочных отходов. Один из перспективных вариантов их утилизации — переработка в безвредный дорожный грунт. Но это сравнительно новая технология, поэтому требуются исследования, чтобы понять, как ведет себя такой материал на практике, насколько он пригоден. Из-за специфики климата в России дорожное покрытие зимой промерзает, что может негативно отражаться на его состоянии. Ученые Пермского Политеха изучили, как меняются свойства техногенного грунта из обезвреженных сернисто-щелочных стоков после замораживания и оттаивания, чтобы понять, можно ли использовать его в реальных условиях. Выяснилось, что по показателям такой грунт сопоставим с природным и при этом решает проблему утилизации нефтяных отходов.

Помпеи стали римской колонией лишь за 160 лет до извержения Везувия. Каменные плиты, пережившие катастрофу, хранят следы повозок, дождевых потоков, отпечатки ног. Каждая колея — словно страница дневника, рассказывающая о том, как жили Помпеи. Американский археолог изучил улицы города и узнал, как местные жители изменили свою жизнь после полной установки римской власти.

По данным Росстата в 2024 году в России перевезено 28,2 миллионов тонн лесных грузов. Зимние дороги обеспечивают их перемещение по составам и поддерживают древесную промышленность в холодный период. В такой местности низкая интенсивность движения, поэтому полностью убирать снег нецелесообразно и дорого — его разравнивают и уплотняют, формируя покров. Нередко на такой поверхности снижается общая управляемость транспорта, его может заносить на поворотах. Ученые Пермского Политеха предложили способ, который обезопасит проезд лесовозных грузовиков зимой.

Россия занимает третье место в мире по количеству неутилизированного пластика. Такие отходы оседают в водоемах или на незаконных стихийных свалках. Среди них есть остатки оптоволокна, состоящие из стекла и пластика, которые будут загрязнять почву и водные ресурсы. При разложении под воздействием ультрафиолетовых лучей материалы выделяют токсичные вещества: свинец, мышьяк и кадмий. Попадая в пищевую цепочку, они наносят вред здоровью человека, например, замедляют интеллектуальное развитие, провоцируют новообразования, сердечно-сосудистые болезни и анемию, поражение центральной нервной системы и другие болезни. Ученые Пермского Политеха нашли эффективный способ утилизации остаточных продуктов оптоволокна, используя его в строительстве автодорог, мостов и аэродромов. Это позволит сократить негативное воздействие на окружающую среду и при этом повысить прочность строительного материала.

На территории России находится около четверти мировых лесов. Для подъезда техники, заготовительных работ, вывоза древесины и контроля состояния лесных массивов необходимо прокладывать дороги. Они отличаются от автомобильных повышенной нагрузкой от тяжелых машин и автопоездов, из-за которых покрытие быстрее разрушается и приходит в негодность. Затраты на строительство и ремонт лесовозных дорог увеличивает стоимость древесины. Один из способов их укрепления – использование геосинтетических оболочек, но работа таких конструкций изучена недостаточно. Ученые Пермского Политеха провели исследование и выяснили эффективность применения геосинтетических оболочек под колесами автомобиля.

В строительстве зданий, дорог, дамб, мостов и тоннелей широко используют геотекстиль — синтетический материал, который укрепляет грунтовое основание и увеличивает его несущую способность. Сейчас активно изучается идея «умного геотекстиля», когда в сам материал внедряют специальные датчики для удаленного контроля состояния грунта. Это позволит значительно повысить безопасность объекта, заранее предупреждая о необходимости ремонта или о возникновении аварийной ситуации. Ученые ПНИПУ разработали волоконно-оптическую систему для непрерывного мониторинга геотекстиля. Она надежно фиксирует его смещение до 0,5 миллиметров и по стоимости гораздо дешевле волоконных датчиков, которые пока применяются для контроля за состоянием зданий и сооружений.

Почти на всей территории России почвы зимой промерзают, водонасыщенные грунты увеличиваются в объеме и вспучиваются. Из-за этого покрытие дорог повреждается и впоследствии разрушается при оттаивании весной. Для разработки мероприятий по борьбе с этим явлением, в первую очередь, необходимы сведения о глубине промерзания грунта в активной зоне дорог. Можно проводить исследования в полевых условиях, однако это трудоемкий и дорогостоящий процесс, поэтому сейчас изучению промерзания дорог помогает компьютерное моделирование. Но оно не всегда в точности соответствует реальной ситуации. Ученые Пермского Политеха провели мониторинг температур дорожной одежды на глубине до трех метров и установили, насколько точно с аналогичной задачей справляется компьютерная модель.

Карбонат натрия — один из важных сырьевых материалов, который широко применяют в химической, пищевой, металлургической, текстильной промышленностях и многих других областях. При производстве кальцинированной соды (карбоната натрия) образуется большое количество отходов. Распространенный способ их размещения в окружающей среде — шламохранилище рядом с содовым заводом. При таком подходе на долгосрочной основе занимаются большие площади, происходит загрязнение атмосферного воздуха, подземных вод и почвы, эта территория не может обеспечить устойчивое ресурсное и экономическое развитие. Ученые ПНИПУ предложили новый способ использования отходов содового производства для дорожного строительства. Разработка позволит укрепить грунтовые элементы автомобильных дорог, снизить стоимость транспортного строительства и сократить накопленные объемы шлама.

Одна из основных причин, по которым автомобильные дороги приходится часто ремонтировать, — образование поверхностных дефектов. Общий вес только одного большого грузовика может достигать 40 тонн. Во время эксплуатации асфальтобетона происходит его сжатие и растяжение, это усложняет задачу повышения прочности всего дорожного слоя. Существующие методы сегодня недостаточно эффективны, поэтому поиск новых материалов и технологий для улучшения долговечности дорог остается актуальным. Ученые Пермского Политеха предложили укрепить асфальтобетон отходами оптического волокна. Стабильные размеры и химический состав позволяют использовать их в качестве сырья для получения армирующего компонента, способного повысить устойчивость дорожного покрытия к сжимающим и растягивающим нагрузкам.

Ученые Пермского Политеха предложили использовать для укрепления глинистых грунтов галитовые отходы с калийных предприятий, которые содержат в своем составе нужные химические соединения. Такая технология снижает себестоимость строительства за счет использования альтернативных материалов и эффективно уменьшает объем промышленных отходов.

Для специалистов-дорожников функциональность моста на первом месте, но удивительно, что часто именно благодаря функциональности сооружение получается еще и визуально привлекательным. Сегодня мы беседуем с Тимуром Берхамовым, заместителем начальника Федерального управления автодорог «Центральная Россия» (ФКУ «Центравтомагистраль»), который рассказал, что с помощью современных технологий и материалов износ новых мостов, по сравнению со старыми, за последние полвека уменьшился в десятки раз.

Для строительства автомобильных дорог нужны большие объемы щебня разных свойств и фракций. В России карьеров с каменными материалами высокой прочности мало, возникает потребность в их доставке. Это сильно увеличивает стоимость строительства. Транспортные расходы при этом могут достигать 20-35 процентов от стоимости самого щебня. Один из способов решения проблемы — разработка методов, повышающих прочность камня, например, его пропитка различными растворами. Сложность в том, что компоненты либо дорогостоящие, либо недостаточно укрепляют. Ученые ПНИПУ разработали более эффективный состав и технологию пропитки дорожного материала раствором лигносульфоната. Это сделает строительство дорог более качественным и дешевым.

Мы поговорили с шестью героями разных профессий, каждый из которых имеет отношение к строительству автомобильных дорог. Обсудили выбор специальности, особенности работы, драйвовые моменты и что не нравится, стремления и большие планы на будущее. Первый герой нашего проекта — руководитель направления нормативного сопровождения компании «Газпромнефть — Битумные материалы» Александра Ляшик. С ней Naked Science пришел к выводу, что у всего на нашей планете есть жизненный цикл, в том числе и у любого продукта. И весь этот цикл описывается в стандарте. Даже в стандарте на битум — «связующем» компоненте асфальтобетона. С Александрой мы разобрали профильную для нее сферу стандартизации, сравнили строительство дорог с выращиванием домашних растений — замиокулькасов, обсудили, почему специалистам по стандартизации так важно уметь общаться, и предположили, почему неплохо начать изучать китайский язык (даже если он не пригодится в работе).

В слоях автомобильных дорог из-за многократной нагрузки от транспортных средств на определенных участках образуются неровности в виде прогибов. Они считаются существенными дефектами проезжей части, так как влияют на комфорт при движении автомобилей и на статистику аварийности. Проблема актуальна во всем мире. При этом причины образования просадки изучены недостаточно. Ученые ПНИПУ совместно с производственниками исследовали, как возникают просадки, и предложили конструкцию дорожной одежды, которая позволяет строить автомобильные дороги и улицы более устойчивыми к их образованию.

Американские ученые провели эксперимент, который показал, что вдыхание воздуха во время езды на автомобиле по шоссе повышает кровяное давление. Это может оказывать влияние на развитие сердечно-сосудистых заболеваний.

Справляться с гололедом, как известно, помогают специальные реагенты. Но так ли они безопасны для окружающих? Андрей Старостин и Лариса Рудакова, ученые Пермского Политеха, совместно с Натальей Старцевой, экспертом Пермского института ФСИН, рассказали о влиянии противогололедных реагентов на окружающую среду.

Могут ли муравьи избавить человечество от многокилометровых пробок, которые есть практически в каждом крупном городе? По мнению ученых, вполне. Строя свои гнезда, насекомые находят идеальный баланс между логистикой и архитектурными ограничениями. Этот опыт может помочь людям разработать более эффективные транспортные системы, адаптированные к конкретным потребностям той или иной местности.

Объемы строительства и протяженность сетей автомобильных дорог увеличивается с каждым годом. Самым распространенным композиционным материалом для верхних слоев покрытия считается асфальтобетон. Для создания прочного, безопасного, долговечного дорожного покрытия необходима специально приготовленная асфальтобетонная смесь из минеральных материалов и вяжущего вещества, взятых в определенных соотношениях и перемешанных в нагретом состоянии. Ученые Пермского Политеха запатентовали экономически перспективную и экологичную асфальтобетонную смесь, применительно к тем регионам, где происходит добыча полезных ископаемых, обладающую требуемыми прочностными характеристиками и соответствующая требованиям ГОСТ. Изобретение может использоваться для устройства покрытий нескоростных автомобильных дорог общего пользования, благоустройства общественных и дворовых территорий.

Наша страна — лидер по количеству предпринятых мер по развитию технологии информационного моделирования. Она включает в себя программное обеспечение со сводом правил, которые используются для разработки проектной, сметной и рабочей документации на пилотных проектах строительства, капитального ремонта или при реконструкции автомобильных дорог. Как итог — значительно сокращаются сроки строительства. С целью определения целесообразности применения новой для рынка технологии, ученые Пермского Политеха выполнили оценку производительности работ по подготовке проектной и рабочей документаций для платной автомобильной дороги и выявили на каком этапе использования программы происходит рост производительности на 25 процентов.