#дороги

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.

Согласно российскому аналитическому агентству «Автостат», на 1 января 2023 года в нашей стране зарегистрировано 20,7 тысяч автомобилей с электрическим двигателем. Пока Россия значительно отстает от общемировых трендов. Однако автолюбители стали гораздо чаще покупать электромобили, а недавно стартовало производство новой модели «Москвича», 10 тысяч которой уже в этом году соберут с электродвигателем. Но пока самыми популярными остаются зарубежные марки, которые создавались для дорог, с более мягким климатом и не для слишком больших расстояний. В зимних условиях владельцы электрокаров сталкиваются с некорректным расчетом запаса хода, а при значительных междугородних пробегах это может привести к преждевременному использованию запаса электроэнергии и невозможности дальнейшей использования транспортного средства. Ученые Пермского Политеха проверили, как российские дороги и климат могут повлиять на эксплуатацию и обслуживание электромобилей.

Сегодня при строительстве зданий и создании легких дорожных покрытий используют альтернативный материал – полупрозрачный бетон, который состоит из бетона и оптоволокна. Он способен пропускать свет, что позволяет воплощать уникальные архитектурные решения. Но оптоволокно – достаточно дорогостоящий материал. Ученые Пермского Политеха предложили получать более дешевый бетон с высокой способностью пропускать свет из отходов оргстекла. Это позволит повысить качество материала и сэкономить средства компаний. Цветовая разметка на дорогах на основе этого материала сможет существенно снизить число аварий в темное время суток.

Большинство водителей понимают, как меняется ситуация на дорогах в зимний период. На них накапливается снег, который со временем образует лед. Передвижение автомобилей не только затруднительно, но и очень опасно, так как повышается вероятность аварий. Практика использования соли и специальных химических реагентов не оправдывает себя, потому что это не всегда эффективно, финансово невыгодно, и порой вредно для экологии. Ученые Пермского Политеха предложили в качестве борьбы со снежным покровом и образованием ледяного наката использовать технологию строительства автомобильных дорог с подогревающими слоями.

Ученые Пермского Политеха предложили в качестве армирующего вещества при производстве асфальта использовать оставшиеся после пандемии отходы - медицинские маски. Технология повысит долговечность дорожного полотна и уменьшит потребление сырьевых природных ресурсов, что дополнительно позволит снизить затраты при производстве асфальтобетона.

Существенная часть всей электроэнергии в России вырабатывается за счет сжигания твердого топлива. В результате этого ежегодно образуется около 50 миллионов тонн золошлаковых отходов, но повторная реализация этих ресурсов пока недостаточно распространена. Исследователи из Пермского Политеха предложили использовать их в качестве сырья для укрепления подпорных стен автомобильных дорог.