Техническое нормирование и методы контроля качества полимерных сопряжений деформационных швов

В. Л. Мартинсон, заместитель генерального директора ФАУ «РОСДОРНИИ»

Стандартизация, как процесс уcтановления единых норм и правил, в последнее время становится неотъемлемым условием развития строительной отрасли. Именно стандартизация обеспечивает унификацию, гарантированное качество, масштабируемость инноваций и их безопасное применение в ходе реализации огромного числа проектов. Она трансформирует отдельные достижения в общепринятую, проверенную и обязательную норму, служащую непременным условием развития отрасли в целом.

В настоящее время большинство технических требований носят добровольный характер. Однако при включении конкретного стандарта в контракт они становятся обязательными для исполнения подрядчиком на соответствующем участке или объекте по воле заказчика. Задавание таких требований возможно исключительно через стандарты, которые в той или иной мере включаются в условия контракта. Поэтому для внедрения новых элементов, конструкций или свойств, обеспечения готовности решений к производству и продаже наиболее эффективным, если не единственным, путем считается стандартизация, начиная от стандартов организаций (СТО) до национальных (ГОСТ Р) и межгосударственных (ГОСТ) стандартов.

Рассматривая вопрос технического нормирования методов контроля полимерных сопряжений в зонах деформационных швов искусственных сооружений, в частности примыкающих (переходных) зон, следует отметить, что данные зоны, вне всякого сомнения, признаются участками повышенной ответственности и ускоренного разрушения с точки зрения пользователей автомобильных дорог.

В настоящее время переходная зона не выделяется как самостоятельный конструктивный элемент в обязательных нормативах, таких как межгосударственные стандарты, регулирующие приемку элементов искусственных сооружений. При приемке мостового полотна, деформационных швов, пролетных строений или опор действуют четкие процедуры, но переходная зона самостоятельно не фигурирует в перечнях работ, подлежащих освидетельствованию. Это затрудняет установление единых для всех объектов страны требований к данной зоне и контроль их выполнения подрядчиками и заказчиками.

Изменение межгосударственных стандартов — процесс сложный и длительный, что подтверждается опытом внесения изменений в стандарты на дорожно-строительные материалы и элементы обустройства. Альтернативой может служить разработка национальных стандартов на конкретные элементы, как, например, недавно принятый стандарт на деформационные швы с резиновым компенсатором, где четко заданы технические требования и процедуры приемки (включая оформление актов скрытых работ). Таким образом, стандартизация представляется действенным инструментом для установления технических требований к конкретным элементам.

Особое внимание уделяется применению полимербетона в переходных зонах. Этот материал, уже используемый в Москве и на федеральных трассах, обладает известными преимуществами. Однако отсутствие документа по стандартизации не позволяет включать единые требования к нему в контракты и разрабатывать соответствующие сметные нормы. Для обоснования таких требований были проведены лабораторные испытания нескольких материалов различного производства. Целью являлось сравнение свойств полимербетона с традиционными материалами (асфальтобетон, литые асфальтобетоны, бетон).

Испытания включали следующие оценочные показатели.

Прочность. Полученные значения прочности на растяжение при изгибе для трех из четырех видов полимербетона в несколько раз превышают типовые проектные требования для жестких покрытий, что подтверждает работоспособность материала под нагрузкой.

Адгезия. Ключевой фактор, влияющий на долговечность (проникновение воды ведет к разрушению). Испытания показали хорошую адгезию к бетону, асфальтобетону и металлу — основным контактирующим материалам в переходной зоне.

Истираемость. Испытания (установка Prall-test) выявили значительно более высокую стойкость к истиранию по сравнению с требованиями к асфальтобетону. При этом потеря объема всех представленных полимербетонов не превышает 5 см3. Требование к истираемости для покрытий из асфальтобетонов и цементобетонов для первого из трех классов установлено на уровне до 25 см3.

Колееобразование. Полимербетон показал ожидаемо высокую стойкость к образованию колеи.

Усталостная прочность. Испытания на многократный изгиб по стандартной методике продемонстрировали высокую устойчивость к деформациям — падение жесткости вдвое происходило при числе циклов, на порядок большем по сравнению с нормативным для асфальтобетона.

Выводы по предоставленным материалам указывают на то, что полимербетон сочетает свойства асфальтобетона и цементобетона, достигая оптимального баланса упругих и жестких характеристик, что делает возможным больший потенциал долговечности в условиях переходной зоны. Полученные положительные лабораторные результаты требуют дальнейшего подтверждения. Цель — создание единых требований к полимербетону именно для пришовных зон.

Актуальной тенденцией в нормировании является внедрение автоматизированных, оперативных и неразрушающих методов контроля, вытесняющих дорогостоящие и длительные традиционные.

Так, лидар-технологии (например, приложение PolyCam 3D Scanner) позволяют с помощью обычных мобильных устройств быстро воссоздавать 3D-модели поверхности для оценки макрошероховатости, перепадов и превышений высот. Это дает возможность нормировать параметры сцепления, склонности к загрязнению или допустимые отклонения в переходной зоне.

Георадарное обследование обеспечивает оперативную оценку состояния существующих сооружений, выявляя зоны увлажнения, толщину слоев и конструкцию «пирога» без отбора кернов (что запрещено на ИСС). Это позволяет контролировать качество на всех этапах устройства и эксплуатации зоны. Разрабатываемые национальные стандарты на применение георадаров унифицируют интерпретацию данных, минимизируя субъективность.

Перспективным путем нормирования полимербетонных переходных зон видится разработка предварительного национального стандарта. Этот документ, аналогичный нацстандарту, но с ограниченным сроком действия, позволяет апробировать требования к инновационной продукции (как это было с дорожными мостами и трубами). После его апробации на конкретных объектах на его основании может быть разработан национальный стандарт. Предлагаемая структура: «Дороги автомобильные общего пользования. Переходная зона деформационного шва из полимербетона. Технические требования».

Важнейшими задачами являются повышение безопасности, производительности и оперативности измерений, минимизация необходимости в дорогостоящих методах (3D-лазерное сканирование, лабораторные проезды). Ключевую роль здесь играет применение искусственного интеллекта для автоматизации обработки результатов дефектоскопии, анализа радарограмм и лидарных данных, что существенно ускоряет получение итоговых оценок. Переход на цифровые технологии в данной сфере является насущной и решаемой задачей.