Научно-исследовательские работы, выполняемые институтом направлены на решение следующих проблем дорожной отрасли:
Обоснование дорожно-климатического районирования Казахстана на основе изучения условий работы дорожных конструкций.
Для экспериментального изучения водно-теплового режима автомобильных дорог в течение 2020-2021 годов АО «КаздорНИИ» были оборудованы 28 измерительных станций, снабженных датчиками температуры и влажности, работающих в автоматическом режиме и расположенных по всей территории Республики относительно равномерно. Практическая ценность работы заключается в том, что позволяет получить реальную картину промерзания и оттаивания дорожных конструкций автомобильных дорог, экспериментальным путем, максимально охватывая все региональные особенности Казахстана. Получаемая информация обрабатывается на предмет учета результатов при проектировании земляного полотна и дорожных одежд.
Обоснование требований к битумным вяжущим для асфальтобетонных смесей с учетом климатических условий республики.
Разработано районирование РК по требованиям к битумным вяжущим с учетом эксплуатационных температур покрытия.
Разрабатываются составы асфальтобетонных смесей с повышенной температурной устойчивостью, прочностью и долговечностью.
Применение новых технологий и инновационных решений в дорожной отрасли
С применением новых технологий и инновационных решений, разработанных АО «КаздорНИИ», на автомобильных дорогах международного, республиканского и местного значения было построено 177 участков, в том числе: с разными видами асфальтобетонов – 92, с пропитывающими составами – 24, с геосинтетическими материалами – 12, с ремонтными составами для цементобетонных покрытий – 16, с защитными слоями – 18 и др.
Для улучшения транспортно-эксплуатационных характеристик, а также улучшения адгезионных свойств при приготовлении асфальтобетонных смесей широкое внедрение в практику строительства и ремонта автомобильных дорог имеют использование в их составе адгезионных добавок, а также применение полимеров в щебеночно-мастичном и полимер-мастичном асфальтобетонах.
Для обеспечения герметизации асфальтобетонного покрытия при текущем ремонте широко используются различные пропиточные составы. Для обеспечения стабилизации грунтов, дренирования, армирования слоев и прослоек конструктивных слоев дорожных одежд используются геосинтетические материалы. Для улучшения лучшего сцепления с поверхностью покрытия, его герметичности используются тонкие слои износа (микросюрфейсинг - полимерно-битумная эмульсия, которая подбирается с учетом не только климатических, но и погодных условий в момент производства работ).
В настоящее время активно внедряются нанотехнологии в дорожной отрасли. Создана установка по получению нанопорошка из казахстанского угля. Добавка наноуглеродного порошка позволяет получать модифицированные битумы и асфальтобетоны с повышенными прочностными и эксплуатационными характеристиками. Результатом введения углеродных надомодификаторов в асфальтобетонную смесь является улучшение прочности и упругости, повышение водостойкости и морозостойкости дорожных композитов.
Разработана технология по получению компаундированного (разжиженного) и модифицированного битума, использование которого, на реальных объектах страны, существенно улучшит качество построенных и отремонтированных автомобильных дорог, тем самым повысит технический, социальный и экономический потенциал страны. Битумные заводы могут, используя данный продукт, производить дорожные битумы улучшенного качества, удовлетворяющие требования климатических условий регионов Казахстана.
Применение стабилизаторов грунтов, которые могут быть ионными, химическими и полимерными, и могут применяться комплексно со скелетными добавками или без них в составах грунтовых смесей, апробировано более 10, отечественных и зарубежных производителей. Перечень апробированных стабилизаторв постоянно растет и обновляется. Стабилизаторы решают вопрос снижение применения цемента на 2-3%, такой стабилизатор, как Скрептон, позволяет работать без применения цемента. Стабилизаторы грунтов обеспечивают значительное улучшение трещиностойкости грунта с приданием ему требуемой прочности, водо- и морозостойкости.
Технология стабилизации грунтов успешно апробирована и внедрена в практику дорожного строительства, с разными добавками построено от 10 до 500 км автомобильных дорог в разных регионах Казахстана. В среднем затраты снижаются на 15-20 %, а межремонтные сроки увеличиваются на 2 -3 года.
Применение резиновой крошки, которая является продуктом переработки изношенных шин и покрышек автомобилей со специальными компонентами производителей ТecRoad (Австрия), SAS CR (РК), АРП (РК), КМА (РФ) решает экологические вопросы по утилизации и снижению шума на 4-8 Дб. По проведенным в АО «КаздорНИИ» исследованиям - применение резиноасфальтобетона позволяет увеличить прочностные характеристики от 20 % до 40 %; устойчивость к колееобразованию от 1,5 до 4 раз; устойчивость к трещинообразованию до 20 %. Экономическая эффективность покрытий при прочих равных условиях достигается при межремонтном сроке службы резиноасфальтобетонного покрытия, который на 1 - 1,5 года больше, чем традиционного из горячего асфальтобетона.
Проводятся исследования технологии приготовления и применения теплых асфальтобетонных смесей с целью снижения энергоемкости и улучшения экологической обстановки.
Разработка рациональных конструкций дорожных одежд для магистральных и местных дорог с учетом инновационных технологий, климатических условий, с применением местных материалов и отходов производства.
Разработаны рекомендации:
Р РК 218-129-2016 Альбом рациональных конструкций дорожных одежд с учетом природно-климатических условий и категорий дорог.
В альбоме приведены конструкции дорожных одежд для автомобильных дорог I, II, III, IV, V технических категорий в III, IV, V дорожно-климатических зонах (согласно действующему дорожно-климатическому районированию) с учетом требований Р РК 218-96-2013 «Районирование территории Казахстана по расчетным температурам асфальтобетонных покрытий». При разработке альбома рациональных конструкций дорожных одежд были учтены климатические условия, транспортные нагрузки и результаты испытаний битумов, битумов модифицированных полимерами, асфальтобетонов и полимерасфальтобетонов, укрепленных оснований и рабочего слоя земляного полотна.
Рекомендации по проектированию конструкций дорожных одежд автомобильных дорог местного значения.
В рекомендациях приведены базовые конструкции дорожных одежд для автомобильных дорог местного значения III, IV и V категорий. Для интенсивностей движения от 1000 до 2000 авт/сут и от 2000 до 3000 авт/сут (III категория) и от 100 до 500 авт/сут и от 500 до 1000 авт/сут (IV категория) базовые конструкции представлены отдельно.
Мониторинг цементобетонных покрытий с последующей разработкой рекомендаций по строительству и ремонту.
Выполняется анализ причин образования дефектов. Апробируются различные инновационные материалы и технологии на цементобетонных покрытиях. Институтом апробированы: пропиточно-защитный состав «СТРОП» (Казахстан); мастика серии Biguma «TL-82» и «Arctic», защитный слой, износа типа «Микросюрфейсинг», Герметик «MASTERFLEX 472», пористо-мастичная асфальтобетонная смесь (ПМА10), пропиточный состав «PAVIX CCC100» (США), силиконовые герметики «Crafco Road Saver» и др.
Анализ работоспособности пролетных строений мостовых сооружений.
Разработаны, рекомендованы к широкому внедрению и применению в проектах новые конструкции и материалы (полиуретан) опорных частей пролетных строений повышенной долговечности.
Разработаны типовые конструкции водопропускных труб круглого и арочного гофрированного металла и рекомендации по их проектированию и строительству на автомобильных дорогах
Разработаны рекомендации по устройству сопряжений автодорожных мостов, путепроводов и искусственных сооружений с подходной насыпью»; и рекомендации по применению различных конструкций сопряжения мостов, путепроводов и искусственных сооружений с насыпью в зависимости от инженерно-геологических и природно-климатических условий.
Анализ применения новых технологий с разработкой сметных норм и расценок, разработка технологических карт. Анализ средств, выделяемых на текущий ремонт, содержание и озеленение.
Разработка и переработка сборников сметных норм и расценок на текущий ремонт, содержание и озеленение автомобильных дорог. Разработка нормативов финансирования на текущий ремонт, содержание и озеленение автомобильных дорог.
Условия внедрения годового и месячного абонементов на платных участках дорог для местного грузового транспорта и многоместных автобусов в Республике Казахстан.
Разработаны Методические положения внедрения годового и месячного абонементов на платных участках дорог для местного грузового транспорта и многоместных автобусов.
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ (Мостовые сооружения)
Научно-исследовательские работы, выполняемые институтом направлены на решение следующих проблем дорожной отрасли:
Научно-техническое сопровождение строительства мостовых сооружений
Научно-техническое сопровождение строительства мостовых сооружений - комплекс работ научно-аналитического, методического, информационного, экспертно-контрольного и организационного характера, осуществляемых в процессе изысканий, проектирования и возведения объектов строительства для обеспечения качества строительства, надёжности (безопасности, функциональной пригодности и долговечности) мостовых сооружений, с учётом применяемых нестандартных проектных и технических решений, новых инновационных материалов и конструкций.
При выполнении научно-технического сопровождения необходимо обеспечения прочности. надёжности и долговечности возводимых сооружений на основе интерактивного научного прогноза и анализа данных мониторинга, отслеживающего техническое состояние элементов и конструкций, их деформации во времени, при различных нагрузках и воздействиях, а также качества выполняемых работ, надёжности (безопасности, функциональной пригодности и долговечности) конструкций мостов и других искусственных сооружений, с учётом их уникальности и ответственности.
Анализ работоспособности конструктивных элементов мостовых сооружений и водопропускных труб
- Разработаны, рекомендованы к широкому внедрению и применению в проектах новые конструкции и материалы для ремонта конструктивных элементов повышенной долговечности.
- Разработаны типовые решения водопропускных труб и рекомендации по их проектированию и строительству на автомобильных дорогах. Применение результатов исследований гидрологических и гидравлических явлений в практике проектирования и эксплуатации малых водопропускных сооружений на автомобильных дорогах позволяет получать более качественные проектные решения, отвечающие современным требованиям. Это в свою очередь позволяет в некоторых случаях снизить потери на перерывы движения и восстановление повреждений ливневыми паводками водопропускных сооружений.
Повышение несущей способности насыпи и дорожной одежды в зоне сопряжения с мостовыми и искусственными сооружениями
- Разработаны рекомендации по устройству сопряжений автодорожных мостов, путепроводов и искусственных сооружений с подходной насыпью» и рекомендации по применению различных конструкций сопряжения мостов, путепроводов и искусственных сооружений с насыпью в зависимости от инженерно-геологических и природно-климатических условий.
Выбор наиболее эффективного метода усиления для повышения прочности и устойчивости грунтов зависит от инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства, возможности производства работ, технической оснащенности строительной организации.
При рассмотрении различных вариантов конструктивных решений, особенно на слабых грунтах, необходимо учитывать такие факторы, как возможность плавного проезда по конструкции сопряжении моста с насыпью с различными жесткостными характеристиками, величина осадки основания и сроки консолидации грунтов основания.
Применение новых конструктивных решений подходной насыпи позволить улучшить эксплуатационные качества узла сопряжения мостовых сооружений с насыпью, повысить водонепроницаемость и вероятность увлажнения грунта, уменьшить затраты на содержание, сократить сроков и стоимости строительства.
