ДОРОГИ  БУДУЩЕГО  —  ДОРОГИ  ПЕРЕМЕН

Дергунов  Сергей  Александрович

канд.  техн.  наук.,  директор  НИИ  «Строительное  материаловедение»,  доцент  Оренбургского  государственного  университета,  РФ,  г.  Оренбург

E -mail:  dergunow79@mail.ru

Орехов  Сергей  Алексеевич

ведущий  инженер  НИИ  «Строительное  материаловедение»  Оренбургского  государственного  университета,  РФ,  г.  Оренбург

E -mail:  saorehov@inbox.ru

Бородина  Екатерина  Сергеевна

студент  Оренбургского  государственного  университета,  РФ,  г.  Оренбург

E-mail: 

DEAR  FUTURE  –  REVOLUTIONARY  ROAD

Dergunov   Sergey

candidate  of  Science,  Director  of  the  Institute  "Construction  Materials"  assistant  professor  of  Orenburg  State  University,  Russia  Orenburg

Orekhov  Sergey

leading  engineer  of  scientific  research  institute  «Construction  materials  science»  Orenburg  State  University,  Russia  Orenburg

Borodina  Ekaterina

student,  Orenburg  State  University,  Russia   Orenburg

АННОТАЦИЯ

Развитие  науки  и  техники  требует  внедрение  в  практику  строительства  новых  совершенных  технологий  и  материалов.  Современные  технологии  разрабатываются  на  основном  принципе  —  безопасность  человека.  Модернизация  отрасли  дорожного  хозяйства  должна  соответствовать  требованиям  современности  и  учитывать  перспективы  дальнейшего  развития. 

ABSTRACT

Development  of  science  and  technology  requires  construction  practice  application  of  new  high  technologies  and  materials.  Modern  technologies  are  developed  on  the  basic  principle  —  the  principle  of  human  safety.  Modernization  of  road  facilities  sector  has  to  meet  the  requirements  of  today  and  take  into  account  prospects  of  further  development. 

Ключевые  слова:  Иннованновации;  дорожная  отрасль;  технические  решения;  современные  материалы.

Keywords:   innovations;  road  sector;  engineering  solutions;  advanced  materials.

Автомобильные  дороги  являются  важнейшей  составной  частью  транспортной  инфраструктуры,  способствующей  экономическому  росту,  решению  социальных  задач  и  обеспечению  национальной  безопасности  каждой  страны. 

Бурный  рост  численности  парка  транспортных  средств,  высокая  автомобилизация,  увеличение  интенсивности  движения  транспортных  потоков,  требует  пересмотра  требований  к  основным  потребительским  свойствам  автомобильной  дороги. 

В  последнее  время,  отрасль  дорожного  хозяйства  переживает  период  интенсивного  развития.  В  сфере  строительства  наметились  тенденции  к  активной  реализации  глобальных  финансовых  программ,  направленных  на  преобразование  и  улучшение  качества  дорог  и  близ  лежащих  территорий,  внедрение  новых  материалов  и  технологий. 

В  современное  время,  дорогу  уже  стоит  воспринимать  не  как  обособленный  элемент  строительства,  а  как  яркое  неотъемлемое  звено  всего  архитектурного  ансамбля  местности,  подчеркивающие  красоту  и  неповторимость  того  или  иного  интерьера  города  [1,  с.  117].

Последним  достижением  современности  явилось  проектирование,  разработка  и  внедрение  в  практику  дорог  нового  поколения  —  «Умные  дороги».  Она  светится  в  темноте,  предупреждает  водителей  о  появлении  опасных  участков,  отслеживает  состояние  трафика  и  реагирует  на  возникшие  проблемы,  «подзаряжается»  и  «подзаряжает»  автомобили  при  их  движении  и  так  далее,  то  есть  оснащена  комплексом  последних  достижений  науки  и  техники. 

Рисунок  1.  «Умные  дороги»

Это  не  фантастика,  а  вполне  реалистичная  составляющая  концепции  развития  транспортных  магистралей  следующего  поколения,  движение  по  которым  должно  приносить  одно  удовольствие.

По  замыслу  проектировщиков,  «умные»  дороги  будут  намного  функциональнее,  удобнее,  безопаснее  и  экологичнее  современных  трасс. 

Одной  из  первых  идей  стало,  нанесение  дорожной  разметки  с  помощью  специальной  фотолюминесцентной  краски. 

Днем  краска  поглощает  световую  энергию  и  таким  образом  «заряжается».  А  ночью  —  «отдает»  свет  в  окружающую  среду.  Заряда  энергии  хватает  более  чем  на  10  часов,  чего  будет  вполне  достаточно,  чтобы  не  оставить  водителей  без  необходимого  освещения.

Рисунок  2.  Разметка  дороги  из  фотолюминесцентных  элементов

Другой  идеей  является  создание  специальных  периодических  участков  трассы,  подсказывающих  водителям  о  погодных  условиях  за  бортом  их  автомобиля,  высвечивая  на  своей  поверхности  те  или  иные  символы,  предупреждающие  о  снеге,  гололёде,  заносах  и  так  далее.  Они  тоже  нанесены  специальной  "динамической"  краской,  которая  начинает  излучать  белый  свет  при  понижении  температуры  до  нуля  градусов.  Не  заметить  такое  предупреждение  попросту  невозможно.

Освещение  таких  трасс  планируется  более  целесообразным  и  экономичным  способом  по  сравнению  с  традиционным,  при  помощи  так  называемых  «ветряных  фонариков»  и  датчиков  движения.  Фонари  преобразуют  энергию  и  включаться  лишь  при  приближении  автомобиля,  что  значительно  экономит  ресурсы.  Кроме  того,  повышается  информативность  дороги,  она  становится  гигантским  экраном,  предающим  данные  о  дорожных  условиях,  пробках  и  так  далее. 

Рисунок  3.  Дорожные  предупреждающие  символы

Умная  дорога  может  выступить  в  качестве  огромного  дорожного  знака  или  помочь  водителю  объехать  затор,  постоянно  маневрируя  размерами  части  и  тротуаров.  Система  GPS,  интегрированная  в  дорогу,  указывает  путь  водителю  с  помощью  огромных  стрелок,  которые  будут  двигаться  перед  автомобилем  и  приведут  его  в  нужное  место.  Еще  более  удивителен  тот  факт,  что  дороги  смогут  обнаружить  нарушителей,  привлекая  к  нему  внимание  с  помощью  круга  светодиодов  вокруг  и  сопровождая  его  световым  кольцом  в  течение  всего  движения  по  проезжей  части,  предупреждая  других  водителей  об  опасности  [4,  с.  52].

Для  подзарядки  аккумуляторов  электромобилей  на  «умных  шоссе»  запроектированы  специальные  индукционные  полосы.  Основная  идея  заключается  в  возможности  зарядки  электромобилей  прямо  во  время  движения  с  помощью  беспроводной  зарядки.  В  дорожное  полотно  внедрены  индукционные  катушки,  которые  взаимодействуют  с  подобными  же  катушками  на  днище  электромобилей  (или  гибридов)  и  подзаряжают  батарею  [2,  с.  154].

«Умная»  дорога  выполнена  из  трех  слоев  покрытия,  каждый  из  которых  имеет  свои  особенности  и  цели.  Первый  слой,  верхний  изготовлен  из  высокопрочных  водонепроницаемых  материалов,  способных  выдержать  ежедневные  нагрузки  от  проезжающих  автомобилей.  Материал  полупрозрачный,  для  пропускания  солнечного  света,  заряжающего  аккумуляторные  элементы.

Второй  слой  оснащен  сложной  электроникой:  в  него  интегрирована  микропроцессорная  плата,  отвечающая  за  освещение,  связь,  контроль,  оповещение  о  поломках  и  другие  задачи.

Третий  слой  предназначен  как  для  распределения  энергии  по  всей  дороге,  так  и  для  защиты  микропроцессоров  от  воздействия  влаги.

В  планах  создателей  «умных»  дорог  на  солнечной  энергии  охватить  не  только  автомобильные  шоссе,  но  и  подъездные  пути,  велосипедные  дорожки,  внутренние  дворики,  тротуары  и  автостоянки.

Проекты  отличаются  быстрой  окупаемостью,  чем  привлекают  в  Европе  массу  инвесторов.  Будучи  построенной,  дорога  работает  практически  бесплатно,  выполняя  функции  дорожных  знаков,  которые  больше  не  придется  заменять  по  мере  их  изношенности,  что  гораздо  проще,  дешевле  и  эффективнее,  чем  поддерживать  существующую  инфраструктуру  [3,  с.  68].

Данный  экспериментальный  проект  это  начальный  толчок  развития  структуры  «Умных  магистралей».  Безусловно  он  актуален  для  России.  Ведь  дорога  —  это  всегда  нечто  большее,  чем  просто  строительный  объект.  Это  символ  движения  и  перемен.  Невозможно  прийти  в  «светлое  будущее»  по  плохой  дороге. 

Для  реализации  поставленной  цели  необходимо  решить  комплекс  научно-технических  задач,  охватывающих  ключевые  вопросы  в  транспортном  строительстве.  Такие  как  повышение  долговечности  транспортных  сооружений  и  сохранение  их  высоких  потребительских  свойств  в  течение  всего  жизненного  цикла. 

Для  этих  целей  в  России  реализуется  проект  который  носит  название  «Инновационные  дороги»,  который  действительно  является  инновационным  для  нашей  страны,  аналогов  подобного  рода  работ  не  было  до  этого  времени.  Ожидается,  что  благодаря  ему  несколько  регионов  страны  получат  новые,  современные  дороги,  которые  не  только  имеют  больший  срок  службы,  но  и  стоят  дешевле  [4,  с.  58].

На  проблемных  трассах  установят  компактные  дорожные  метеостанции,  оборудованные  датчиками  температуры  воздуха  и  покрытия  дороги,  направления  и  силы  ветра,  влажности  воздуха.  Информация,  полученная  от  дорожных  метеостанций,  поможет  работникам  дорожной  службы  оперативно  и  правильно  реагировать  на  всевозможные  изменения  погоды.  Благодаря  этому,  должна  снизиться  аварийность  на  дорогах.  Важным  является  использование  и  зарубежного  опыта  при  создания  «умных  дорог». 

«Интеллектуальные»  дороги  строится  из  технологичных  материалов,  таких  как:  фибробетонов,  базальтопластиковые  арматуры,  модификаторов  дорожного  покрытия,  покрытий  противоскольжения  и  так  далее.  Но  именно  «интеллектуальными»  их  будет  делать  «искусственный  разум»,  который  будет  полностью  контролировать  процессы,  происходящие  с  дорожным  покрытием  [2,  с.  134].

В  разработке  новая  навигационная  система  управления  трафиком,  которая  сможет  информировать  при  помощи  информационных  табло  или  бортового  компьютера  автомобиля  о  наиболее  удобном  маршруте  с  учетом  пробок,  ДТП  или  идущих  дорожных  работ.  Важным  аспектом  является  помощь  трасс  полиции  и  другим  спецслужбам,  предоставляя  информацию  о  скоростном  режиме,  соблюдение  разметки,  разыскиваемым  машинам  и  так  далее.

Другой  обсуждаемой  идеей  проекта  являются  технологии  освещения  с  помощью  светодиодов.  Специальные  встраиваемые  маркеры,  собранные  из  мощных  разноцветных  диодов,  должны  дублировать  разметку  на  особо  опасных  участках  дорог. 

Рисунок  4.  Нанесение  разметки 

Так  же  планируется  использование  генераторов  виртуальных  пешеходов   —  это  южнокорейское  изобретение,  уже  достаточно  давно  используемое  в  ряде  европейских  городов.  Они  будут  располагаться  на  некотором  удалении  от  пешеходного  перехода,  активироваться  либо  в  момент  приближения  автомобиля,  либо  работать  в  непрерывном  режиме,  предупреждая  заранее  автомобилиста  о  том,  что  впереди  переход.  Более  того,  работают  генераторы  независимо  от  погоды  —  виртуальных  пешеходов  видно  в  любое  время  суток,  в  любое  время  года,  в  дождь,  снег.  По  мнению  российских  авторов  проекта,  стоимость  генератора  виртуальных  пешеходов  намного  ниже,  чем  сметная  цена  обыкновенного  светофора.  А  это  —  уже  серьезное  основание  для  того,  чтобы  отказаться  от  светофоров  в  пользу  этих  идей.

Центральные  трассы  окажутся  главными  площадками,  на  которых  будут  протестированы  основные  технологии,  входящие  в  список  проекта.  Это  охват  не  только  ряд  инновационных  решений,  связанных  с  безопасностью  дорожного  движения  для  всех  его  участников,  но  и  апробацию  новых  дорожных  покрытий.  По  итогам  испытаний  есть  все  шансы,  что  привычные  для  нас  виды  работ  уйдут  в  прошлое,  а  на  смену  им  придут  новинки,  обладающие  повышенной  износостойкостью  и  небольшой  массой  [2,  с.  273].

Перспективные  разработки  есть.  Хоть  некоторые  из  них  уже  использовались:  локально  —  на  территории  нашей  страны,  более  широко  —  на  Западе  —  настоящую  проверку  временем  они  пока  ещё  не  прошли.  И  участки  трасс,  выбранные  для  эксперимента,  призваны  показать,  насколько  удачным  был  выбор  инициаторов  проекта,  насколько  оправданны  немалые  вложения  в  «Инновационные  дороги».

Рисунок  5.  Дороги  будущего 

Насколько  удачным  будет  проект  —  покажет  время.  В  дороги  будущего  закладывается  глобальная  идея  совершенства,  от  реализации  которой  зависит  не  только  повседневное  настроение,  но  благополучие  «железных  коней»,  а  порой  и  безопасность  наших  жизней.

Это  введет  к  новой  истории  развития  дорожной  отрасли  в  мире,  так  как  полностью  изменит  представление  населения  о  самих  дорогах  и  их  технических  возможностях  [1,  с.  116].

Список  литературы:

1.Бородина  Е.С.  Состояние  и  перспективы  развития  дорожного  строительства  России  и  Зарубежья.  Перспектива.  Сборник  статей  молодых  ученых  №  16.  Часть  1.  Оренбург:  ООО  ИПК  «Университет»,  2013.  —  277  с.

2.Гусев  А.  И.  Наноматериалы,  наноструктуры,  нанотехнологии.  2-е  изд,  испр.  М.:  ФИЗМАТЛИТ,  2007.  —  416  с.

3.Дергунов  С.А,  Орехов  С.А.  Инженерные  сооружения  в  транспортном  строительстве:  учебное  пособие.  М-во  образования  и  науки  Рос.  Федерации,  Федер.  гос.  бюджет.  образоват.  учреждение  высш.  проф.  образования  «Оренбург.  гос.  ун-т».  Оренбург:  ОГУ,  2014.  —  210  с.

4.Дергунов  С.А.,  Орехов  С.А.,  Бородина  Е.С.  Инновационные  материалы  в  дорожно-транспортном  строительстве.  М-во  образования  и  науки  Рос.  Федерации,  Федер.  гос.  бюджет.  образоват.  учреждение  высш.  проф.  образования  «Оренбург.  гос.  ун-т».  Оренбург  :  ОГУ,  2014.  —  258  с.