1 РАЗРАБОТАН обществом с ограниченной ответственностью "Геолайт" (ООО "Геолайт").

Коллектив авторов: В.С. Шиковский, И.В. Никитин.

2 ВНЕСЕН Управлением научно-технических исследований и информационного обеспечения Федерального дорожного агентства.

3 ИЗДАН на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 11.11.2019 N 3214-р.

4 ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ.

1.1 Настоящий отраслевой дорожный методический документ (далее - методический документ) устанавливает рекомендации по оценке технического состояния и методику оценки эффективности применения конструкций из полимерных композиционных материалов (ПКМ) на автомобильных дорогах.

1.2 Данный методический документ предназначен для использования проектными, строительными и эксплуатирующими организациями при оценке эффективности и технического состояния ПКМ в конструктивных элементах автомобильных дорог и дорожных сооружениях.

В настоящем методическом документе использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 12.1.044-89 Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения

ГОСТ 4647-2015 Пластмассы. Метод определения ударной вязкости по Шарпи

ГОСТ 4648-2014 (ISO 178:2010) Пластмассы. Метод испытания на статический изгиб

ГОСТ 4650-2014 (ISO 62:2008) Пластмассы. Методы определения водопоглощения

ГОСТ 4651-2014 (ISO 604:2002) Пластмассы. Метод испытания на сжатие

ГОСТ 9550-81 Пластмассы. Методы определения модуля упругости при растяжении, сжатии и изгибе

ГОСТ 11262-2017 (ISO 527-2:2012) Пластмассы. Метод испытания на растяжение

ГОСТ 13087-2018 Бетоны. Методы определения истираемости

ГОСТ 15139-69 (СТ СЭВ 891-78) Пластмассы. Методы определения плотности (объемной массы)

ГОСТ 20415-82 Контроль неразрушающий. Методы акустические. Общие положения

ГОСТ 22690-2015 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля

ГОСТ 30244-94 Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть

ГОСТ 30247.0-94 (ИСО 834-75) Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования

ГОСТ 30247.1-94 Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции

ГОСТ 30402-96 Материалы строительные. Метод испытания на воспламеняемость

ГОСТ 32794-2014 Композиты полимерные. Термины и определения

ГОСТ 33119-2014 Конструкции полимерные композитные для пешеходных мостов и путепроводов. Технические условия

ГОСТ 33146-2014 Дороги автомобильные общего пользования. Трубы дорожные водопропускные. Методы контроля

ГОСТ 33376-2015 Секции настилов композитные полимерные для пешеходных и автодорожных мостов и путепроводов. Общие технические условия

ГОСТ Р 55614-2013 Контроль неразрушающий. Толщиномеры ультразвуковые. Общие технические требования

ГОСТ Р 56542-2015 Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов

ГОСТ Р 56787-2015 Композиты полимерные. Неразрушающий контроль

ГОСТ Р 58399-2019 Контроль неразрушающий. Методы оптические. Общие требования

СП 28.13330.2017 Защита строительных конструкций от коррозии (актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85)

СП 34.13330.2012 Автомобильные дороги (актуализированная редакция СНиП 2.05.02-85*)

СП 35.13330.2011 Мосты и трубы (актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84*)

СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий (актуализированная редакция СНиП 23-02-2003)

СП 79.13330.2012 Мосты и трубы. Правила обследований и испытаний (актуализированная редакция СНиП 3.06.07-86)

СП 131.13330.2018 Строительная климатология (актуализированная редакция СНиП 23-01-99*)

В настоящем методическом документе применены следующие термины с соответствующими определениями <*>:

--------------------------------

<*> Термины и определения взяты из ГОСТ 32794-2014 и методики [1].

3.1 буквенный индекс: Буквенное обозначение потребительского свойства Б, Г, Д, Р.

3.2 грузоподъемность: Характеристика (показатель) технического состояния сооружения, соответствующая максимальному воздействию временной вертикальной нагрузки, при котором не наступает предельное состояние первой группы ни в одной из основных несущих конструкций сооружения.

Примечание - Грузоподъемность сооружения в целом определяется грузоподъемностью наиболее слабой из основных несущих конструкций.

3.3 дефект: Каждое отдельное несоответствие в сооружении или конструкции установленным требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

3.4 жизненный цикл: Период времени, за который выполняется совокупность процессов от момента устройства конструкции из ПКМ на стадиях строительства, капитального ремонта, ремонта и содержания до ее утилизации или ликвидации.

3.5 категория (вид) технического состояния: Категория, характеризуемая соответствием или несоответствием качества объекта определенным техническим требованиям, установленным технической документацией на этот объект.

3.6 категория: Качественная характеристика (уровень) состояния конструкции (объекта), выраженная в форме определения, например, "отличное", "хорошее", "исправное", "аварийное", "неработоспособное", "ремонтопригодное".

3.7 композиционный материал (композит): Материал, состоящий из двух и (или) более разнородных совместимых компонентов, объединенных одним связующим компонентом.

3.8 ламинат: Полимерная композитная многослойная пластина, состоящая из нескольких ламелей одинаковой или различной толщины.

3.9 норма дисконта: Нормируемая минимально допустимая величина прибыли на капитал, выраженная в процентах или относительных единицах измерения.

3.10 полимерный композит: Композит, матрица которого образована из термопластичных или термореактивных полимеров или эластомеров.

Примечание - Разнородными компонентами являются матрица и наполнитель, связующим - матрица.

3.11 срок окупаемости вложений: Минимальный временной интервал (от начала осуществления инвестиционного проекта), за пределами которого чистый дисконтируемый доход (ЧДД) становится и в дальнейшем остается неотрицательным.

3.12 цифровой индекс: Число, определяющее степень опасности и влияние дефекта на каждое потребительское свойство сооружения.

3.13 чистый дисконтируемый доход: Накопленные дисконтированные выгоды от внедрения конструкций из ПКМ, определяемые как разница между результатами и затратами на протяжении всего жизненного цикла объекта внедрения, где суммирование распространяется на все шаги расчетного периода.

3.14 эксплуатационный дефект (повреждение): Несоответствие конструкции установленным требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации, возникшее в процессе эксплуатации.

4.1 Основными конструкциями из ПКМ, применяемыми в дорожном хозяйстве, являются:

- пролетные строения мостовых сооружений и пешеходных переходов;

- водопропускные трубы;

- водоотводные лотки;

- емкости различного назначения;

- корпуса локальных очистных сооружений;

- перила;

- опоры освещения и дорожных знаков.

Классификация ПКМ, используемых на автомобильных дорогах и дорожных сооружениях с учетом дорожно-климатических зон Российской Федерации, приведена в приложении А.

4.2 Методика оценки технического состояния конструкций транспортного назначения из ПКМ, которая изложена в настоящем методическом документе, применяется на всех этапах их жизненного цикла.

Она дополняет рекомендации методики [1] в области использования полимерных композиционных конструкций (ПКК) из ПКМ в сооружениях транспортного назначения и должна применяться совместно с ней.

4.3 Оценка эффективности использования конструкций из ПКМ по сравнению с железобетонными или металлическими предполагает сопоставление их аналогичных технико-экономических показателей.

5.1.1 Категорию технического состояния сооружений из ПКМ следует устанавливать на основании расчетных оценок в баллах степени соответствия их фактических показателей нормативным (проектным) значениям основных потребительских свойств: безопасности эксплуатации (безопасность), грузоподъемности (безотказность), долговечности и ремонтопригодности (таблица 1).

5.1.2 Каждая из указанных в таблице 1 категорий технического состояния ПКК соответствует следующим критериям [1]:

- "отличное" - все показатели конструкции отвечают требованиям, установленным в нормативной и проектной документации;

- "хорошее" - все основные конструкции находятся в исправном состоянии, основные функциональные свойства сооружения не нарушены (в конкретных условиях эксплуатации), но отдельные параметры технического состояния сооружения не в полной мере соответствуют параметрам нормативных документов;

- "удовлетворительное" - все основные конструкции находятся в работоспособном состоянии, основные функциональные свойства сооружения частично нарушены (обеспечен безопасный пропуск автомобилей со скоростями не ниже экономически установленного уровня, возможные затруднения движения носят кратковременный характер). Ремонтные мероприятия производятся в плановом порядке;

- "неудовлетворительное" - наличие в основных элементах конструкции значительных дефектов по грузоподъемности, безопасности эксплуатации и долговечности. Безопасность эксплуатации сооружения обеспечивается только путем ограничения и регулирования движения дорожными знаками. Необходим капитальный ремонт или реконструкция;

- "непригодное для нормальной эксплуатации (предаварийное)" - состояние, при котором в случае продолжения внешних воздействий может произойти авария. Требуется принудительное регулирование режима эксплуатации сооружения с проведением срочных восстановительных ремонтных и контрольных мероприятий вплоть до ежедневного осмотра;

- "аварийное" - установлен факт достижения предельного состояния первой группы, немедленное закрытие движения.

5.1.3 Оценочный балл технического состояния ПКК следует назначать по таблицам приложения Б методики [1], в том числе на основании значения обобщенного показателя технического состояния К_об, полученного при помощи расчета по отдельным показателям потребительских свойств ПКК.

5.1.4 Основные технические требования, предъявляемые к ПКМ и конструкциям из них, применяемым в дорожном строительстве с учетом дорожно-климатических зон Российской Федерации для оценки технического состояния ПКК, приведены в приложениях Б - Г.

5.1.5 Способы выявления эксплуатационных дефектов и методы измерения их параметров даны в приложении Д.

5.2.1 Согласно рекомендациям [2] и ГОСТ 33146-2014 оценка технического состояния ПКК должна производиться путем анализа дефектов. Каждому из них присваивается буквенный индекс, указывающий вид потребительского свойства, на которое влияет данный дефект, и цифровой индекс, определяющий степень снижения этого свойства.

5.2.2 В настоящем методическом документе и методике [1] приняты следующие обозначения:

- буквенные индексы потребительских свойств: для мостовых конструкций - безопасность эксплуатации (Б), грузоподъемность (Г), остаточный ресурс или долговечность (Д) и ремонтопригодность (Р); для водопропускных труб - безопасность (Б), прочность (П), долговечность (Д) и ремонтопригодность (Р);

- цифровые индексы степени влияния дефектов: для мостовых конструкций - несущественные (0), малозначительные (1), значительные (2), опасные (3), критические по ГОСТ 33146-2014 (4); для водопропускных труб - малозначительные (1), значительные (2), критические (3);

- степень ремонтопригодности, т.е. сложность проведения работ в соответствии с рекомендациями [2]: 1 - легко устранимые дефекты, 2 - дефекты, устранимые вне плана нормативных работ по содержанию сооружения, 3 - дефекты, требующие проектной проработки или капитального ремонта, 4 - неустранимые дефекты, требующие замены конструкций.

5.2.3 Дефекты конструкций из ПКМ транспортных сооружений, которые являются общими с дефектами в конструкциях из традиционных материалов, например, дефекты, связанные с габаритами приближений, характеристиками проезжей части, жесткостью элементов, динамическими параметрами, состоянием болтовых соединений, смещениями конструкций, а также с высотой перильных ограждений, геометрическими размерами водопропускных труб и другими, классифицируются и принимаются по приложению А рекомендаций [3] как:

- инфузионные полимерные конструкции аналогично бетонным;

- конструкции, собранные из полимерных пултрузионных профилей, аналогично металлическим решетчатым;

- водопропускные трубы из ПКМ под насыпями аналогично металлическим гофрированным трубам.

5.2.4 В таблице 2 приведена классификация эксплуатационных дефектов, отражающих специфику конструкций транспортных сооружений из ПКМ, которая составлена в форме каталога дефектов мостовых сооружений по рекомендациям [3] с учетом ГОСТ 33146-2014, а также положений настоящего методического документа.

5.3.1 Обобщенный показатель К_об рассчитывают по формуле

где К_Б, К_Г, К_Д - показатели технического состояния сооружения (конструкции) соответственно по безопасности, грузоподъемности, долговечности;

К_min - минимальное из значений показателей одного из технических состояний по безопасности, грузоподъемности и долговечности.

5.3.2 Значения частных показателей технического состояния К_Б, К_Г, К_Д следует определять в соответствии с указаниями методики [1].

5.3.3 Показатель технического состояния по безопасности эксплуатации К_Б находят по трем признакам, приведенным в таблице В.1 методики [1], при этом для автодорожных мостов коэффициент снижения скорости К_V определяют по формуле

где [V] - максимальная безопасная скорость легкового автомобиля, назначаемая в соответствии с требованиями руководства [4] в зависимости от интенсивности движения, габарита проезда, неровностей дорожного покрытия, износа барьерного ограждения;

V_р - расчетная скорость движения легкового автомобиля для данной категории автомобильной дороги, назначаемая по СП 34.13330.2012 с учетом приложения Г рекомендаций [2].

При назначении К_Б (таблица В.1 рекомендаций [3]) учитываются также показатели дефектности по безопасности В_Б (может использоваться в качестве самостоятельного параметра) и назначения габаритов проезда К_пч, прохожей части К_тр, подмостового габарита К_пг.

5.3.4 Показатель дефектности по безопасности В_Б вычисляется по соответствующим цифровым индексам дефектов конструкции или сооружения с использованием таблиц 2, 3 и каталога дефектов рекомендаций [3] по формуле

где - базовый параметр дефектности по безопасности, равный максимальному цифровому индексу дефекта D_max;

j - цифровой индекс дефекта;

i - номер объекта;

n_Бj - количество дефектов с данным индексом по безопасности за исключением дефекта, использованного в расчете (см. таблицу 2);

- показатель значимости дефектов для каждого цифрового индекса (см. таблицу 3).

5.3.5 Показатели дефектности по назначению (показатели назначения) габаритов проезда К_пч, прохожей части К_тр, подмостового габарита К_пг устанавливаются экспертно согласно описанию дефектов в приложении Ж методики [1].

5.3.6 Показатель технического состояния по грузоподъемности К_Г определяется путем сопоставления проектных нормативных и фактических классов временных нагрузок, которые прикладываются к ПКК.

Показатель К_Г устанавливается по приложению Г методики [1] на основании данных расчета грузоподъемности ПКК, выполненного с учетом влияния выявленных в процессе обследований дефектов на напряженно-деформированное состояние ПКК с возможным уточнением данных по результатам испытаний.

Показатель технического состояния по долговечности К_Д определяется по формуле

где - показатель средней долговечности для каждой основной конструкции или группы конструкций в составе сооружения,

К_Дi - частный показатель технического состояния по долговечности i-го объекта (основной или группы конструкций);

- показатель минимальной долговечности для основных конструкций (минимальное из полученных значений), который устанавливается по данным таблицы приложения Д методики [1] на основе рассчитываемых значений показателя дефектности B_Д по долговечности

- базовый параметр дефектности по долговечности, определяемый дефектом с максимальным индексом D_max;

n_Дj - количество дефектов с данным индексом по долговечности за исключением дефекта, использованного в расчете (см. таблицу 2);

- показатель значимости дефектов для каждого цифрового индекса (см. таблицу 3).

5.3.7 Обобщенный параметр дефектности B_об определяется по формуле

где B_min - минимальное значение показателя технического состояния одного из потребительских свойств по безопасности, грузоподъемности и долговечности.

5.3.8 Показатель вида ремонтного воздействия К_р характеризует сложность ремонтного воздействия, необходимого для приведения фактических значений параметров ПКК в соответствие с уровнями, установленными нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документацией и обеспечивающими требуемые свойства сооружению.

Значение показателя вида ремонтного воздействия К_р определяют на основании результатов классификации имеющихся дефектов по категориям ремонтопригодности - Р1, Р2, Р3, Р4 [2], анализа эффективности ремонтных мероприятий, необходимых для устранения дефектов, с учетом документов [5, 6], а также используя значения наиболее схожих параметров по приложению Е и указания раздела 13 методики [1].

5.3.9 Пример оценки технического состояния полимерно-композитного пролетного строения пешеходного путепровода приведен в приложении Ж.

6.1.1 В качестве критерия эффективности назначен показатель, который дает возможность:

- прогнозировать ожидаемый результат - достижение поставленной цели;

- оценивать фактическую степень достижения цели;

- сравнивать различные варианты достижения цели между собой.

6.1.2 Основная цель применения конструкций из ПКМ определяется исходя из преимуществ, за счет которых достигается их эффективное использование.

6.1.3 Для ПКК можно выделить следующие виды конечных результатов:

- повышение долговечности, и как следствие - увеличение межремонтных сроков и срока службы;

- снижение затрат на стадии эксплуатации;

- сокращение срока строительства;

- снижение отрицательного влияния на окружающую среду.

6.1.4 В конечном итоге эффективность, достигаемая при применении различных видов ПКМ, выражается через экономическую эффективность.

Основным видом экономической эффективности использования конструкций из ПКМ является общественная эффективность, которая характеризует социально-экономические последствия для общества в целом. В соответствии с методическими положениями официальных межотраслевых [7] и отраслевых рекомендаций [8] по оценке эффективности инвестиционных проектов под эффективностью применения ПКМ понимается степень соответствия результатов целям и интересам его участников.

Таким образом, критерий эффективности использования конструкций из ПКМ - это отношение результата к ресурсам, на которых он был получен.

6.1.5 В качестве критерия оценки эффективности применения ПКМ используют показатель, базирующийся на соизмерении затрат на их осуществление и результатов от реализации, - интегральный эффект или ЧДД.

6.2.1 В основу методики по оценке эффективности применения конструкций из ПКМ положены следующие принципы:

всесторонний учет при оценке эффективности использования ПКМ их специфических особенностей;

формирование стадий жизненного цикла конструкций из ПКМ и детализация расчета показателей эффективности по каждой стадии;

соответствие всех основных методических положений оценки эффективности использования ПКМ официальным межотраслевым [7] и учет положений отраслевых рекомендаций [8]. Данный принцип обусловлен тем, что внедрение ПКМ предполагает вложение денежных средств как на стадии капитальных, так и текущих затрат;

унификация расчета оценки эффективности, которая заключается в разработке единой модели для различных видов конструкций из ПКМ;

учет:

- фактора времени. При оценке эффективности должны учитываться различные аспекты фактора времени, в том числе динамичность (изменение во времени) параметров проекта и его экономического окружения; неравноценность разновременных затрат и (или) результатов,

- влияния инфляции (изменения цен на различные виды продукции и ресурсов в период реализации проекта),

- влияния неопределенностей и рисков, сопровождающих реализацию проекта применения ПКМ.

6.2.2 Расчет экономической эффективности инновационного проекта является частным случаем решения общей задачи определения экономической эффективности инвестиционного проекта на основе рекомендаций [7, 8].

6.2.3 Оценка эффективности применения конструкций из ПКМ предполагает вычисление сравнительной эффективности, которая устанавливается на основе сопоставления показателей затрат и результатов с аналогичными показателями конструкций из железобетона, металла или дерева.

6.2.4 Необходимо отметить, что показатель ЧДД от внедрения ПКК не является показателем ЧДД от вложения инвестиций в проект с использованием ПКМ. Последний рассчитывается в соответствии с рекомендациями [7] на основе принципа сравнения "с проектом" и "без проекта", в то время как ЧДД от внедрения ПКМ - путем сопоставления проекта "с традиционным решением" и "с решением на основе ПКК".

6.2.5 Такие показатели, как индекс доходности, внутренняя норма доходности и срок окупаемости, характеризующие эффективность вложения инвестиций в проект, должны считаться отдельно для инновационного и традиционного проектов в соответствии с принципом сравнения "с проектом" и "без проекта" [7, 8].

6.3.1 Получаемые при расчете экономической эффективности результаты - это экономические эффекты от внедрения ПКМ на каждой стадии жизненного цикла. К затратам относят дополнительные денежные средства, требуемые для внедрения ПКМ по сравнению с традиционным решением на всех стадиях жизненного цикла.

6.3.2 Расчетный период при оценке эффективности внедрения ПКМ на стадиях опытно-экспериментального и широкого применения инновации на участках автомобильных дорог охватывает инвестиционные этапы жизненного цикла:

- разработка проектной документации с учетом затрат на создание специальных технических условий (при необходимости);

- непосредственное выполнение строительно-монтажных работ на объектах;

- эксплуатационная стадия, включающая ремонт и содержание объекта с учетом гарантийных обязательств.

6.3.3 Продолжительность расчетного периода должна быть не менее срока службы дорожной конструкции или дорожного сооружения с использованием ПКМ.

6.3.4 При сравнении вариантов конструкций с различными сроками службы расчетный период ограничивается сроком службы наиболее долговечного варианта. При этом в менее долговременных вариантах должны быть учтены дополнительные затраты на их восстановление или замену.

6.3.5 В случае если сроки службы конструкций по сравниваемым вариантам превышают принятый расчетный период и различаются между собой, то необходимо учитывать "эффект последействия" этих вариантов путем вычитания из общих затрат на реализацию каждого из них остаточной стоимости фондов, находящихся в эксплуатации на момент окончания расчетного периода сравнения вариантов. Величина остаточной стоимости дорожных сооружений вычисляется по данным о первоначальной стоимости фондов и действующих годовых норм износа с учетом или без учета нормы дисконта.

6.3.6 Определение затрат осуществляется на основе сметно-финансовых расчетов или утвержденных нормативов удельных показателей стоимости строительства, реконструкции, ремонта и содержания дорожных сооружений.

Затраты, одинаковые по размерам и срокам их осуществления, в традиционном варианте и решении с использованием ПКМ могут не учитываться при расчете показателей эффективности.

6.3.7 Виды экономических эффектов определяются на основе полученных результатов от осуществления внедрения конструкции из ПКМ на каждой стадии жизненного цикла (очередном шаге расчета).

6.3.8 Чистый дисконтируемый доход вычисляют по формуле

где R_t - результаты от осуществления внедрения конструкции из ПКМ на t-м шаге расчета;

З_t - дополнительные затраты на реализацию внедрения конструкций из ПКМ на том же шаге, в том числе потери, связанные с ущербом, который может принести их внедрение, или затраты на устранение данного ущерба;

E - норма дисконта;

T - горизонт расчета (расчетный период сравнения вариантов без ПКМ и с ПКМ), определяемый жизненным циклом;

t - номер шага расчета, соответствующий определенной стадии жизненного цикла;

(1 + E)^-t - коэффициент дисконтирования.

6.3.9 С помощью коэффициента дисконтирования выполняется учет фактора неравноценности разновременных затрат и результатов, осуществляемый путем приведения всех показателей к одному моменту времени.

Коэффициент дисконтирования E₁ с учетом поправки на риск проекта Р вычисляется по формуле

Поправка на риск проекта принята на основании рекомендаций [7] и определяется по данным таблицы 4.

Коэффициент дисконтирования с учетом поправки на риск используется в случае расчета ЧДД с учетом риска. Тогда взамен показателя E в формуле (8) используется показатель E₁.

6.3.10 Результаты, получаемые от экономии затрат (дополнительных затрат) на различных стадиях жизненного цикла объекта в период t после внедрения конструкций из ПКМ, определяются в виде финансовых эффектов (потерь) и вычисляются по формуле

где , - затраты соответственно традиционные и инновационные n-го вида дорожной деятельности (капитальный ремонт, ремонт, содержание), р.

В случае отсутствия дополнительных затрат на устройство конструкций из ПКМ разница затрат рассматривается в виде финансового эффекта.

6.3.11 Сокращение затрат на ежегодное нормативное содержание возможно за счет:

- уменьшения дефектов дорожной конструкции;

- сокращения периодичности выполнения определенного вида работ;

- полного исключения выполнения какого-либо вида работ.

Проект с использованием ПКК может быть принят к реализации, если ЧДД положительный.

6.3.12 Для унификации расчетов при описании показателей социально-экономической эффективности применены обозначения показателей, а также ссылки на исходные данные для их расчета, принятые согласно рекомендациям [8].

6.3.13 Пример расчета оценки эффективности использования конструкций из ПКМ приведен в приложении И.

А.1 Классификация ПКМ определяется:

- по признакам;

- по области их применения, конструкций и изделий из них.

А.2 Классификация ПКМ осуществляется по следующим признакам:

- типу матрицы;

- природе материала армирующего наполнителя;

- типу армирующего наполнителя;

- типу армирования;

- структуре.

Матрица у ПКМ является полимерной.

А.3 По области применения ПКМ подразделяются на используемые при строительстве, ремонте и эксплуатации следующих элементов дорожной инфраструктуры:

- автомобильная дорога (дорожная одежда, земляное полотно и т.д.);

- искусственные дорожные сооружения;

- защитные дорожные сооружения;

- элементы обустройства;

- производственные объекты.

Для каждого признака, по которому классифицируются ПКМ и конструкции и изделия из них, назначена кодировка.

А.4 Классификация и кодировка признаков ПКМ приведены в таблице А.1.

Примечания

1 В случае наличия нескольких материалов армирующего наполнителя характеристики записываются через дробь.

2 При отсутствии данных по типу армирования и структуре допускается их не указывать.

А.5 Классификация и кодировка по области применения ПКМ и конструкций и изделий из них даны в таблице А.2.

Примечание - Для ПКМ, эксплуатируемых в диапазоне температур от -45 °C до 60 °C, кодировка не назначается, свыше 60 °C - дополнительно добавляется обозначение "X", ниже -45 °C - "T".

А.6 Пример обозначения кода вида ПКМ приведен на рисунке А.1.

А.7 Пример обозначения кода по области применения показан на рисунке А.2.

Значения физико-механических характеристик ПКМ со стеклянным армирующим наполнителем (стеклопластиковым) несущих конструктивных элементов мостов [9 - 11] приведены в таблицах Б.1 - Б.6 и контролируются по ГОСТ 33119-2014, ГОСТ 33376-2015.

Примечание - В числителе приведена величина показателя в продольном направлении, в знаменателе - в поперечном.

Примечание - Коэффициент сохранения свойств определяется отношением значения свойства материала до приложения воздействия к значению после окончания приложенного воздействия.

В.1 Полимерные композитные конструкции транспортных сооружений должны быть пригодны для эксплуатации в условиях расчетных температур воздуха, определяемых по СП 131.13330.2018, в холодный период года для наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,98 и в теплый период года с температурой воздуха с обеспеченностью 0,98 в диапазоне температур от -45 °C до 60 °C, в географических районах с сейсмичностью до 9 баллов, зонах влажности от сухой до влажной по СП 50.13330.2012 и степени агрессивности среды не более чем "слабоагрессивная" по СП 28.13330.2017.

В.2 Характеристики огнестойкости и пожарной опасности мостовых конструкций должны обеспечивать безопасную эвакуацию людей, находящихся на мостах и путепроводах.

Предел огнестойкости несущих конструкций должен быть не менее RE 30 по ГОСТ 30247.0-94 и ГОСТ 30247.1-94.

В.3 Значения характеристик пожарной опасности устанавливаются в проектах с учетом положений рекомендаций [12] и должны быть не менее значений, указанных в ГОСТ 33119-2014:

- Г2 по ГОСТ 30244-94 - для горючести;

- В2 по ГОСТ 30402-96 - для воспламеняемости;

- Д2 по ГОСТ 12.1.044-89 - для дымообразующей способности;

- Т2 по ГОСТ 12.1.044-89 - для токсичности продуктов горения.

В.4 Значения температуры хрупкости и максимальной температуры упругой деформации конструкций дорожных сооружений из ПКМ должны находиться за пределами диапазона расчетных температур их эксплуатации на величину не менее 30 °C.

В.5 Поверхности конструкций пролетных строений мостов, пешеходных сходов и настилов из ПКМ должны содержать защитное покрытие, обеспечивающее стойкость к внешним воздействиям (ультрафиолетовое излучение, истирающие воздействия, влажность и др.).

В.6 Отметка верха водоотводного лотка должна быть меньше примыкающей поверхности мостового полотна не менее чем на 1 см, а отметка дна лотка - ниже отметки бровки дорожного полотна не менее чем на 0,5 м [10].

В стенках лотков мостового полотна нижние дренажные отверстия должны располагаться на отметке поверхности гидроизоляции +/- 1 см.

Для секций лотков, выполненных с уклоном днища, указанный уклон должен быть не меньше чем 0,5%.

Перепад отметок днища стыкуемых секций лотков не должен превышать 6 мм [10].

Продольный уклон поверхности лотка водопропускных труб из ПКМ должен находиться в диапазоне значений 0,002 - 0,05. Применение более крутых уклонов допускается при индивидуальном проектировании со специальными мероприятиями гашения скорости потока в трубах и на выходе (например, водобойные колодцы и др.).

В.7 Величина строительного подъема трубы с учетом ее осадки в середине поперечного сечения насыпи Н должна быть не менее:

- 1/80Н при песчаных, галечниковых и гравелистых грунтах основания;

- 1/50Н при глинистых, суглинистых и супесчаных грунтах основания;

- 1/40Н при грунтовых основаниях из песчано-гравелистой (песчано-щебенистой) смеси.

Перпендикулярность торцевой поверхности к продольной оси звена трубы должна быть не более величины, указанной в таблице В.1.

Звенья труб из ПКМ должны сохранять прямолинейность продольной оси, допускается ее отклонение не более 1 мм на 1 пог. м трубы.

Они должны иметь гладкую однородную внутреннюю поверхность без расслоений, раковин, углублений, царапин, неоднородностей и инородных включений за исключением пузырьков газа.

На внутренней поверхности звеньев не должны визуализироваться оголенные полосы стекловолокна.

Допускается наличие на наружной поверхности волнистости, неровностей, наплывов, небольших раковин.

Г.1 В таблицах Г.1 - Г.3 приведены допустимые отклонения от проектных параметров пролетных строений, пешеходных сходов, настилов мостов, лотков.

Примечание - Для коробчатых профилей и плит b - величина свободного свеса пояса, связи или настила; для двутавровых балок - ширина пояса.

Г.2 Овальность звена трубы, определяемая как разность значений диаметра трубы в двух взаимно перпендикулярных направлениях, отнесенная к проектному значению внутреннего диаметра, не должна превышать 1%.

Г.3 Перпендикулярность торцевой поверхности трубы к продольной оси звена должна быть не более величины, указанной в таблице В.1.

Г.4 Отклонения от проектных величин положения и размеров возведенных конструкций мостовых сооружений и водопропускных труб, обнаруженных во время обследований при контрольных промерах и инструментальных съемках, необходимо оценивать с точки зрения влияния на несущую способность и эксплуатационные качества сооружений. При этом следует проверять соблюдение основных габаритных требований, размеров температурных зазоров, назначенных проектом уклонов.

Д.1 Выявление эксплуатационных дефектов (повреждений) ПКК транспортного назначения является обязательной и неотъемлемой частью мероприятий по поддержанию их в работоспособном состоянии.

Д.2 Существует два основных способа выявления эксплуатационных дефектов ПКК - визуальный (визуально-оптический) и инструментальный.

Визуальный способ контроля осуществляется непосредственно органами зрения оператора с применением таких измерительных приборов, как трафарет, линейка, щуп, глубиномер и др. Визуально-оптический способ предусматривает использование оптических приборов: лупы, линз, микроскопов, эндоскопов и телевизионных устройств.

Для нахождения параметров эксплуатационных дефектов ПКК транспортных сооружений наиболее рациональными являются следующие методы измерений параметров дефектов:

- механический неразрушающий метод ударного импульса по ГОСТ 22690-2015 для определения прочности ПКМ;

- механические разрушающие методы испытаний физико-механических свойств ПКМ, в том числе указанных в приложении Б, которые связаны с прямыми испытаниями образцов ПКМ, изъятых из эксплуатируемых конструкций;

- различные виды акустических методов по ГОСТ 20415-82 (в том числе магнитный, вихретоковый, импендансный), применяемых также для определения толщины защитных покрытий с использованием приборов, приведенных в подпункте 4.4.2.5 ГОСТ 33146-2014 для магнитного контроля;

- компьютерная томография по ГОСТ Р 56787-2015;

- радиоскопия по ГОСТ Р 56787-2015;

- ультразвуковой контроль по ГОСТ Р 56542-2015.

Д.3 К современным методам, используемым для диагностики напряженно-деформированного состояния ПКК, следует отнести различные автоматизированные системы измерения, работающие в режиме непрерывной записи показаний.

В частности, компьютерно-измерительные системы применяются для вибродиагностики пролетных строений, осуществляемой с целью определения периода собственных колебаний автодорожных и пешеходных мостов, диапазон которых ограничен (СП 35.13330.2011).

Д.4 Из приведенных в таблице Д.1 методов измерений параметров дефектов наиболее универсальными, охватывающими большинство дефектов конструкций, являются метод компьютерной томографии (рентген) и ультразвуковой метод. Вместе с тем в силу удобства использования акустический и визуально-инструментальные методы также следует применять для диагностики ПКК.

Д.5 На практике для определения дефектов конструкций транспортных сооружений, выполненных из ПКМ, могут быть использованы различные дефектоскопы, описанные в приложении Е.

Д.6 При назначении метода измерений и выборе марки прибора при диагностике технического состояния конкретного элемента ПКК с учетом особенностей его работы следует руководствоваться требованиями, установленными в СП 79.13330.2012, ГОСТ 33146-2014, рекомендациях [14].

Д.7 В таблице Д.2 представлены некоторые виды приборных измерений неразрушающими методами, которые составлены с учетом приложения Б рекомендаций [14].

Д.8 Разрушающие методы определения физико-механических свойств ПКМ путем прямых испытаний образцов, изъятых из эксплуатируемых конструкций, следует применять при оценке технического состояния элементов с целью определения степени их фактического износа и назначения срока остаточной эксплуатации или ремонта.

Е.1 Ультразвуковые дефектоскопы реализуют ультразвуковые методы диагностики ПКМ в соответствии с требованиями ГОСТ Р 56542-2015, которые основаны на регистрации и анализе интенсивности пропускаемого или отражаемого объектом ультразвукового сигнала. Ультразвуковая энергия генерируется короткими импульсами при помощи пьезоэлектрических преобразователей. Используемые частоты, как правило, находятся в диапазоне от 1 до 25 МГц.

Е.2 Импульсные дефектоскопы используют эхометод, теневой и зеркально-теневой методы контроля. Эхометод основан на посылке дефектоскопом в изделие коротких импульсов ультразвуковых колебаний и регистрации интенсивности и времени прихода эхосигналов, отраженных от дефектов. Для контроля изделия датчик дефектоскопа сканирует его поверхность. Метод позволяет обнаруживать поверхностные и глубинные дефекты с различной ориентировкой. При теневом методе ультразвуковые колебания, встретив на своем пути дефект, отражаются обратно в дефектоскоп. О наличии дефекта судят по уменьшению энергии ультразвуковых колебаний или изменению фазы ультразвуковых колебаний, огибающих дефект. Зеркально-теневой метод используют вместо или в дополнение к эхометоду для выявления дефектов, дающих слабое отражение ультразвуковых волн в направлении раздельно-совмещенного преобразователя. Дефекты (например, вертикальные трещины), ориентированные перпендикулярно поверхности, по которой перемещают преобразователь (поверхности ввода), дают очень слабый рассеянный и донный сигналы.

Е.3 Принцип работы импедансных дефектоскопов основан на различии полного механического сопротивления (импеданса) дефектного участка по сравнению с доброкачественным и заключается в измерении импеданса изделия прибором, сканирующим поверхность и возбуждающим в изделии упругие колебания звуковой частоты. Этим методом можно выявлять дефекты в клеевых и других соединениях, между тонкой обшивкой и элементами жесткости или заполнителями в многослойных инфузионных конструкциях.

Е.4 Резонансные дефектоскопы основаны на определении собственных резонансных частот упругих колебаний (частотой 1 - 10 МГц) при возбуждении их в изделии. Этим методом измеряют толщину стенок изделий. При возможности измерения с одной стороны поверхности точность измерения составляет около 1%. Кроме того, этим методом можно выявлять зоны расслоения элемента.

Е.5 Другие методы акустической дефектоскопии:

- акустико-эмиссионный дефектоскоп основан на приеме и анализе волн акустической эмиссии, возникающих в изделии при развитии трещин в процессе его нагружения;

- велосимметрический дефектоскоп базируется на измерении изменения скорости распространения упругих волн в зоне расположения дефектов в многослойных конструкциях, используется для обнаружения зон нарушения сцепления между слоями.

Е.6 Акустико-топографический дефектоскоп основан на возбуждении в контролируемом изделии мощных изгибных колебаний заданной (в первом варианте метода) или непрерывно меняющейся (во втором варианте) частоты с одновременной визуализацией картины колебаний поверхности изделия, например путем нанесения на эту поверхность тонкодисперсного порошка. При достаточно сильных колебаниях поверхности изделия с заданной частотой частицы порошка из мест, не принадлежащих узлам, постепенно смещаются к узлам колебаний, рисуя картину распределения узловых линий на поверхности. Для бездефектного изотропного материала эта картина получается четкой и непрерывной. В зоне дефекта картина меняется: узловые линии искажаются в месте наличия включений, а также на участках, характеризующихся анизотропией механических свойств, или прерываются при наличии расслоения. Если используется второй вариант метода, то при наличии расслоения находящийся над расслоением участок верхнего слоя изделия рассматривается как колеблющаяся, закрепленная по краю диафрагма; в момент резонанса амплитуда ее колебаний резко возрастает, и частицы порошка перемещаются к границам дефектной зоны, очерчивая ее с большой точностью. Работа дефектоскопа ведется на частотах 30 - 200 кГц. Чувствительность метода весьма высокая: в многослойном изделии с толщиной верхнего листа 0,25 мм обнаруживаются дефекты длиной 1 - 1,5 мм. Мертвая зона отсутствует, сканирование не требуется - излучатель прижимается к поверхности изделия в одной точке.

Е.7 Магнитно-порошковые дефектоскопы позволяют контролировать различные по форме детали, внутренние поверхности отверстий, намагничивая отдельные участки или целые изделия циркулярным или продольным полем, создаваемым с помощью набора намагничивающих устройств, питаемых импульсным или постоянным током, или постоянных магнитов. Принцип действия магнитно-порошкового дефектоскопа основан на создании поля рассеяния над дефектами с последующим выявлением их магнитной суспензией. Наибольшая плотность магнитных силовых линий поля рассеяния наблюдается непосредственно над дефектом и уменьшается с удалением от нее. Для обнаружения дефекта на поверхность детали наносят магнитный порошок, взвешенный в воздухе (сухим способом) или в жидкости (мокрым способом). В магнитном поле частицы намагничиваются и соединяются в цепочки. Под действием результирующей силы частицы накапливаются над трещиной, образуя скопление порошка. По этому осаждению - индикаторному рисунку - определяют наличие дефектов.

Е.8 Принцип действия вихретоковых дефектоскопов заключается в возбуждении вихревых токов в локальной зоне контроля и регистрации изменений их электромагнитного поля, обусловленных дефектом и электрофизическими свойствами объекта контроля.

Е.9 Принцип действия электроискровых дефектоскопов основан на электрическом пробое воздушных промежутков между касающимся поверхности изоляционного покрытия щупом, подключенным к одному полюсу источника высокого напряжения, и диагностируемым объектом, подключенным к другому полюсу источника высокого напряжения непосредственно или через грунт при помощи заземлителя.

Е.10 В радиационных дефектоскопах осуществляется облучение объектов рентгеновскими, , и , а также нейтронами. Радиационное изображение дефекта преобразуют в радиографический снимок (радиография), электрический сигнал (радиометрия) или световое изображение на выходном экране радиационно-оптического преобразователя или дефектоскопа (радиационная интроскопия, радиоскопия).

Е.11 Инфракрасные дефектоскопы используют инфракрасные (тепловые) лучи для обнаружения непрозрачных для видимого света включений. Так называемое инфракрасное изображение дефекта получают в проходящем, отраженном или собственном излучении исследуемого изделия.

Е.12 Радиоволновые дефектоскопы основаны на проникающих свойствах радиоволн сантиметрового и миллиметрового диапазонов (микрорадиоволн), позволяют обнаруживать дефекты главным образом на поверхности изделий обычно из неметаллических материалов. Радиодефектоскопия металлических изделий из-за малой проникающей способности микрорадиоволн ограничена. Этим методом определяют дефекты в стальных изделиях, а также измеряют их толщину или диаметр, толщину диэлектрических покрытий и т.д. От генератора, работающего в непрерывном или импульсном режиме, микрорадиоволны через рупорные антенны дефектоскопа проникают в изделие и, пройдя усилитель принятых сигналов, регистрируются приемным устройством.

Е.13 Электронно-оптические дефектоскопы предназначены для дистанционного контроля высоковольтного энергетического оборудования, находящегося под напряжением. В основе метода диагностики лежит определение характеристик коронных и поверхностно-частичных разрядов, а также их зависимостей от величины напряжения и степени загрязнения изоляции.

Е.14 Капиллярный дефектоскоп представляет собой совокупность приборов капиллярного неразрушающего контроля. Методы капиллярной дефектоскопии позволяют обнаруживать невооруженным глазом тонкие поверхностные трещины и другие несплошности материала, образующиеся при изготовлении и эксплуатации деталей машин. Полости поверхностных трещин заполняют специальными индикаторными веществами (пенетрантами), проникающими в них под действием сил капиллярности. Для так называемого люминесцентного метода пенетранты составляют на основе люминофоров (керосин, нориол и др.).

Ж.1.1 Объект - полимерно-композитное пролетное строение в составе надземного пешеходного перехода - выполнен из стеклопластиковых пултрузионных профилей с болтовыми соединениями в узлах. Пролетное строение состоит из двух ферм, объединенных поперечными связями. Стеклопластиковый профильный настил прохожей части, размещенный на нижних поперечных связях в уровне нижних поясов ферм, снабжен износостойким полимерным покрытием.

Ж.1.2 Пролетное строение имеет длину 33,37 м. Габарит прохожей части - 3 м. Ширина прохожей части между внутренними боковыми поверхностями ферм в свету - 3,1 м. Высота перил - 1,1 м. Подмостовой габарит - 5,1 м.

Ж.1.3 Опорные части стальные, тангенциального типа, воспринимающие вертикальные нагрузки, действующие на "отрыв" пролетного строения.

Ж.1.4 Надземный пешеходный переход расположен над автомобильной дорогой категории IБ с расчетной скоростью движения транспортных средств 120 км/ч, в IV дорожно-климатической зоне (СП 34.13330.2012).

Среднегодовой максимум температур составляет 34 °C - 36 °C, минимум -(27 - 31) °C. Наибольшая скорость ветра равна 6,3 м/с, снеговой покров в среднем имеет толщину около 20 см.

Ж.2.1 Значительных дефектов не обнаружено. Дефекты пролетного строения связаны, главным образом, с дефектами свето-, влагозащитного покрытия поверхностей, а также местных отклонений от габарита прохожей части (таблица Ж.1).

Конструктивный коэффициент, полученный по данным испытаний на статическую нагрузку, равен 0,61.

Перечень индексов дефектов:

Б1 - 2 шт.; Б2 - 1 шт.

Д1 - 7 шт.; Д2 - 2 шт.; Д3 - 1 шт.

Г1 - 0; Г2 - 1 шт.

Ж.2.2 Показатель К_Б технического состояния потребительского свойства по безопасности эксплуатации определяется по приложению В методики [1] на основе значения уровня дефектности этого свойства по формуле (3)

По этому приложению устанавливается показатель К_Б = 3 с категорией "удовлетворительная" для потребительского свойства безопасности.

Ж.2.3 Показатель габарита прохожей части путепровода по высоте К_тр не соответствует проектным требованиям, поэтому по приложению Ж методики [1] принимается К_тр = 3.

Ж.2.4 Категория по "грузоподъемности", характеризуемая показателем К_Г, установлена по таблице приложения Г методики [1] с учетом данных статических испытаний и определяется как "хорошее" состояние, т.е. конструкции пролетного строения соответствуют требованиям проектной документации по грузоподъемности для пропуска пешеходов в проектном режиме без ограничений при К_Г = 4.

Ж.2.5 Долговечность характеризуется показателем К_Д и вычисляется по формулам (4), (5).

Расчетные значения параметров дефектности пролетного строения:

1) мостовое полотно:

дефекты: Д1 - 2 шт.; Д2 - 1 шт.; Д3 - 1 шт.

К_Дi = 2 по таблице Д.1 методики [1];

2) пролетное строение (включая деформационные швы и лотки):

дефекты: Д1 - 6 шт.; Д2 - 1 шт.; Д3 - 1 шт.

К_Дi = 2 по таблице Д.1 методики [1].

Показатель средней долговечности .

Показатель минимальной долговечности .

Показатель технического состояния пролетного строения по долговечности К_Д равен 0,5 x (2 + 2) = 2.

Ж.2.6 Безопасность характеризуется показателем К_Б, который определяется по приложению В методики [1] на основании значения параметра дефектности по безопасности B_Б, определяемого по подразделу 7.2 методики [1] и равного 4,63. Показатель К_Б = 4.

Обобщенный показатель технического состояния пролетного строения рассчитывается по формуле

Ж.3.1 Техническое состояние полимерно-композитного пролетного строения пешеходного путепровода в соответствии с таблицей Б.1 приложения Б методики [1] может быть оценено как "неудовлетворительное" со следующими характеристиками:

- долговечность не обеспечена;

- рассматриваемая конструкция имеет малый срок службы;

- элементы могут иметь дефекты, свидетельствующие о наступлении предельного состояния второй группы.

Ж.3.2 Качественные условия соответствия:

- выявленные дефекты имеют определяющую максимальную категорию по долговечности Д3;

- ремонтные мероприятия требуется запланировать в ближайшие пять лет, не дожидаясь следующего планового обследования.

Ж.3.3 Показатель вида ремонтного воздействия равен К_р = 3 в соответствии с таблицей Е.1 приложения Е методики [1]:

- в основных конструкциях пролетного строения имеются дефекты, отнесенные к категории Р3;

- для приведения мостового сооружения в исправное состояние требуется ремонт или капитальный ремонт.

И.1 Для выполнения расчета оценки ПКМ рассмотрены перильные ограждения на мостовом сооружении взамен традиционной конструкции металлических перил.

И.2 Жизненный цикл перильного ограждения, выполненного из ПКМ, принят исходя из расчетного срока службы не менее 50 лет, металлического - 15 - 18 лет.

И.3 Продолжительность расчетного периода принята исходя из межремонтных сроков мостового сооружения: ремонт - 18 лет, капитальный ремонт - 30 лет. Утилизация ограждения из ПКМ происходит на одной из ремонтных стадий. В данном расчете она принята на 48-м году. Таким образом, расчетный срок службы ограждения из ПКМ 48 лет.

И.4 Расчет выполнен на длину перильного ограждения 100 м. Затраты определены в виде сметной стоимости в ценах I квартала 2017 г.

Затраты на строительство металлических перильных ограждений и перильных ограждений из ПКМ составляют соответственно 420,171 и 627,593 тыс. р.

И.5 Замена всех металлических перил предусмотрена при капитальном ремонте и ремонте мостового полотна.

При капитальном ремонте и ремонте перил из ПКМ выполняется их покраска (100%), снятие и установка демонтированного перильного ограждения в момент ремонта мостового полотна.

Работы нормативного содержания металлических перил предусматривают окраску (100%) и замену отдельных участков (4%).

Работы ежегодного нормативного содержания перил из ПКМ состоят из замены отдельных участков ограждения (2%).

И.6 При планово-предупредительном ремонте (ППР) металлических перил производится замена отдельных участков протяженностью 25% каждые шесть лет.

Работы по ППР перил из ПКМ включают замену (1%), выправку (1%) и подкрашивание отдельных участков (5%).

И.7 В расчете учтены затраты на утилизацию перильных ограждений при их замене. Утилизация перил из ПКМ предусмотрена на полигоне. При утилизации металлических перил учтена реализация отходов в виде вторичного металла.

И.8 Ведомость и периодичность выполнения работ на всех стадиях жизненного цикла для двух вариантов перил представлены в таблице И.1.

И.9 Затраты на выполнение работ приведены в таблице И.2. В расчете исключены сопоставимые затраты на всех стадиях производства работ.

И.10 Расчет показателей эффективности представлен в таблице И.3.

И.11 Шаг расчета равен одному году. Норма дисконта E = 9,25 (принята по ключевой ставке Центрального банка Российской Федерации).

Результаты от внедрения перильных ограждений на каждом шаге расчета, определяемые по формуле (10), представлены как разница дорожных затрат после их устройства, начиная с первого года эксплуатации (гр. 3 - 7 таблицы И.3).

И.12 Дополнительные затраты на реализацию внедрения 207,42 тыс. р. Чистый дисконтированный доход от внедрения перил из ПКМ по сравнению с металлическими перилами на протяженности 100 м составил 84,46 тыс. р.