Технологии, рекомендуемые к применению в рамках реализации

Технологии, рекомендуемые к применению
в рамках реализации пилотного проекта
«Инновационная дорога»
Цели и задачи пилотного проекта «Инновационная дорога»
Цель проекта:
развитие рынка инновационной, в том числе нанотехнологической,
продукции в автодорожной отрасли
Задачи проекта:
•
инновационное проектирование, строительство и ввод в эксплуатацию ряда пилотных
участков автодорог с использованием современных инновационных материалов и
технологий;
•
определение на основе опыта эксплуатации пилотных участков автодорог оптимального
типового набора инновационных технологий для серийного применения;
•
внесение изменений в нормативную базу с целью широкомасштабного применения
инновационных технологий при строительстве и реконструкции автомобильных дорог
на законных основаниях.
Объекты проекта:
Автомобильная дорога
федерального значения
Автомобильная дорога
регионального значения
Автомобильная дорога
муниципального значения
Республика Татарстан
Рязанская область
Москва
www.rusnano.com
2
Направления внедрения инновационных решений
• Автомобильные дороги и улицы
• Искусственные сооружения
• Обустройство
• Сервис
www.rusnano.com
3
Инновационные решения
Автомобильные дороги и улицы
Основания и покрытия дорожных одежд, земляное полотно,
строительные конструкции, велосипедные дорожки, тротуары,
парковки
Искусственные сооружения
Мосты, путепроводы, тоннели, пешеходные сооружения,
водопропускные трубы, подпорные стенки, дренажные системы,
поверхностный водоотвод, инженерные системы
Обустройство
Дорожные знаки, дорожная разметка, ограждения, светофоры,
освещение, остановки общественного транспорта, искусственные
неровности, сигнальные элементы, снегозащитные сооружения,
шумозащитные конструкции, противоослепительные экраны
Сервис
Интеллектуальные транспортные системы, метеорологические
системы, автоматизированные системы мониторинга состояния
конструкций, системы связи, пункты санитарного обслуживания,
обслуживание электротранспорта
www.rusnano.com
4
Направления внедрения инновационных решений
Автомобильные дороги и улицы
www.rusnano.com
5
Направления внедрения инновационных решений
(автомобильные дороги и улицы)
Модификаторы дорожного покрытия
Эффект:
• Уменьшение глубины колеи
• Увеличение кол-ва циклов
на разрушение
(на 50% при 20°С,
в 10 раз при -16°С);
• Увеличение межремонтных
сроков на 30…50%
www.rusnano.com
6
Направления внедрения инновационных решений
(автомобильные дороги и улицы)
Фибробетон
Полиакрилонитрильная и углеродная фибра, измельченная для
микродисперсного армирования цементной матрицы бетона
Преимущества:
• Повышение предела прочности при сжатии от 40% - 200%;
• Повышение водостойкости до 50%;
• Улучшение сдвигоустойчивости по коэффициенту внутреннего
трения от 10% - 20%;
• Улучшение сцепления при сдвиге при температуре 50°С до 70%;
• Улучшение предела прочности при растяжении при расколе от
20% - 40%;
• Уменьшение колеяобразования в 2 раза;
• Увеличение межремонтных сроков на 30-50% и сокращение
расходов на ремонт на 40%.
www.rusnano.com
7
Направления внедрения инновационных решений
(автомобильные дороги и улицы)
Геосинтетические материалы
Функции материалов:
www.rusnano.com
8
Направления внедрения инновационных решений
(автомобильные дороги и улицы)
Геотекстильное полотно
Выполняет функцию разделения слоев и позволяет перераспределить напряжение в основании насыпи,
увеличить несущую способность основания, улучшить условия уплотнения земляного полотна.
Также в данном применении материала выполняется функция армирования при проектировании
насыпей из грунта повышенной влажности
Основной эффект:
 Обеспечение надежности и увеличение сроков службы
армогрунтовых конструкций в процессе их эксплуатации,
 Сокращение сроков строительства,
 Уменьшение расходов традиционных строительных
материалов (песка, щебня, гравия),
 Уменьшение объемов земляных работ.
Производится из полиэфира, полиэстера,
либо полипропилена, как из первичного, так
и из вторичного сырья.
Срок службы : 100 лет
Применяется при
температуре от 60оС до плюс
130оС.
www.rusnano.com
9
Направления внедрения инновационных решений
(автомобильные дороги и улицы)
Стабилизация грунтов
Технология основывается на ускорении процесса
«окаменения» грунта за счет добавления в него
специальных катализаторов.
Стабилизационный слой остается «сухим» в течении всего года
Принцип работы системы основан на замещении
ионов в гидратированной оболочке на поверхности
глинистых частиц грунта:
Преимущества:





Распределение и перемешивание добавки
Страница 10
Решение вопросов использования местных
грунтов вместо дорогих и дефицитных
привозных материалов
Ускорение сроков строительства
Снижение стоимости строительства
автодорог различных категорий на 15-25%
Продление сроков службы объектов без
капитального ремонта
Незамедлительное использование
строящихся объектов для движения
автотранспорта
www.rusnano.com
10
Направления внедрения инновационных решений
(автомобильные дороги и улицы)
Технология пропитки асфальтобетонного покрытия
Проблема: Вода разрушает асфальтобетонное покрытие
Битум в составе асфальтобетона теряет
пластичные свойства, через поры и микротрещины
проникает вода, в осенний – весенний период при
переходе через 0° происходит шелушение,
выкрашивание асфальтобетона
Решение:
• Полимерная пропитка предотвращает старение
асфальтобетона и возникновение эрозии.
• На поверхности покрытия и полного отвердения
образуется тонкое покрытие, препятствующее
проникновению воды и газов, защищает от
ультрафиолетового и инфракрасного солнечного
излучения
Свойства и преимущества полимерной пропитки:
• Простота применения
• Быстрое высыхание (движение открывается через 3 часа после применения).
• Уменьшение водонасыщения и пористости на 30-35% по сравнению с необработанным
асфальтобетонным покрытием.
www.rusnano.com
• Стойкость к солевым растворам, кислотам, щелочам, бензинам и маслам.
11
Направления внедрения инновационных решений
(автомобильные дороги и улицы)
Газофибробетон
Традиционная конструкция полотна
Конструкция полотна с газофибробетоном
Общая глубина 5000 мм
Общая глубина 925 мм
Асфальт (125мм)
Болотистая
местность
Болотистая
местность
Газофибробетон
650 мм
Болотистая
местность
Торф
Основание
Шпунтовая сетка
Шпунтовая
сетка
Преимущества газофибробетона:
Грунт
• уменьшение сроков строительных работ (дорога закрывается
чуть больше чем на неделю, тогда как при традиционной
реконструкции на это потребуется 3-4 недели);
• не требует уплотнения или вибрации;
• минимизация воздействия медленнотекущего оттаивания
земляного полотна;
• увеличение срока службы покрытия и снижение затрат на его
обслуживание;
• простота монтажа: возможность укладки в грубо вырытую
траншею или котлован;
• уменьшение объема земляных работ – газофибробетон
заменяет 2-3 толщины гранулированной подосновы;
www.rusnano.com
• не требуется шпунтование и обезвоживание.
12
Направления внедрения инновационных решений
Искусственные сооружения
www.rusnano.com
13
Направления внедрения инновационных решений
(искусственные сооружения)
Преимущества композиционных материалов
Коррозионная стойкость – материал не ржавеет, он невосприимчив к
воздействию ионов соли, химикатов и к щелочной среде бетона;
Малый вес – арматура весит примерно в четыре раза меньше, чем
соразмерная стальная арматура, благодаря этому достигается значительная
экономия при доставке и эксплуатации;
Электромагнитная нейтральность – не содержит металлов, не проводит
магнитные поля, не создает помех для чувствительного оборудования,
например, оборудование для МРТ или электронное оборудование для
проведения испытаний;
Термоизоляция – высокое сопротивление передаче тепла, например, снаружи
внутрь, не проводит электричество. По сравнению с углепластиковой и
арамидной арматурой;
Более рентабельно.
Недостатки
Стекловолокно может впитывать воду, позволяя ей проникать в бетон.
Страница 14
www.rusnano.com
14
Направления внедрения инновационных решений
(искусственные сооружения)
Арматура из композиционных материалов
Материалы арматуры: стеклопластик, базальтопластик, углепластик
Композиты в 3 раза прочнее и
в 4 раза легче изделий из
стали
Прогноз долговечности
на срок > 75 лет
Преимущества:
• Коррозионная стойкость. Высокая долговечность
• Наилучшее соотношение массы и усилия на разрыв. Более легкие прочные
конструкции
• Долговечность в среде бетонов. Щелочестойкость
• Низкая плотность. Сокращение транспортных расходов
www.rusnano.com
15
Направления внедрения инновационных решений
(искусственные сооружения)
Элементы дренажных систем и водоотвода
из композиционных материалов
Крышки колодцев
Ливневые очистные сооружения
Водоотводы
www.rusnano.com
16
Направления внедрения инновационных решений
(искусственные сооружения)
Трубы из композиционных материалов
Области применения:
• питьевое и техническое (горячее и холодное)
водоснабжение;
• канализация и промышленные стоки;
• системы пожарной безопасности;
• дренажные колодцы и трубопроводы;
• системы газоотведения, очистки и вентиляции;
• использование термальных вод;
Характеристики:
• диаметр: 50 мм … 320 мм
температура перекачиваемой среды:
от -70°С до +150°С.
• типы соединений: клеевое, фланцевое,
раструбное
• Опции: огнезащитное покрытие;
внутренний обогрев
Преимущества:
• срок службы не менее 50 лет
• инертность к любым агрессивным средам
• стойкость к химической и электрохимической
коррозии
• высокая прочность и ремонтопригодность
• низкое гидравлическое сопротивление
• возможность использования все многообразие
соединений для различных условий эксплуатации
• быстрый монтаж, в том числе со стандартной
трубопроводной арматурой
• низкие эксплуатационные затраты
• отсутствие отложений на внутренней поверхности
за весь срок эксплуатации
• рабочее давление до 20 МПа
www.rusnano.com
• стоимость композитной трубы существенно
ниже
нержавеющей
17
Направления внедрения инновационных решений
(искусственные сооружения)
Сооружения и конструкции из композиционных материалов
Пешеходный переход
Перильные ограждения
Мост через реку, парковый мост
www.rusnano.com
18
Направления внедрения инновационных решений
(искусственные сооружения)
Система внешнего армирования
Предназначена для ремонта и усиления
строительных конструкций с целью устранения
последствий разрушения бетона и коррозии
арматуры
Преимущества:
• сокращение временных затрат
• отсутствие необходимости привлечения
тяжелой техники
• возможность выполнения работ без остановки
производства или движения транспорта
• увеличение межремонтного периода
• возможность исправления ошибок при
проектировании и строительстве
• не утяжеляет исходную конструкцию
www.rusnano.com
19
Направления внедрения инновационных решений
(искусственные сооружения)
Быстровозводимые модульные парковочные системы
Преимущества:
•
•
•
•
•
Гибкость компоновки;
Низкие трудозатраты на монтаж;
Возможность снижения стоимости модулей за счет унификации;
Низкие эксплуатационные расходы;
Возможность применения современных конструкционных материалов.
www.rusnano.com
20
Направления внедрения инновационных решений
(искусственные сооружения)
RFID-технологии для парковок
Автоматический пропускной пункт ускоряет выезд и въезд на
парковку
RFID антенна производит автоматическое
считывание RFID метки,
документа о предварительной
оплате услуг парковки
Пассивная RFID метка Электронный документ о
предварительной
оплате услуг парковки.
Скоростной автоматический
шлагбаум под управлением
САБРА система после считывания
RFID метки и определением
достаточной суммы на счете
автоматически открывает
шлагбаум
Информационное табло
Предоставляет водителю
актуальную информацию о
наличии свободных мест
Дата, время
Страница 21
www.rusnano.com
21
Направления внедрения инновационных решений
Обустройство
Страница 22
www.rusnano.com
22
Направления внедрения инновационных решений
(обустройство)
Опоры освещения и дорожных знаков
из композиционных материалов
Область применения:
• магистральное освещение
• дорожные знаки
• линии электропередачи и телефонной связи;
• опоры для флагов, рекламные щиты
• внутриквартальное освещение.
Характеристики и преимущества:
• высота: 2,5 … 10 м
• срок службы: более 50 лет
www.rusnano.com
23
Направления внедрения инновационных решений
(обустройство)
Несущие конструкции для информационных щитов
из композиционных материалов
www.rusnano.com
24
Направления внедрения инновационных решений
(обустройство)
Остановки общественного транспорта
Солнечная батарея
Несущие элементы и обшивка
из композиционных материалов
Антивандальная пленка
Система визуализации
Противоскользящее покрытие
на проезжей части и на тротуаре
Защитное покрытие
металлических деталей
Подогрев тротуара
Зарядка электробусов
Светодиодное освещение
с интеллектуальным
управлением
www.rusnano.com
25
Направления внедрения инновационных решений
(обустройство)
Противоаварийные барьеры для остановок общественного транспорта
Проблема: гибель и травмы людей
из-за въездов автомобилей в автобусные
остановки
Решение проблемы: установка конструктивных
элементов, берущих на себя
удар при попытке наезда
транспортного средства на
остановку общественного
транспорта.
www.rusnano.com
26
Направления внедрения инновационных решений
(обустройство)
Светодиодные системы освещения
Преимущества:
•
•
•
•
•
высокий ресурс (50 000 часов);
низкое потребление электроэнергии (в 8 раз меньше ламп накаливания);
экологичность (отсутствие ртути);
спектр излучения близок к дневному;
световая отдача: не менее 80 лм/Вт.
Интеллектуальная система освещением
должна дополнительно снизить
расход электроэнергии на 30%.
www.rusnano.com
27
Направления внедрения инновационных решений
(обустройство)
Система энергонезависимого освещения
www.rusnano.com
28
Направления внедрения инновационных решений
(обустройство)
Плазменные светильники
Устройство
Принцип работы
А. Бесконтактная
кварцевая лампа
Преимущества:
В. Диэлектрический
резонатор
С. Генератор
высоких частот
•
•
•
•
управляемость
длительный срок службы (50 000 часов)
низкое потребление электроэнергии
высокая эффективность (до 82 лм/Вт)
www.rusnano.com
29
Направления внедрения инновационных решений
(обустройство)
Художественная подсветка зданий и сооружений
Система адаптивного смешения цветов RGB
предполагает получение белого цвета свечения
посредством сложения монохроматического
излучения красного, зеленого и синего цветов
(RGB синтез цветов).
Прошивка микроконтроллеров, встроенных в RGB
светильники, позволяет в автоматическом режиме
коррелировать между собой градации уровней
яркости каждого цветового канала.
Преимущества:
• сверх-равномерное цветосмешение
• отсутствие видимых глазу «скачков» между
оттенками
• легкость обеспечения автоматического
управления подсветкой
• дополнительная экономия около 20%
электроэнергии.
www.rusnano.com
30
Направления внедрения инновационных решений
(обустройство)
Система обеспечения бесперебойного питания
Назначение:
резервирование энергоснабжения объектов с
повышенными требованиями к функциональности,
безопасности и надежности: транспортная
инфраструктура, связь и телекоммуникации,
энергетика, медицинские учреждения, предприятия,
коммунального хозяйства
Преимущества:
• возможность установки на малых площадях;
• высокий срок службы (20 лет);
• наличие встроенной системы контроля и
управления аккумуляторными батареями;
• эксплуатация в температурном диапазоне
от -10⁰С до +50⁰С;
• высокая эффективность (93% при загрузке от
30%до 90%);
• высокая энергетическая плотность (в
диапазоне от -10 ºС до +50 ºС);
www.rusnano.com
31
Направления внедрения инновационных решений
(обустройство)
Структурированная дорожная разметка из термоэластопластов
Термопластик - терморазмягчаемый материал в виде сыпучей смеси из
полимерных связующих, минеральных наполнителей, пигментов,
пластификаторов и функциональных добавок, образующей после разогрева,
вымешивания и охлаждения твердое непрозрачное покрытие.
связующие
элементы
кварцевый песок
пигменты
Преимущества:
•
•
•
•
высокий уровень светоотражения;
высокий срок службы (до 4 лет);
шумовой эффект при пересечении шинами
возможность примеси противоскользящей
добавки
• экологически безопасный процесс нанесения
(отсутствуют растворители)
www.rusnano.com
32
Направления внедрения инновационных решений
(обустройство)
Светодиодные маркеры
Основные характеристики светодиодных маркеров:
•
•
•
•
время работы от батареи: 100 час. В режиме мигания, 60 час. В постоянном режиме
видимость: 800 м
источники питания: солнечная батарея, накопительная аккумуляторная батарея
цвет светодиодов: красный, синий, белый, зеленый, желтый, янтарный
www.rusnano.com
33
Направления внедрения инновационных решений
(обустройство)
Шумовые полосы
ТИПЫ ПОЛОС
Термопластик
нагрев до
расплавленного
состояния,
нанесение ручным
или механическим
способом
МЕСТА НАНЕСЕНИЯ ПОЛОС
Линии дорожной разметки
Около 20 м перед пешеходным
переходом по всей ширине дороги и
перед оставновками транспорта на 2-х
ближайших к остановке полосах
Фрезерование
асфальтобетонного
покрытия
Под продольной сплошной линией
разметки перед пешеходными
переходами, перед остановками
общественного транспорта
www.rusnano.com
34
Направления внедрения инновационных решений
(обустройство)
Защитные газотермические покрытия
Объекты для защитных покрытий: малые архитектурные формы
Преимущества металлизированных защитных
покрытий:
• длительный срок защиты (до 50 лет)
• возможность нанесения защитных покрытий на
геометрически сложные поверхности
• возможность нанесения защитных покрытий
в «полевых» условиях
www.rusnano.com
35
Направления внедрения инновационных решений
(обустройство)
Система подогрева элементов городской инфраструктуры
Объекты подогрева:
• тротуары
• надземные пешеходные
переходы
• автобусные остановки
• пандусы и ступени подземных
пешеходных переходов
Типы систем подогрева
Электрическая
Жидкостная
www.rusnano.com
36
Направления внедрения инновационных решений
(обустройство)
Пандусы и сходы из композиционных материалов с подогревом
для людей с ограниченными физическими возможностями
Преимущества
• срок службы не менее 50 лет
• тактильная маркировка для людей с ограниченными возможностями
• отсутствие необходимости в использовании новых площадей, вписывание пандусов
в действующие подземные переходы
• минимизация затрат на перенос коммуникаций
• снижение затрат на обогрев
• возможность модульной замены обогреваемых панелей
• существенное снижение эксплуатационных затрат
• минимальные сроки монтажа
www.rusnano.com
• снижения вредного воздействия на экологию
37
Направления внедрения инновационных решений
(обустройство)
Антипирены
Назначение: предотвращение воспламенение и горение
Замедлители горения
• гидроксиды металлов (алюминий, магний)
• фосфорсодержащие вещества
• галогенсодержащие вещества
Объекты применения антипиренов
• элементы инфраструктуры из композиционных материалов
• деревянные изделия
• пластиковые детали
Теплостойкость изделий с антипиреном: 230°С … 3200°С
www.rusnano.com
38
Направления внедрения инновационных решений
(обустройство)
Система удаления сосулек с крыш зданий
Проблема:
Решение: установка системы удаления сосулек
с электроподогревом
с вибротросом
www.rusnano.com
39
Направления внедрения инновационных решений
(обустройство)
Бактерицидные
Краски
С эффектом Лотоса
Краска содержит частицы
серебра
Низкая смачиваемость
поверхности
Особенности:
• уничтожение возбудителей:
вирусных заболеваний
(ГРИПП, гепатит, туберкулез);
• инфекционных заболеваний
(стафиллокок, синегнойная и
кишечная палочки,
сальмонеллез и др.)
• плесневых грибков.
• антимикробные свойства
сохраняются не менее 1 года
• окрашенные поверхности не
требуют частой влажно уборки
• не нужны дезинфицирующие
растворы
Особенности:
• долгий срок службы
• высокая устойчивость
к щелочам
• эффективна даже
при нанесении
на сырые субстраты
не липнет при высыхании
Места применения:
• вестибюли метрополитена
• места скопления людей
Краска наносится на
абсорбент, пористые
носители и минеральные
конструкционные материалы
Места применения:
• фасады зданий и
сооружений
• малые архитектурные
формы
Фотокаталитические
Фотокаталитические
пигменты при освещении
«втягивают» из воздуха
вредные вещества, запахи и
бактерии. Остальные
составляющие краски
расщепляют «втянутые»
загрязнители и микробы
на хлор, озон, углерод и т.д.
Особенности:
• наличие эффекта
самоочищения
• бактерицидные свойства
• долговечность
Места применения:
• Фасады зданий и
www.rusnano.com
сооружений
в местах
скопления людей
40
Направления внедрения инновационных решений
(обустройство)
Мусорные контейнеры для различных видов отходов
Сортировка мусора на ранней стадии позволит:
• более рационально использовать ресурсы
• улучшит экологическую обстановку
• создаст цивилизованную отрасль переработки отходов
повысит культуру быта и самоуважение граждан.
Решение: внедрение отдельных контейнеров для различных видов отходов
www.rusnano.com
41
Направления внедрения инновационных решений
(обустройство)
Пиростикеры
Назначение: ликвидация пожара на стадии его возникновения
Места установки
пиростикеров
Электрический щит
Принцип действия
При нагреве микрокапсулы со специальным тушащим
веществом разрываются, выпрыскивая данное вещество на
очаг возгорания.
Розетка
Основные характеристики пиростикеров
•
•
•
•
компактность
малая масса (порядка 10 г)
защищаемый объем: до 15 л
температура срабатывания: 120⁰С
www.rusnano.com
42
Направления внедрения инновационных решений
Сервис
Страница 43
www.rusnano.com
43
Направления внедрения инновационных решений
(сервис)
Энергонезависимые паркоматы
www.rusnano.com
44
Направления внедрения инновационных решений
(сервис)
Интеллектуальная транспортная система
Опции системы
• автоматическое управление трафиком в квартале;
• система информирования водителей о дорожной ситуации;
• фиксация нарушений ПДД;
• предупреждение водителя об ограничениях и опасных ситуациях, включая сложные
метеоусловия;
• информирование участников дорожного движения о трафике;
• автоматизированная борьба с гололедом;
• экстренное реагирование на внештатные ситуации;
• диагностика состояния автодорожной инфраструктуры …
www.rusnano.com
45
Направления внедрения инновационных решений
(сервис)
Зарядные станции для электромобилей
Станции для легковых электромобилей и LCV
Зарядные станции для электробусов
Характеристики:
• Режимы зарядки:
Mode1/Mode3 по IEC 62196,
61851
• входной ток: 32…64А
• частота тока: 50 Гц
• входное напряжение: 380 В
• кол-во фаз: 3
• система управления:
удаленная через GPRS и/или
RS485 и/или Ethernet
• идентификация пользователя
по RFID-карте
• вандалоустойчивость
Характеристики:
• Режимы зарядки: Mode4 по
IEC 62196, 61851
• входной ток: 125…250 А
• частота тока: 50 Гц
• входное напряжение: 380 В
• кол-во фаз: 3
• система управления:
удаленная через GPRS и/или
RS485 и/или Ethernet
www.rusnano.com
46
Спасибо за внимание!
Страница 47
www.rusnano.com
47