Технологии зимнего содержания дорог: освещение; противогололедные материалы; дорожные метеослужбы
Повышенная аварийность в зимних условиях налагает на дорожные службы особую ответственность за состояние дорог. В отчете показано, что повышенные расходы на освещение дорог зимой и заблаговременную их обработку антигололедными реагентами в соответствии с данными метеослужбы приносят экономическую выгоду от сокращения случаев ДТП.
Аналитический обзор «Технологии зимнего содержания дорог: освещение; противогололедные материалы; дорожные метеослужбы
СОДЕРЖАНИЕ:
1. Освещение дорог. Последствия недостаточного освещения дорог, экономическая выгода от освещения дорог.
2. Борьба с зимней скользкостью. Использование песка, соли и современных противогололедных материалов.
3. Метеопрогноз как неотъемлимая часть зимнего содержания дорог
4. Опыт Москвы, как наиболее прогрессивного города РФ в части уборки и содержании зимних дорог.
Используемая литература.
1. Освещение дорог. Последствия недостаточного освещения дорог, экономическая выгода от освещения дорог.
Неудовлетворительное состояние зимних дорог негативно сказывается на статистике ДТП. Одним из опасных факторов, резко увеличивающих возможность оказаться в дорожно-транспортном происшествии, является недостаточное освещение. В темноте (особенно в зимний период, когда темное время суток сильно растянуто) все группы участников движения, но особенно молодые водители и пешеходы, оказываются в зоне риска. По данным ряда европейских исследований, для названных категорий риск повышается в 2-3 раза.
Около 35% ДТП в странах Европы происходит в темное время суток. Эта цифра распространяется на ДТП как за пределами населенных пунктов, так и в их пределах. В темное время суток происходит больше всего ДТП с участием пешеходов и ДТП, связанных со съездом автомобиля с дороги.
Полноценное освещение дорог снижает количество смертельных исходов примерно на 65%, количество ДТП с травматизмом - на 30% и материальный ущерб от ДТП - на 15%. Эти результаты весьма надежны, так как они получены в результате нескольких исследований, проводившихся в течение длительного времени во многих европейских странах. Наиболее сильное влияние освещение дорог оказывает на количество ДТП с участием пешеходов в темное время суток (снижение риска примерно на 50%). При этом устройство освещения дорог оказывает одинаково положительное влияние на аварийность в самых разных условиях, как на автомагистралях, так в населенных пунктах и сельской местности.
Существенным фактом является то, как именно устроено освещение того или иного участка дороги. Например, увеличение уровня освещенности в два раза по сравнению с ранее существовавшим уровнем оказывает незначительное влияние на снижение количества ДТП – улучшение всего на 5%. Кроме того, этот результат статистически ненадежен, поскольку укладывается в нормы погрешности. Интересно, что обратный процесс, а именно сокращение освещенности дорог на половину, приводит к тому, что количество ДТП в темное время суток увеличивается уже на 15-20%!
Когда уровень освещенности увеличивается в 2-5 раз от первоначального уровня, количество ДТП в темное время суток сокращается уже на 10%. Однако, когда уровень освещенности увеличивается более, чем в 5 раз от первоначального уровня, то количество ДТП со смертельным исходом и травматизмом снижается уже на 30%. Тем самым снижение количества ДТП напрямую связано с тем, насколько сильно освещение было увеличено.
Расчеты европейских коллег показывает, что освещение дорог дает значительный социально-экономический эффект на всех дорогах, за исключением загородных дорог с небольшой интенсивностью движения.
При этом затраты на освещение дорог дают явную экономическую выгоду. Уровень окупаемости наступает уже при 15-процентном сокращении количества ДТП связанных с травматизмом и 10-процентном сокращении ДТП повлекших материальный ущерб. В качестве примера, можно привести данные по североевропейским странам, где 500 тыс. евро вложенных в улучшение освещенности дорог в итоге дают эффект на 1 млн. евро.
Выгода от вложений в освещение одного километра дорог, связанная с
сокращением ДТП, повлекших материальный ущерб и ущерб жизни и здоровью в
странах северной Европы*
Тип дороги
выгода, млн. евро
затраты, млн. евро
Магистраль класса А
1,44
0,88
Магистраль класса Б
0,75
0,75
Загородная магистраль
0,28
0,56
Магистраль в населенном пункте
1,3
0,69
*По данным Межрегионального Общественного Центра «За безопасность российских дорог»
2. Борьба с зимней скользскостью. Использование песка, соли и современных противогололедных материалов.
В странах Европы и США, где в зимний период достаточно часты переходы через ноль и движение транспорта резко затрудняется, дорожники в основном перешли на химический способ борьбы со скользкостью. Там применяют химические реагенты без добавления соли и песка.
Однако в России по мнению экспертов дорожных организаций температурный режим еще более жесток и это отражается на всех этапах от строительства до эксплуатации. Еще до того, как дорога будет построена в нее закладываются трудности последующего содержания. «Есть более десятка факторов, пагубно влияющих на дорожное покрытие, но в в первую очередь, это большое количество переходов через ноль градусов — из тепла в холод. При плюсовой температуре снег тает, затекает в поры и трещины, а когда температура опускается, вода замерзает, увеличивается в объеме и разрушает асфальт. «В этом мы лидеры,— говорит заместитель генерального директора Российского дорожного научно-исследовательского института «РосдорНИИ» Александр Стрижевский. — Есть места с похожим климатом, Канада, скандинавские страны, но такого количества переходов через ноль нет нигде». Еще одна проблема — использование неподходящего битума при производстве асфальтобетонной смеси. Специального дорожного битума в стране не хватает. Добавляют обычный, который принципиально отличается от дорожного. Из-за этого даже асфальт, положенный по западным технологиям, живет у нас в несколько раз меньше, чем за границей. Если там полотно без ремонта cлужит 15-20 лет, то положенное по такой же технологии у нас прослужит от силы пять лет».
Однако зимой более пагубное влияние на повышение аварийности оказывает не состав асфальта, а качество материалов для его обработки от снега и льда. Песок и сухие песко-соляные смеси практически не находят применения в странах Европы из-за значительного увеличения (по сравнению с химическими реагентами) объема вывозимых на дороги материалов, влекущего за собой увеличение потребности в машинах и оборудовании, горюче-смазочных материалах, людских ресурсах, а также в связи со слабой эффективностью этих материалов в части увеличения сцепных качеств.
В то же время в этих странах ежегодно растет количество используемых современных противогололедных химических материалов. В США - с 1975 по 2005 годы - расход хлористых солей возрос с 6,5 млн т до 9,5 млн т; в Польше расход вырос в 2 раза и достиг почти 500 тыс. т. Расход чистых хлоридов в Германии и Англии достигает 1,5 млн т в год, а в Финляндии и Швеции 400—500 тыс. т. В России же расход хлоридов составляет не более 400 тыс. т, большая часть которых используется в Москве.
Зависимость уровня ежегодных расходов на обслуживание 1 км дороги от уровня риска возникновения ДТП в Норвегии
Тип дороги
Уровень риска ДТП
Ежегодные расходы на обслуживание
Магистраль класса А
0,07
20 000
Магистраль класса Б
0,1
15 000
Загородная дорога
0,2
10 000
*По данным Межрегионального Общественного Центра «За безопасность российских дорог»
В российских городах, кроме Москвы, дорожные службы используют главным образом песок и соль. При этом следует отметить, что таким способом мы боремся с уже имеющимся гололедом, а за рубежом применяется профилактический метод, работа с прогнозируемым событием. Насколько это выгодно можно судить по таким данным: для «борьбы» необходимо 30—40 грамм чистых хлоридов на кв. метр дороги, а для профилактики — 5—15 грамм на кв. м.
Эффективность борьбы с гололедом с помощью песка, не смотря кажущуюся дешевизну названного материала, является довольно затратной. Поскольку песок дает эффект в короткий промежуток времени, что влечет а собой его наибольший расход. В исследовании Дорожной администрации Финляндии, показано, что посыпка песком приводит к увеличению коэффициента сцепления на 0,1 с исходной точки 0,2-0,3. Средняя скорость после обработки увеличивается на 2,4 км/ч. Тормозной путь сокращается примерно на 8 м (примерно 10% уменьшения). Однако, уже после прохождения 300 автомобилей большая часть песка оказывается сметенной с проезжей части дороги. Это свидетельствует о том, что использование песка малоэффективно, особенно на дорогах с интенсивным движением.
Еще одна российская особенность в том, что в большинстве регионов России отсутствуют пески, удовлетворяющие нормативным «Требованиям к противогололедным материалам». Вместо них применяют мелкие пески (модуль крупности менее 2), которые в незначительной степени улучшают сцепные качества покрытий, зато способствуют повышению загрязнения окружающей среды, ускорению заиливания водопропускных и дренажных сооружений, вызывая дополнительные расходы на восстановление их работоспособности.
Прогрессивным шагом в борьбе с гололедом является переход на жидкий соляной раствор. Средней скоростью для распределения соли считается 40—45 км/ч, а соляного раствора — 40—60 км/ч. На большинстве распределительных установок ширина обработки раствором составляет 3—8 метров, т.е. всю дорогу можно обработать за один проход, что опять же говорит в пользу отказа от песка.
Идея перехода на новые материалы возникла в недрах отечественных дорожных служб еще в 1974 году, когда были предприняты попытки использования чистых хлоридов и рассолов для борьбы с гололедом. Но в то время возникали труднопреодолимые препятствия, технического характера. Отечественные распределители традиционно конструировались для песко-соляных смесей с нормой посыпки 250—500 грамм на кв. м.
Чем же закончились эксперименты по переводу дорожных служб на новый способ борьбы со скользкостью, в частности, в Тульской, Липецкой, Воронежской и Ростовской областях? В ходе этого эксперимента дорожники столкнулись с тремя проблемами. Первая — убедить самих себя, что работа с песком это техническая отсталость. Вторая — понять, что рассыпая 20-30 г соли, которой практически не видно на покрытии, можно достичь такого же эффекта, как и засыпая почти всю поверхность песко-соляной смесью. Третья – непонимание, что можно рассыпать дорогостоящий противогололедный материал в целях профилактики гололеда, когда на покрытии еще нет ни снега, ни льда. Четвертая — сопротивление представителей ГИБДД, которых трудно убедить, что дорожники борются с гололедом, если на дороге отсутствует знакомый всем песок, а присутствуют 20—30 г соли, которые для них кажутся мифом. Именно поэтому эксплуатационные предприятия, на всякий случай заготавливали песок в объеме, сопоставимом с предыдущей зимой, чтобы по любой жалобе его использовать. Только избавившись от этих проблем, мы получим настоящую полноценную систему современной зимней эксплуатации автомобильных дорог.
Расчетная экономия средств, выделяемых на содержание дорог от уменьшения использования песка, сокращения транспортных расходов и высвобождения техники, достигает 475 млн руб. в год, а сокращение социально-экономического ущерба от ДТП превышает 1 млрд руб.
3. Метеопрогноз как неотъемлемая часть зимнего содержании дорог
Поскольку обработку дорог прогрессивными материалами целесообразно начинать за несколько часов до возможного обледенения дороги, необходим точный метеорологический прогноз. Однако, даже, если при ошибочном прогнозе обработка окажется напрасной, это не сильно увеличит общий расход, к тому же оставшийся на дороге реагент отдалит наступление следующей скользкости.
На сети дорог подрядной территории могут быть особые места, например мосты, скользкость на которых зависит от погоды и времени суток. О них дорожная метеосистема не предупреждает. Эти места необходимо проверять всегда, когда существует возможность появления скользкости.
Быстрые изменения погодных условий нередко бросают вызов специалистам подрядных организаций, работающим на содержании дорог. Изменения температуры в районе нулевой отметки происходят в течение всей зимы. Поэтому для борьбы со скользкостью на дорогах Финляндии чаще всего используются методики предупреждения и снижения рисков замерзания поверхности дороги. Правильный выбор момента обработки поверхности дороги позволяет сократить объемы противогололедных материалов и, следовательно, свести к минимуму отрицательные воздействия на окружающую среду. Для этого необходимо уметь как можно точнее определять продолжительность и время окончания снегопада.
На примере Финляндии можно проследить, как развивалась дорожная метеослужба и какие функции она выполняла. В конце 1960-х годов в Финляндии началось развитие дорожной метеослужбы. В течение первого десятилетия было организовано распространение прогнозов национальной метеорологической службы для дорожных управлений. Прогнозы поступали один раз в сутки по будним дням. В список прогнозируемых параметров входили сведения о ветре, температуре и об осадках. Текст прогноза пересылали по телексу-передатчику на приемники дорожных управлений, в таком виде они и использовались дорожными мастерами. В 1970-х годах Министерство транспорта, Метеорологическая служба и Дорожная администрация стали сотрудничать в деле создания дорожной метеослужбы. В 1980-х годах создание службы было закончено, и началось ее успешное использование.
Метеорологические прогнозы для дорожной отрасли составлялись с учетом требований в дополнительной информации, крайне необходимой для зимнего содержания дорог. Среди показателей — интенсивность или сумма осадков, сроки выпадения осадков, уточненный прогноз температуры по отдельным территориям. Прогнозы передавались в виде записи на магнитофонную ленту автоответчиков дорожных служб.
В конце 1990-х годов наступило время мощных компьютеров, различных прикладных программ и дополнительных устройств. А с появлением Интернета открылись еще большие возможности. При составлении прогнозов стали с успехом применяться точные математические модели региональных и местных изменений в атмосфере. Кроме того, были разработаны и специальные прогнозные модели для дорожной отрасли. Появились методики точного расчета и прогноза изменений состояния дорожного покрытия и метеоусловий на дорогах. Прогнозы стали передаваться дорожникам в удобном формате — в виде текстов, графиков, таблиц и наглядных изображений. В начале XXI века информация о погоде распространяется с использованием новейших технических средств в виде анимационных картинок.
На сегодняшний день прибыль, полученная от использования сети финских метеостанции, по самым минимальным оценкам, в пять раз превысила сумму затрат, которые были использованы на их создание.
В конце 1980-х годов началось регулярное распространение информации о погодных условиях на дорогах Финляндии среди автовладельцев. Прежде всего, использовались возможности коммерческих радиостанций, осуществляющих открытое вещание в Финляндии. Ведущие радиостанции имели на своих пультах точно такую же информацию, которую использовали дорожные мастера.
В 1990-х при создании собственных Интернет-ресурсов Дорожная администрация сразу же уделила внимание информации о погодных условиях. Кроме того, в систему были включены и изображения с видеокамер, установленных на международных автомобильных пунктах пропуска. Теперь с помощью камер водители автомобилей не только следят за очередями на границе, но и фиксируют изменения погодных условий. Развитие возможностей Интернета позволило передавать метеоинформацию и параметры транспортных потоков в режиме реального времени. Постепенно популярность сайтов дорожников возрастала. Довольно быстро количество посещений достигло ста тысяч в месяц. Эта тенденция сохраняется и в настоящее время.
Среди интересующих водителей данных, сведения о температуре воздуха и поверхности дороги, параметры атмосферных осадков, а также общая характеристика метеорологической обстановки на дороге по специально разработанной шкале.
Обращение водителей к информации от дорожных служб важно, поскольку разница между показателями температуры воздуха и поверхности дороги может быть очень большой. Например, температура поверхности дороги может быть на восемь градусов ниже, чем температура воздуха на высоте два метра и на 3—4 градуса ниже, чем указывает датчик температуры, расположенный на автомобиле. Вы думаете, что на улице плюс 2, а температура поверхности дороги может быть отрицательной и покрытие очень скользким.
Кроме того, атмосферная облачность может быстро разрушаться на сравнительно небольшой территории, вызывая замерзание отдельных участков дороги, при этом дорожное покрытие на соседних территориях будет влажным. Финские сведения о температуре являются очень точными и репрезентативными.
В настоящее время Дорожная администрация ведет исследования, связанные с установкой новых датчиков погодных условий на дорогах. Использование этих датчиков, возможно, позволит изменить категории или классификацию описания дорожных метеоусловий, а также уточнит важный параметр — коэффициент сцепления/трения. Если датчики покажут себя надежными в эксплуатации, то специалисты-дорожники получат новый инструмент необходимый для более безопасного содержания дорог. Новую, более точную информацию будут получать и водители автомобилей.
В 2006 году в Финляндии началась реализация проекта «VARO» (на русский «varo» можно перевести «Будь осторожен!»). Его задача — оказание новых видов услуг профессиональным водителям большегрузных автомобилей в сфере передачи информации. В ходе реализации проекта водители смогут получать необходимые сведения о погодных условиях на всем маршруте движения.
4. Опыт Москвы, как наиболее прогрессивного города РФ в части уборки и содержании зимних дорог
Уборка московских улиц в зимний период происходит в соответствии с инструкцией, утвержденной руководителем департамента жилищно-коммунального хозяйства и благоустройства столицы. Процесс уборки происходит с использованием современных материалов и нацелен на профилактику обледенения.
В случае получения от метеорологической службы города заблаговременного предупреждения об угрозе возникновения гололеда производится сплошная профилактическая обработка проезжей части жидким противогололедным реагентом. Чтобы не препятствовать интенсивному городскому движению превентивную обработку по возможности проводят до 6 утра.
В каждом ДЭУ (дорожно-эксплуатационном управлении Москвы) есть перечень участков улиц, требующих первоочередной обработки противогололедными реагентами, согласованный с обслуживающим подразделением Управления ГИБДД ГУВД столицы. При получении от метеорологической службы города предупреждения о снегопаде, до начала выпадения осадков начинается первоочередная обработка жидким противогололедным реагентом наиболее опасных для движения транспорта участков (крутых спусков и подъемов, мостов, эстакад, тоннелей, площадок торможения и т.д.).
Протяженность обрабатываемых в первую очередь зон торможения перед перекрестками, наземными пешеходными переходами, постами ДПС устанавливается не менее 150 м (для дорог с максимально допустимой скоростью движения до 60 км/ч), и не менее 200 м (для дорог с максимально допустимой скоростью движения более 60 км/ч).
При температурах воздуха ниже -15°С особо опасные для движения транспорта участки улиц (тормозные площадки на перекрестках, у остановок общественного транспорта; крутые спуски, подъемы и другие) дополнительно обрабатываются гранитным щебнем фракции 2-5 мм.
При снегопадах, образующих покров до 2 см, обработка проезжей части жидким противогололедным реагентом производится до начала снегопада и после каждого цикла механизированного подметания проезжей части. Уборку начинают с крайней правой полосы движения, по которой проходят маршруты движения городского пассажирского транспорта.
Время, необходимое для сплошной превентивной противогололедной обработки в Москве не должно превышать 3-х часов с начала технологического цикла обработки, а для МКАД (включая развязки), и основных магистралей, определенных регламентом, при условии обеспечения прохода колонны уборочной техники - не более 1 часа.
Современные противогололедные реагенты, используемые в Москве, перемешанные с выпавшим снегом колесами движущегося транспорта, в течение определенного времени (до 3 часов) сохраняют на дороге снежную массу в рыхлом состоянии и препятствуют ее прикатыванию к поверхности дорожного покрытия. При выполнении механизированного подметания обработанный реагентами слой снега беспрепятственно удаляется с проезжей части плугами и щетками уборочных машин. Механизированная уборка проезжей части должна начинаться при высоте рыхлой снежной массы на дорожном полотне 2,5-3,0 см, что соответствует 5 см свежевыпавшего неуплотненного снега. При длительных снегопадах циклы механизированной уборки проезжей части должны осуществляться после выпадения каждых 5 см свежевыпавшего (неуплотненного колесами машин) снега.
При непрекращающемся снегопаде каждым ДЭУ в течение суток должно быть выполнено не менее 3-х полных технологических циклов «посыпка-подметание». При этом должна быть обеспечена постоянная работа уборочных машин на улицах города с кратковременными (не более 1-го одного часа) техническими перерывами.
Не смотря на то, что данную инструкцию по уборке зимних улиц столицы дорожные службы не всегда соблюдают, она остается одной из наиболее современных и прогрессивных в Российской Федерации и должна служить прекрасным примером для работы ДЭУ в других регионах, где профилактика еще не стала ключевым словом для дорожников.
Начальник Управления эксплуатации и сохранности автомобильных дорог Росавтодора Сергей Костин.
«Необходимые критерии обслуживания автомобильных дорог зимой устанавливаются ведомственными нормативными документами, учитывающими необходимость обеспечения беспрепятственного и безопасного движения транспортных средств, а также сохранности элементов автомобильных дорог. Как показывает практика ежемесячных проверок, охватывающих всю сеть федеральных дорог, протяженность участков, не соответствующих установленным критериям, составляет 5-7% от общей протяженности. Хотя процент и невелик, но, учитывая, что эти случаи могут стать причиной увеличения количества ДТП на 20-30%, наряду с санкциями принимаются безотлагательные меры по устранению недостатков.
Идеальное обслуживание дорог зимой в российском климате - это своевременная очистка дорог от снежных отложений, проведение комплекса мер по борьбе со скользкостью на покрытии (борьба с гололедом) - обработка участков покрытия противогололедными материалами с последующей очисткой. При этом обработка противогололедными реагентами производится как для ликвидации уже образовавшегося гололеда, так и для предупреждения образования гололеда, прогнозируемого на основе данных дорожных метеосистем. Учитывая, что эти работы невозможно завершить одномоментно на всем протяжении дорог, устанавливаются директивные сроки их проведения на основных дорогах - 2-4 часа с момента окончания снегопада или образования гололеда».
Литература:
1. Временная инструкция по технологии зимней уборки проезжей части магистралей, улиц, проездов и площадей (объектов дорожного хозяйства) с применением противогололедных материалов и гранитного щебня фракции 2-5 мм (на зимний период 2006-2007 и 2007-2008 гг.)
2. ГОСТ Р 50597-93
3. «Основные направления деятельности в области обеспечения безопасности дорожного движения». Справочник МАДИ
4. Цикл статей в журнале «Автомобильные дороги»
5. Schreuder, 1993 (Нидерланды).
6. Uschkamp, Hecker, Thasler og Breuer, 1993 (Германия).
