Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ

Купить Обзорная информация — официальный бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Официально распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль".

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

В обзорной информации рассматриваются процессы формирования загрязнения придорожной полосы в зимний период; анализируется влияние состояния дорожного покрытия и различных стратегий производства работ по зимнему содержанию на уровень загрязнения окружающей среды выбросами транспортных средств и противогололедными материалами (ПГМ); дается анализ используемых в различных странах методов борьбы с зимней скользкостью и норм распределения противогололедных материалов с позиций их влияния на окружающую среду; приводится методика оценки экологической безопасности различных технологий борьбы с зимней скользкостью на основе специализированного метеорологического обеспечения дорожных организаций.

Сообщается о зарубежном опыте решения экологических проблем при содержании дорог, в основе которого лежит совершенствование оперативного управления зимним содержанием дорог, оптимизация норм распределения ПГМ, профилактика образования снежно-ледяных отложений на дорожном покрытии, уменьшение времени нахождения покрытия в условиях зимней скользкости; освещаются вопросы экологического мониторинга дорог.

Оглавление

1. ВВЕДЕНИЕ
2. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИДОРОЖНЫХ ТЕРРИТОРИЙ В ЗИМНИЙ ПЕРИОД
2.1. Современные требования к уровню содержания дорог и их влияние на экологическое состояние придорожных территорий
2.2. Воздействие выбросов транспортных средств на окружающую среду и здоровье человека
2.3. Формирование загрязнения придорожных территорий под воздействием погодно-климатических факторов
2.4. Влияние дорожных и транспортных условий на загрязнение придорожных территорий
2.5. Методы и технологии борьбы с зимней скользкостью на автомобильных дорогах
2.6. Нормы распределения противогололедных материалов
2.7. Вредное воздействие хлоридов на окружающую среду
3. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИДОРОЖНОЙ ПОЛОСЫ В ЗИМНИЙ ПЕРИОД
3.1. Методы расчета концентраций вредных примесей в атмосфере
3.2. Расчеты скорости движения транспортных потоков при различных состояниях дорожного покрытия в зимний период
3.3. Возможные схемы организации работ по зимнему содержанию дорог с использованием химического метода борьбы с зимней скользкостью и их экологическая оценки
3.4. Результаты расчета количества хлоридов, необходимых для зимнего содержания дорог при различных схемах организации работ
3.5. Оценка уровня выбросов транспортных средств при различных схемах организации зимнего содержания дорог
3.6. Оценка экономической эффективности и экологической безопасности различных схем организации работ по зимнему содержанию дорог
4. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В РЕШЕНИИ ПРОБЛЕМ ОХРАНЫ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ ПРИ ЗИМНЕМ СОДЕРЖАНИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
4.1. Экологические показатели в системе управления содержанием автомобильных дорог
4.2. Специализированное метеорологическое обеспечение зимнего содержания дорог
4.3. Экологический мониторинг придорожных территорий
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Показать даты введения Admin

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЛУЖБА ДОРОЖНОГО ХОЗЯЙСТВА
МИНИСТЕРСТВА ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР ПО АВТОМОБИЛЬНЫМ ДОРОГАМ

Автомобильные дороги и мосты

Экология зимнего содержания автомобильных дорог
автомобильных дорог

Обзорная информация

Выпуск 3-2003

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ

2. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИДОРОЖНЫХ ТЕРРИТОРИЙ В ЗИМНИЙ ПЕРИОД

2.1. Современные требования к уровню содержания дорог и их влияние на экологическое состояние придорожных территорий

2.2. Воздействие выбросов транспортных средств на окружающую среду и здоровье человека

2.3. Формирование загрязнения придорожных территорий под воздействием погодно-климатических факторов

2.4. Влияние дорожных и транспортных условий на загрязнение придорожных территорий

2.5. Методы и технологии борьбы с зимней скользкостью на автомобильных дорогах

2.6. Нормы распределения противогололедных материалов

2.7. Вредное воздействие хлоридов на окружающую среду

3. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИДОРОЖНОЙ ПОЛОСЫ В ЗИМНИЙ ПЕРИОД

3.1. Методы расчета концентраций вредных примесей в атмосфере

3.2. Расчеты скорости движения транспортных потоков при различных состояниях дорожного покрытия в зимний период

3.3. Возможные схемы организации работ по зимнему содержанию дорог с использованием химического метода борьбы с зимней скользкостью и их экологическая оценки

3.4. Результаты расчета количества хлоридов, необходимых для зимнего содержания дорог при различных схемах организации работ

3.5. Оценка уровня выбросов транспортных средств при различных схемах организации зимнего содержания дорог

3.6. Оценка экономической эффективности и экологической безопасности различных схем организации работ по зимнему содержанию дорог

4. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В РЕШЕНИИ ПРОБЛЕМ ОХРАНЫ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ ПРИ ЗИМНЕМ СОДЕРЖАНИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

4.1. Экологические показатели в системе управления содержанием автомобильных дорог

4.2. Специализированное метеорологическое обеспечение зимнего содержания дорог

4.3. Экологический мониторинг придорожных территорий

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

В обзорной информации рассматриваются процессы формирования загрязнения придорожной полосы в зимний период; анализируется влияние состояния дорожного покрытия и различных стратегий производства работ по зимнему содержанию на уровень загрязнения окружающей среды выбросами транспортных средств и противогололедными материалами (ПГМ); дается анализ используемых в различных странах методов борьбы с зимней скользкостью и норм распределения противогололедных материалов с позиций их влияния на окружающую среду; приводится методика оценки экологической безопасности различных технологий борьбы с зимней скользкостью на основе специализированного метеорологического обеспечения дорожных организаций.

Сообщается о зарубежном опыте решения экологических проблем при содержании дорог, в основе которого лежит совершенствование оперативного управления зимним содержанием дорог, оптимизация норм распределения ПГМ, профилактика образования снежно-ледяных отложений на дорожном покрытии, уменьшение времени нахождения покрытия в условиях зимней скользкости; освещаются вопросы экологического мониторинга дорог.

Обзор подготовили д-р техн. наук, профессор В.П. Подольский, кандидаты техн. наук Т.В. Самодурова, Ю.В. Федорова (Воронежский государственный архитектурно-строительный университет).

1. ВВЕДЕНИЕ

Влияние человека на окружающую среду увеличивается по мере развития цивилизации и ускорения технического прогресса. В настоящее время негативное воздействие на экологическую обстановку приблизилось к критической отметке, после которое могут начаться необратимые последствия, связанные с разрушительной антропогенной деятельностью.

Автомобильная дорога, особенно крупная автомагистраль и проходящий по ней автомобильный транспорт, являются одним из основных источников загрязнения атмосферного воздуха, почв, поверхностных и грунтовых вод, а также разрушения природного ландшафта на прилегающей к ней территории.

Интенсивное развитие автомобилизации во всем мире, расширение и упорядочение сети автомобильных дорог, повышение грузоподъемности и средней скорости транспортных средств, рост интенсивности движения вызывают усиление токсичного и виброакустического загрязнения окружающей среды (ОС), выдвигая на первый план решение проблем экологической безопасности и снижения воздействия транспортных средств на среду обитания человека.

По данным Кембриджского университета, ежегодно во всем мире автомобили выбрасывают в воздух более 4 млрд. т двуокиси углерода (СО2). С учетом постепенного повышения эффективности использование топлива рост мирового автомобильного парка к 2030 г. может привести к увеличению этой цифры до 7 млрд. т и повышению средней температуры воздуха на нашей планете на 4°С по сравнению с доиндустриальным уровнем [1].

Ежегодные транспортные выбросы в атмосферу России составляют около 35 млн. т вредных веществ (58% от этого количества приходится на транспортные средства) [2]. Всего в отработавшие газах двигателей внутреннего сгорания содержится более 200 токсичных веществ. Наиболее канцерогенными из них являются оксид углерода, окислы азота и серы, сажа, альдегиды, соединения свинца и других тяжелых металлов [3].

Непрерывно увеличивающееся транспортное загрязнение существенно изменяет качественный состав атмосферного воздуха, что влечет за собой ухудшение микроклимата в придорожной полосе. Эти изменения в крупных населенных пунктах характеризуются повышением температуры воздуха, снижением ультрафиолетовой радиации до 30%, уменьшением видимости, увеличением облачности и осадков, изменением циркуляции воздуха [4].

Результаты исследований, проведенные А.П. Платоновым и С.К. Илиопуоловым, показывают, что загрязнение атмосферы зависит от следующих факторов [5]:

- конструкции автомобилей - на 30%;

- технического состояния автомобилей при эксплуатации - на 30%;

- состояния дорожного покрытия и организации движения - на 40%.

По данным И.Е. Евгеньева, из-за технического несовершенства транспортных средств, неудовлетворительных условий их эксплуатации и низкого качества транспортной сети ущерб ОС, наносимый движением автомобилей, в нашей стране значительно выше, чем за рубежом [6]. Отрицательное воздействие на ОС оказывают также используемые в России несовершенные технологии содержания дорог.

На значительной части территории России наиболее сложным и ответственным в работе дорожно-эксплуатационных организаций является зимний период, уровень экологического загрязнения в это время во многом определяется состоянием дорожного покрытия и использованием химических реагентов дли борьбы с зимней скользкостью.

Статьи расходов на зимнее содержание во всех странах составляют существенную часть бюджета, выделяемого ни эксплуатацию автомобильных дорог. Значительная часть этих средств предназначается для приобретения противогололедных материалов. Например, во Франции годовой расход соли по стране достигает 1,2·106 т и постоянно растет [7]. В США ежегодно расходуется около 10 млн. т хлорида натрия и 300 тыс. т хлорида кальция. За зимний период распределяется до 30 т соли на 1 км дорожного покрытия [8]. В Дании ежегодно расходуется до 400 тыс. т солей, что обходится стране примерно в 2 млрд. крон [9].

Несмотря на вред, наносимый химическими реагентами окружающей среде, и активизацию процессов атмосферной коррозии (годовой ущерб от коррозии одного автомобиля составляет в Германии 110 марок [10]), стоимость зимнего содержания дорог без применения противогололедных реагентов более чем в 3 раза выше стоимости содержания с их применением [11].

По статистическим данным США, 82% дорожно-транспортных происшествий (ДТП) происходит при наличии на дороге скользкости, 18% ДТП - на дорогах без снега и льда. В Чикаго обработка покрытий хлористыми солями предотвращает 15 тыс. ДТП ежегодно. Использование соли при 20-дневном снегопаде дает прибыль, превышающую затраты в 18 раз, и экономит около 4,5 млрд. л горючего, значительно снижая загрязнение придорожной полосы. Прибыль США за счет уменьшения потерь времени исчисляется в 18,4 млрд. долл. [12].

Во многих странах мира приводятся аргументы против применения химических материалов при зимнем содержании дорог. Однако многолетний отечественный и зарубежный опыт показывает, что хлориды являются наиболее эффективным средством борьбы со скользкостью на дорогах и их использование требует точного дозирования противогололедных материалов в соответствии с нормами расхода и контроля за их распределением.

Расходы хлоридов при зимнем содержании дорог в России определяются материальными возможностями дорожных организаций, поэтому не всегда поддаются четкому учету и часто не соответствуют нормативным значениям ВСН 20-87 [13]. Отечественные технологии содержания дорог направлены на ликвидацию уже образовавшейся скользкости, а не на ее профилактику, что во много раз увеличивает количество распределяемых реагентов. Это влияет не только на безопасность движения, но и на скорость движения транспортных средств и, как следствие, на уровень выбросов вредных веществ в атмосферу.

Таким образом, задача оценки и прогнозирования экологического состояния придорожной полосы в зимний период и поиск путей по его улучшению за счет совершенствования технологий зимнего содержания дорог являются актуальными для дорожно-транспортного комплекса.

При решении экологических задач необходимо использовать системный анализ множества факторов, взаимодействующих в системе «Дорога - Окружающая среда», комплексно обоснованный подход к их выбору и математический аппарат, позволяющий количественно прогнозировать изменения параметров функционирования системы от различных воздействий.

Как показывают результаты исследований отечественных и зарубежных ученых, при оценке существующего состояния ОС наибольшую сложность представляют переход от качественных показателей к количественным и учет отдаленных последствий [14, 15, 16, 17, 18, 19, 20]. Отсутствие методики определения синергизма между отдельными контаминантами под влиянием погодно-климатических факторов (ПКФ), недостаточная изученность функциональных зависимостей взаимодействия транспортного потока с ОС, отсутствие математического аппарата, позволяющего адекватно оценивать и прогнозировать экологическую ситуацию в придорожной полосе, приводят к необоснованным потерям в социально-экономической сфере.

2. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИДОРОЖНЫХ ТЕРРИТОРИЙ В ЗИМНИЙ ПЕРИОД

2.1. Современные требования к уровню содержания дорог и их влияние на экологическое состояние придорожных территорий

Содержание автомобильных дорог - осуществляемый в течение всего года комплекс профилактических мероприятий по уходу за дорогами, дорожными сооружениями и полосой отвода элементами обустройства дороги, в результате которых поддерживается транспортно-эксплуатационное состояние дорог и дорожный сооружений в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50597-93 «Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения» [21].

Зимнее содержание дорог - работы, проводимые дорожными эксплуатационными организациями для обеспечения бесперебойного и безопасного движения на автомобильных дорогах в зимнее время, включающие очистку дорог от снега, защиту дорог от снежных заносов и борьбу с зимней скользкостью.

Уровень содержания дорог - показатель, отражающий определенное состояние конструктивных элементов автомобильный дорог в тесной связи с создаваемыми условиями движений автомобилей. В действующей нормативно-технической литературе требования к уровню содержания дорог дифференцированы в зависимости от значения автомобильной дороги и интенсивности движения. В настоящее время предусматриваются три уровни содержания автомобильных дорог: допустимый, средний и высокий [22].

Для допустимого уровня содержания возможно временное ограничение или прекращение движения транспортных средств на отдельных участках в процессе их содержания. Дня среднего уровня допускается лишь временное снижение скорости движения автомобилей в процессе эксплуатации дороги. При высоком уровне содержания автомобильная дорога и каждый ее конструктивный элемент содержатся в состоянии, обеспечивающем круглосуточное бесперебойное и безопасное движение транспортных средств. Не допускается снижение скорости движения автомобилей ниже разрешенной Правилами дорожного движения по причинам, связанным с содержанием дорог. Для всех уровней содержания дорог не должно быть ДТП по причине неудовлетворительного содержания дороги.

Показатели уровней содержания дифференцированы в зависимости от интенсивности движения. Одним из первых в России стандартов в области нормирования транспортно-эксплуатационных показателей автомобильных дорог стал ГОСТ Р 50597-93. В нем закреплены перечень и предельно допустимые значения показателей эксплуатационного состояния дорог, необходимые для обеспечения безопасности дорожного движения.

В зимний период основными причинами, снижающими такие транспортно-эксплуатационные показатели, как ровность покрытия и коэффициент сцепления, являются зимняя скользкость и снежные заносы. Для поддержания высоких потребительских свойств дороги сроки ликвидации зимней скользкости и окончания снегоочистки для автомобильных дорог нормируются. Нормативные сроки зависят от интенсивности движения и составляют:

- для автомобильных дорог группы А с интенсивностью движения более 3000 авт./сут - 4 ч;

- для автомобильных дорог группы Б с интенсивностью движения от 1000 до 3000 авт./сут - 5 ч;

- для автомобильных дорог группы В с интенсивностью движения менее 1000 авт./сут - 6 ч.

Нормативный срок ликвидации зимней скользкости принимается с момента ее обнаружения до полной ликвидации, а окончания снегоочистки - с момента окончания снегопада или летели до момента завершения работ.

Для выполнения требований государственного стандарта необходимо увеличение материально-технических ресурсов на зимнее содержание дорог. При достаточном количестве дорожной техники и увеличении использования противогололедных материалов требования стандартов могут быть выполнены, однако требования к экологической безопасности придорожных территорий накладывают определенные ограничения на использование химических реагентов при зимнем содержании дорог. Следовательно, экологические параметры требуют совершенствования технологий зимнего содержания дорог, точного дозирования ПГМ, их использования только в тех случаях, когда это действительно необходимо по соображениям безопасности дорожного движений.

Таким образом, высокие требования к уровню содержаний автомобильных дорог требуют постоянного совершенствований организации работ по зимнему содержанию дорог, технологии содержания и технического оснащения дорожных организаций, что позволяет существенно улучшать экологическую ситуацию придорожной территории за счет сокращения времени нахождений дорожного покрытия в условиях зимней скользкости и снижений количества используемых ПГM.

2.2. Воздействие выбросов транспортных средств на окружающую среду и здоровье человека

Основную массу загрязняющих воздух веществ составляют отработавшие газы транспортных средств, движущихся по дороге. Решение проблемы снижения негативного воздействия автомобилей на окружающую среду в придорожной полосе во многом зависит от правильного учета условий его движения.

Доля различных техногенных источников в общем загрязнении атмосферы представлена на диаграмме (рис. 1) [3].

В общем объеме транспортных выбросов вредных веществ в атмосферу на окись углерода (СО) приходится не менее 80%, углеводороды (CmHn) - около 8%, окислы азота (NOx) - 5%. Более 80% всех выбросов оксидов углерода, азотистых соединений, 90% углеводородов, 90% свинца являются результатом работы транспортных средств [23].

Рис 1. Диаграмма распределения техногенных источников загрязнения атмосферы:

 - отопительные системы;  - промышленные предприятия;  - транспортные средства

Глобальный парниковый эффект, существенно влияющий на изменение климата планеты, во многом формируется за счет функционирования дорожно-транспортной инфраструктуры.

В последнее десятилетие, при относительном снижении загрязнения на один автомобиль в странах Запада, общее глобальное загрязнение атмосферы возрастает из-за увеличения сжигания углеводородного сырья в двигателях транспортных средств. Согласно прогнозу на ближайшее десятилетие, число автомобилей в развитых странах Запада увеличится на 12%, в странах Восточной Европы - на 133%, в развивающихся странах - на 220%, что не может не отразиться на состоянии атмосферы [24]. Особенностью России в настоящее время является то, что сюда ввозится большое количество подержанных автомобилей, с высоким содержанием вредных веществ в отработавших газах.

К числу основных токсичных веществ, выделяемых с отработавшими газами, относятся: окись углерода, окислы азота, альдегиды, сажа, а также свинец и его соединения. Токсичность отработавших газов карбюраторных двигателей обусловливается, главным образом, содержанием СО и NOх, а дизельных - NOx и сажей.

В среднем, в течение года один легковой автомобиль выделяет 378 кг окиси углерода, 170 кг углеводородов, 20 кг окиси азота и серы, 2 кг сажи [25]. При среднем ежегодном пробеге автомобиля около 10000 км сгорает примерно 14500 кг смеси, т.е: 1000 кг бензина и 13500 кг воздуха.

Ежедневно человек вдыхает около 16 м3 загрязненного воздуха, из которого часть токсичных компонентов оседает в легких, поглощается организмом, вызывая в нем биологические изменения. Особо опасными являются окиси углерода, азота, а также углеводороды и двуокись серы (SO2).

Окись углерода (СО) - легкий, бесцветный газ, не имеющий запаха. Он является продуктом неполного сгорания топлива при работе двигателя на обогащенных топливовоздушных смесях. На таких смесях двигатель работает на малых нагрузках, холостом ходу, предельной нагрузке. СО оказывает негативное воздействие на центральную нервную систему, вызывает болезни сердца, в организме человека вступает в реакции с гемоглобином, замещая кислород.

Со времени проведения в 1860 г. первых исследований по определению СО в атмосфере воздуха содержание его увеличилось на 15% и продолжает ежегодно увеличиваться на 1 - 2%.

Окись азота (NOx) образуется при термически обратимой реакции окисления азота воздухом при высокой температуре и давлении в цилиндрах двигателей. Увеличению выхода способствует повышение максимальной температуры рабочего цикла и избыток кислорода. По мере охлаждения отработавших газов и разбавлений их воздухом, азотистые соединения окисляются дальше, превращаясь в дву-, трех-, четырехокись. Окислы азота разрушающе действуют на легкие человека. При взаимодействии этих газов с водой в органах дыхания человека образуются азотная и азотистая кислоты, кроме того, окись азота играет основную роль при образовании фотохимического тумана. Максимальный выброс NOx наблюдается при ускоренном движении автомобиля.

Углеводороды (CmHn) выделяются, в основном, при торможении и на режиме холостого хода автомобиля. Наиболее опасны ненасыщенные углеводороды, обладающие высокой реактивностью и являющиеся основными токсичными составляющими фотохимического тумана. Всего насчитывается более 200 углеводородов, наиболее канцерогенный из которых 3-, 4-бензапирен.

Двуокись серы (SO2) оказывает раздражающее воздействие на кроветворные органы живых организмов - мозг, селезенку, а также вызывает нарушение в обмене углеводородов. Разрушая хлорофилл, SO2 является опасной для лесов и зеленых массивов. При длительном воздействии, даже при ее концентрации в воздухе порядка 0,015 - 0,035 мг/м3, потеря в приросте древесины массы хвойных деревьев составляет около 20%.

Загрязнение ОС токсичными компонентами отработавших газов приводит к большим экономическим потерям, так как вызывает нарушения в росте растений, способствует снижению урожаев и потерям в животноводстве. Кроме того, отработавшие газы интенсифицируют разрушение изделий из резины и пластмассы, облицовок и конструкций зданий, асфальтобетонных и цементобетонных покрытий, коррозию транспортных средств.

Учитывая только концентрацию выхлопных газов, можно считать, что дорожные конструкции работают в сильноагрессивной среде, а придорожные полосы находятся в зоне повышенной экологической опасности [26].

2.3. Формирование загрязнения придорожных территорий под воздействием погодно-климатических факторов

Существующие в настоящее время методы расчета и оценки воздействия автомобильной дороги на окружающую среду (ОС) учитывают среднегодовые показатели, относящиеся к дорожным и транспортным факторам, что не в полной мере отражает динамику поступления загрязняющих веществ в окружающее пространство и условия их распространения. Количество контаминантов (загрязняющих веществ) нестабильно и колеблется в значительных пределах по времени суток, дням недели, периодам года. Влияние сезонных погодно-климатических факторов (ПКФ) существенно изменяет условия движения транспортных средств и отражается на многих расчетных параметрах таких, как интенсивность, состав движения и скорость транспортного потока, расход топлива, состояние дорожного покрытия и геометрические параметры дороги.

Наиболее благоприятный режим движения транспортный средств имеет место при эталонных погодных условиях, представленных в табл. 1 [27].

Таблица 1

Эталонные погодные условия (по данным А.П. Васильева)

Наименование параметров

Значения параметров

Период года

Лето

Температура воздуха, °С

20

Относительная влажность воздуха, %

50

Интенсивность осадков, мм/мин

0

Скорость ветра, м/с

0

Метеорологическая дальность видимости, м

Более 750

Атмосферное давление, МПа

1013

Эти погодные условия можно считать также наиболее благоприятными с позиций оценки загрязнения окружающей среды придорожной полосы. При данных условиях выбросы при движений транспортных средств минимальны, при изменении погодных условий следует ожидать их увеличения. Следовательно, при оценке экологического состояния придорожной полосы следует учитывать комплекс погодных факторов, влияющих на условия движений транспортных средств и формирующих уровень ее загрязнения.

Особенно существенные различия по сравнению с эталонными условиями наблюдаются в зимний период, продолжительности которого в нормативной литературе определяется датами первого и последнего случаев выпадения осадков при отрицательной температуре воздуха [13].

Наиболее значительное влияние как на загрязнение, так и на самоочищение природной среды оказывают погодные (метеорологические) факторы, воздействующие на интенсивность поступления и характер распространения загрязняющих веществ.

К ним относятся:

- скорость и направление ветра;

- температура воздуха;

- атмосферные осадки;

- относительная влажность воздуха;

- атмосферное давление.

Это влияние отражается на изменении состояния покрытия и прилегающих к дороге территорий [28]. Воздействие погодно-климатических факторов тем ощутимее, чем с большей скоростью движется автомобиль и чем выше интенсивность метеорологического явления.

Комплекс метеорологических параметров формирует характерные для каждого периода года условия погоды и определенное состояние дорожного покрытия. Анализ результатов исследований различных авторов позволил выявить факторы, формирующие состояние покрытия и влияющие на уровень экологического загрязнения придорожной полосы [27, 29]. Они представлены в табл. 2.

Летом только четыре метеорологических элемента и их сочетания могут создавать трудные и очень трудные условия движения и существенно влиять на изменение уровня загрязнения придорожной полосы. Это дождь, туман, ветер, высокая температура воздуха [27]. Опасное влияние этих факторов наблюдается достаточно редко.

Весной и осенью, в переходный период, такие условия могут возникать под влиянием шести метеорологических элементов - гололеда, дождя, тумана, ветра, отрицательной температуры и высокой относительной влажности воздуха. Отличительной особенностью переходных периодов является возрастание продолжительности последействия осадков, возможность образования различных видов скользкости, что объясняется повышенной влажностью воздуха, понижением его температуры и недостаточной испаряемостью влаги с покрытия.

Таблица 2

Факторы, которые необходимо учитывать при сезонной экологической оценке придорожных территорий

Перечень факторов для различных периодов года

 

летний

зимний

переходный

 

1

2

3

 

1. Погодно-климатические факторы

 

• Положительная температура воздуха

• Отрицательная температура воздуха

• Переход температуры воздуха через 0°С, отрицательная температура (до -10°С)

 

• Ветер

 

• Снегопад

 

• Ветер

• Метель

 

• Дождь

• Гололед

 

• Туман

• Туман

• Ветер

 

• Относительная влажность воздуха

• Туман

 

• Дождь (дождь со снегом)

 

• Гололед

 

• Относительная влажность воздуха

 

2. Характерные условия погоды

 

• Дождь без ветра или с ветром со скоростью

• Снегопад без ветра или с ветром до 3 м/с

• Переходы температуры воздуха через 0°С

 

до 2 м/с

• Метель с ветром

 

до 5 м/с

до 9 м/с

• Дождь без ветра или с ветром

 

свыше 5 м/с

свыше 9 м/с

 

• Гололед

• Снегопад без ветра или с ветром

 

• Снегопад с интенсивностью

• Температура воздуха свыше +30°С

• Ограничение видимости

до 1,5 мм/ч

 

свыше 1,5 мм/ч

 

• Туман, ограничение видимости

• Ограничение видимости

 

•Температура воздуха ниже -30°С

 

3. Расчетные состояния поверхности дороги

 

• Эталонное (см. табл. 1)

• Чистая проезжая часть

• Поверхность сухая (мокрая), чистая (на дорогах I - II категорий с укрепленными обочинами)

 

• Мокрое, чистое покрытие

• Слой рыхлого снега на покрытии и обочинах во время снегопада

 

• Интенсивность дождя менее

0,2 мм/мин

• Гололед

 

• Покрытие с рыхлым снегом и льдом, растворенным хлоридами (на дорогах I - III категорий)

• Проезжая часть мокрая, грязная (обочины не укреплены)

• То же, более

0,2 мм/мин

• Проезжая часть мокрая, чистая, прикромочные полосы загрязнены

• На проезжей части слой снежного наката, на обочинах рыхлый снег.

Чистая проезжая часть, снег и лед на прикромочных полосах, рыхлый снег на обочинах (допускается на дорогах III и IV категорий)

• Снежный накат осенью

 

• Гололед осенью

 

4. Продолжительность периодов

 

30,7%

39,4%

29,9%

 

Наиболее разнообразен по погодным условиям и неблагоприятен зимний период, для которого, кроме характерных условий переходного периода, наблюдаются понижение температуры воздуха, снегопады и метели. Зимний период является не только самым продолжительным, но и самым сложным с точки зрения учета факторов, влияющих на условия движения и экологическое состояние придорожных территорий.

Погодно-климатические факторы зимнего периода существенно воздействуют на состояние покрытия и обочин, сцепление и ровность покрытия, ширину проезжей части, видимость, а также на эмоциональное состояние водителя.

Влияние погодно-климатических факторов на уровень загрязнения окружающей среды схематично представлено на рис. 2:

Рис. 2. Влияние погодно-климатических факторов на уровень загрязнения окружающей среды

Сложность определения уровня загрязнения окружающей среды придорожной полосы состоит в том, что погодные, дорожные и транспортные факторы постоянно меняются в течение суток и по периодам года. Наибольшие изменения наблюдаются зимой. Именно в этот период года из-за неблагоприятных погодных факторов покрытие на всем протяжении дороги или на отдельных участках может находиться в различных состояниях: сухое, мокрое, скользкое, заснеженное (рыхлый снег, снежный накат). Это оказывает влияние не только на безопасность движения, но и на изменение скорости движения транспортных потоков и, следовательно, на состояние окружающей среды в придорожной полосе.

Несмотря на то, что зимой снижается интенсивность движения, состав транспортного потока становится более однородным, даже при благоприятных условиях (сухом и полностью очищенном от снега покрытии) не происходит увеличения скоростей движения и улучшения условий движения. Это связано с увеличением плотности транспортного потока в дневные часы из-за сокращения светлого периода суток [30].

Уровень экологического загрязнения зимой во многом определяется особенностями технологий содержания дорог, так как при борьбе с зимней скользкостью используются противогололедные материалы (в основном хлориды). Применение противогололедных хлористых солей является наиболее эффективным методом для расплавления слоя льда и повышения безопасности движения, однако следует учитывать их отрицательное воздействие на ОС, активизацию процессов атмосферной коррозии.

Таким образом, целесообразно оценить загрязнение придорожной территории в зимний период, как наиболее разнообразный и напряженный с точки зрения нагрузки на придорожную полосу. Расчеты концентраций выбросов транспортных средств и количества хлоридов, используемых для борьбы со скользкостью, необходимо производить на основе информации о состоянии дорожного покрытия, формирующегося под влиянием погодно-климатических факторов. Решение данной задачи и поиск путей улучшения экологической обстановки - актуальная задача нашего времени.

2.4. Влияние дорожных и транспортных условий на загрязнение придорожных территорий

Известно, что количество вредных выбросов в зоне влияния автомобильных дорог в наибольшей степени зависит от транспортных факторов - интенсивности, состава движения и скорости движения транспортных средств, определяемых дорожными условиями.

Изменение концентрации загрязняющих веществ в атмосфере происходит там, где условия проезда значительно отличаются от равномерного движения по горизонтальным участкам с сухим, чистым и шероховатым покрытием, т.е. на участках дорог, сопрягающих элементы плана и продольного профиля (кривые в плане малого радиуса, выпуклые и вогнутые кривые, участки с большими продольными уклонами).

Таким образом, влияние дорожных факторов на количество и состав выбросов в атмосферу проявляется через изменение скорости движения автомобилей. При этом скорость движений зависит также от интенсивности и состава транспортного потока и поэтому является важнейшим качественным показателем работы автомобильной дороги и уровня загрязнения окружающей среды.

Следует учитывать, что снижение скорости движения вызывает увеличение концентрации загрязняющих веществ быстрее, чем само возрастание интенсивности движения.

По данным Р.П. Малова и В.Ф. Скорченко [31], минимальные выбросы автомобиля соответствуют скорости движения (60 - 80 км/ч). Они значительно возрастают при скорости менее 50 км/ч и более 80 км/ч. С этой точки зрения, наиболее неблагоприятным является зимний период, когда при наличии на покрытии скользкости, скорости движения транспортных средств падают до 30 км/ч., снижается коэффициент сцепления, уменьшается безопасность движения, увеличивается количество ДТП. В этих случаях необходима обработка покрытий противогололедными материалами.

Способность соли плавить лед предупреждает сцепление снега с дорожным покрытием и влияет на величину коэффициента сцепления шин автомобилей с поверхностью дорожной одежды; Исследования, проведенные Ю.Б. Зоновым [32], показали, что нанесение на обледеневшую поверхность дороги пескосоляной смеси позволяет повысить средние скорости движения транспортных средств на льду от 9 до 11 км/ч, на снегу - от 4 до 9 км/ч. В случае полного расплавления снега или льда с помощью хлоридов. скорость движения транспортных средств на влажном покрытий увеличивается, соответственно на 12 - 16 км/ч и 15,5 - 21,5 км/ч.

Важным фактором снижения выбросов токсичных веществ являются приемы управления автомобилем: обеспечение постоянной скорости движения на высшей передаче, допустимой в конкретных дорожных условиях; рациональное соблюдение режимов проездов перекрестков и туннелей и т.д., что также определяется условиями движения и уменьшает концентрации выбросов вредных веществ на 10 - 20%.

Влияние режимов движения автомобилей на концентрацию токсичных веществ в отработавших газах представлено в табл. 3 [3].

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что уровень транспортного загрязнения атмосферы в зимний период в значительной степени определяется понижением скорости, неравномерностью движения, перерасходом топлива в зависимости от состояния покрытия дороги и наличия на нем противогололедных материалов. Следует ожидать, что именно в этот период года уровни концентрации транспортных выбросов могут достигать максимальной величины.

Таблица 3

Выбросы токсичных веществ при различных режимах движения автомобиля

Токсичные компоненты отработавших газов

Выбросы отработавших газов, %, при различных режимах работы

холостой ход

постоянная скорость

ускорение от 0 до 40 км/ч

замедление от 40 до 0 км/ч

Окись углерода

0,5- 8,0

0,3 - 2,5

1,9 - 3,8

1,5 - 4,1

Углеводороды

0,03 - 0,12

0,02 - 0,4

0,12 - 0,17

0,28 - 0,45

Окислы азота

0,005 - 0,01

0,08 - 0,14

0,12 - 0,19

0,02 - 0,04

2.5. Методы и технологии борьбы с зимней скользкостью на автомобильных дорогах

Различные методы и технологии, применяемые для борьбы с зимней скользкостью на автомобильных дорогах, следует анализировать с позиций их влияния на окружающую среду.

В основе существующих методов борьбы с зимней скользкостью лежат мероприятия, направленные либо на удаление с покрытия уже образовавшегося слоя льда или снега, либо на повышение коэффициента сцепления колеса автомобиля с дорожным покрытием, либо на предотвращение формирований снежно-ледяных образований или ослабления их сцепления с покрытием.

Различают механический, фрикционный, тепловой и химический методы борьбы с зимней скользкостью на автомобильных дорогах.

Механический метод применяется для удаления метелевых отложений, рыхлого свежевыпавшего снега или снега с противогололедными материалами, предотвращающими его уплотнение. В случае уплотнения снега на покрытии, его качественная механическая очистка затрудняется или делается невозможной. В Скандинавских странах имеется опыт использования в качестве навесного оборудования профильных (гребенчатых) ножей из твердосплавный металлов и фрез для скалывания снежно-ледяных отложений или нарезки в них специальных борозд, в которые распределяются фрикционные или противогололедные материалы (ПГМ) [33, 34]. Этот опыт используется и в некоторых регионах России.

Реализация механического метода осуществляется в виде патрульной снегоочистки, технология проведения которой достаточно подробно описана в действующей нормативной литературе [35]. На выбор технологической схемы организации работ влияют требуемый уровень содержания и дорожные условия - ширина проезжей части, поперечный профиль земляного полотна, искусственные сооружения.

В Японии имеется опыт использования механического метода, основанный на предварительном ослаблении сил сцеплений снежно-ледяных отложений с дорожным покрытием за счет наличии на нем небольшого количества соли (покрытие с антигололедными добавками, обработка покрытий морской водой). Удаление льда проводится за счет его предварительного разрушения колесами проходящих автомобилей или тяжелыми катками с резиновыми вальцами и последующего смещения отложений с покрытий снегоуборочными машинами или автогрейдерами [36].

Сущность фрикционного метода состоит в повышении коэффициента сцепления колеса автомобиля с покрытием, имеющим зимнюю скользкость. По покрытию распределяют песок, высевки каменных материалов или шлак, подогретые фрикционные материалы. Этот метод, являясь более экологически чистым, чем химический, имеет и недостатки:

- не позволяет ликвидировать скользкость, а только временно повышает сцепные качества покрытий;

- материалы плохо закрепляются на поверхности покрытия и при интенсивном движении автомобилей быстро смещаются с проезжей части;

- для их распределения необходимо большое количество техники;

- в весенний период возникает проблема уборки этих материалов с дорожных покрытий.

Опыт зарубежных стран показывает, что использование фрикционных материалов возможно, если стандарты на зимнее содержание дорог позволяют держать их под снежным накатом, и целесообразно в тех случаях, когда материалы имеются в регионе в достаточном количестве в виде более дешевых местных материалов или промышленных отходов [37]. Использование фрикционного метода необходимо при низких температурах воздуха, когда другие методы борьбы со скользкостью неприменимы или использование химических реагентов экономически нецелесообразно и на объектах с повышенными экологическими требованиями (например, участки дорог, проходящие вдоль водных объектов), где использование химических методов невозможно.

В Воронежском государственном архитектурно-строительном университете разработаны рекомендации по применению в качестве фрикционных материалов шлаковой мелочи конверторного, доменного, электросталеплавильного производства черных металлов для повышения коэффициента сцепления. При проведении исследований было уделено внимание такому свойству льда, как режеляция - явление, при котором в зоне повышенного давления зерен минерального материала на лед происходит плавление кристаллов льда за счет изменения точки плавления в этой зоне. При этом талая вода вытесняется и зерна шлака, через которые передается давление колес автомобиля на лед, проходят через его толщу. Режеляция зависит от нагрузки и коэффициента теплопроводности зерен шлакового материала. Отходы промышленности используются как отдельно, так и в смеси с хлористыми солями при соотношении 4:1. Расход материалов составляет от 0,35 - 0,40 до 0,60 кг/м2.

В последнее время в качестве альтернативы химическому методу предлагается использование горячих фрикционных материалов [38], однако из-за высокой стоимости энергоносителей этот метод не получает широкого распространения.

Фрикционные материалы быстро сдуваются с проезжей части турбулентным потоком воздуха, накапливаются в придорожной полосе, что приводит к загрязнению и запыленности придорожной территории. Экологический ущерб от их воздействия на ОС не оценивается, но он несомненно существует.

Для повышения эффективности действия фрикционных материалов к ним добавляют химические реагенты - хлориды в твердом виде в количестве до 10% и более от массы фрикционного материала. Эти смеси составляют основу комбинированного химико-фрикционного метода, они не смерзаются и не слеживаются при хранении. Получаемая таким образом смесь, кроме повышения коэффициента сцепления, дополнительно расплавляет часть снежно-ледяных отложений на покрытии.

В настоящее время в нашей стране, в основном, пескосоляная смесь используется при зимнем содержании автомобильных дорог, технологии ее применения описаны в нормативной литературе [13, 35]. Нормы распределения пескосоляной смеси назначают с учетом количественного соотношения компонентов в смеси и метеорологических параметров - температуры воздуха и количества отложений на дорожном покрытии (количества выпавших осадков). Однако этот метод требует большого объема распределяемых материалов и не является экономичным.

Еще один из способов борьбы с зимней скользкостью связан с применением теплового метода, который имеет две разновидности: кондуктивный обогрев (подогревание дорожных покрытий снизу) и конвективный (плавление поверхности ледяных отложений).

Кондуктивный обогрев осуществляется с помощью стационарных систем, установок и устройств с различными теплоносителями (горячей водой, воздухом) или источниками тепла (газом, током), а также через обогревающие решетки, снабженные датчиками. Исследования по использованию обогрева покрытий в зимний период проводились в Германии, Англии, Швейцарии, Австрии, Дании, Швеции [39]. Этот метод является экологически чистым.

В 500 км к северу от г. Токио создана первая в Японии система трубчатого обогрева автомобильных дорог. Трубы, проложенные на глубине 10 см от поверхности дороги, в зимнее время обогреваются за счет термальных вод, получаемых с глубины 200 м. В летнее время в системе предусматривается накопление тепла в подземных хранилищах за счет солнечной радиации. Опытная установка размещена на участке с кривой малого радиуса [40].

В США запатентован кабельный обогреватель, прокладываемый в желаемой конфигурации в дорожном полотне перед укладкой асфальтобетонной смеси и осуществляющий растапливание и удаление снега. Он состоит из линейного нагревательного элемента и внешней тканевой оплетки. Обогреватель имеет достаточно высокую предельную сжимающую нагрузку [41].

Подобные системы начинают применяться на опытных участках в Канаде. Электронагревательные приборы располагаются на дороге с интервалом 300 - 450 мм или 600 - 900 мм (по соображениям географических условий и экономии энергии на нагрев) перпендикулярно к направлению транспортного потока или движению пешеходов. При этом каждый нагревательный прибор включает в себя плоский теплогенерирующий элемент толщиной 0,1 - 1 мм из гомогенной смеси углерода и термопластичной смолы. Он имеет вывод для подключения к источнику электропитания - трех- или однофазного переменного тока. Защитные слои образуются нанесением нескольких слоев специальной резиново-асфальтовой краски [42].

На территории США действуют установки по обогреву покрытий естественным теплом Земли, законсервированные в летний период [43].

Из-за большой энергоемкости систем теплообогрева в различных странах проводились поиски альтернативных экологически чистых источников энергии, и в частности таких, как геотермальная энергия Земли (США), энергия Солнца, ветра, морских приливов и температурные перепады воздуха. В Японии в качестве эксперимента использовали тепло, выделяемое микроорганизмами в процессе их жизнедеятельности [44, 45].

На практике такие системы применяются достаточно редко, так как при их использовании усложняется технология строительства дорог, возрастают эксплуатационные затраты, сокращается срок службы покрытия. В связи с этим, тепловой метод даже в зарубежных странах с мягкой зимой применяют только на очень ограниченных участках (эстакадах, мостах, ступенях и пандусах подземных и надземных пешеходных переходов в городах) или не опытных участках при проведении исследований.

Конвективный обогрев покрытий производят специальными машинами. Очень широкое применение он нашел в аэропортах для ликвидации скользкости на взлетно-посадочных полосах (ВПП) [46]. На участках с ограниченной площадью использование этого метода достаточно эффективно, но на автомобильных дорогах эти машины нельзя использовать в населенных пунктах, кроме того, возможно разрушение элементов инженерного обустройства (барьерных ограждений, направляющих столбиков, дорожных знаков).

Во многих странах проводились эксперименты по использованию газовых горелок, излучателей ультразвуковых колебаний, инфракрасных разогревателей, направленных микроволновые излучателей для поверхностного обогрева или разрушения слой снежно-ледяных отложений. Эти устройства расплавляют слой льда или разрушают его структуру. В Европе прошли лабораторные и экспериментальные испытания переменных электромагнитных полей, электролиза, ударных струй газа и жидкости [47].

Широкого распространения такие способы борьбы со скользкостью пока не получили из-за малой производительности машин, высокой стоимости работ и преждевременного разрушений покрытий из-за воздействий на них высоких температур.

Определение наиболее экономичного способа борьбы со снегом проводилось в Японии. При этом сравнивались механическая уборка и установка отопительных систем на дорогах. Испытания показали, что оба способа приблизительно равны по затратам. Если суммарное количество снега меньше 600 мм, целесообразнее механический способ, если больше - обогрев покрытия [48].

Наиболее широкое распространение в практике зимнего содержания автомобильных дорог в различных странах нашел химический метод. Он предусматривает использование определенных химических реагентов для удаления или предотвращения образования скользкости на дорожном покрытии. Из множества химических веществ для этих целей используются те, которые обладают способностью плавить лед при отрицательной температуре воздуха или образовывать на покрытии растворы с пониженной температурой замерзания.

В Европе начали применять хлориды в Швеции с 1947 г. [49], в Великобритании - с 1960 г. [50]. На сегодняшний день основным направлением зимнего содержания дорог в Швеции является мокрый розлив NaCl с добавками СаСl2. Наиболее перспективной представляется смесь СМА (кальциево-магниевый ацетат), дающая эффективные результаты и не вызывающая коррозии стали [51, 52]. Этот материал применяется как в ряде Европейских стран, например, в Дании [52] и в Англии [53], так и в США [54].

В Германии считается целесообразным применение смеси солей, состоящих из четырех частей NaCl и одной части СаСl2, что обеспечивает лучшее таяние снега или льда и более продолжительный срок их действия. Для реализации этого способа разработаны и выпускаются промышленностью двухкамерные распределители, в которых дозирование и смешивание происходит автоматически во время распределения на дороге [55].

В Германии запатентованы смеси из понижающих температуру плавления и удобряющих почву материалов и соединений. Для приготовления этих смесей использовалась эйфельская (северо-западная часть Рейнских и Сланцевых гор) лава с крупностью частиц до 3 мм и магнезиальный каинит [56].

В России противогололедные соли впервые стали использовать в 1966 г.: к песку добавлялись хлориды натрия и кальция в количестве 2% по массе. До середины 60-х годов XX века на территории СССР применение чистых солей на дорогах почти не практиковалось. В зимний период использовались только фрикционные материалы в смеси с солью или без нее, что недостаточно увеличивало коэффициент сцепления [57].

Первые нормативные документы (ВСН 41-68) запрещали применение хлоридов на тех улицах, где снег складировался на открытый грунт под зеленые насаждения [58]. В документе также специально оговаривалась необходимость полного ремонта дорожных покрытий перед употреблением солей, т.е. учитывались интересы окружающей среды. В дальнейшем эти требования были упразднены.

Негативное воздействие на ОС может быть снижено при использовании в качестве антигололедных средств органических соединений, к которым относится карбамид или мочевина [13]. Она имеется в достаточном количестве, обладает малой агрессивностью к материалам покрытия, металлическим изделиям и относительно безопасна. Однако следует учитывать, что мочевина может вызвать излишнее удобрение почв и в качестве нитратов накапливаться в растениях. Она обладает медленным действием, имеет склонность к комкованию и часто сдувается воздушным потоком с покрытия. Ее стоимость выше стоимости хлористых солей.

Для обработки покрытий также могут использоваться спирты и гликоли, загрязняющие ОС в придорожной полосе значительно ниже, чем неорганические соли. Но они имеют значительно более высокую стоимость, чем прочие материалы, являются пожароопасными, коррозийными, часть из них ядовита, а часть приводит к снижению содержания кислорода в воде и в почве. При использовании спиртов и гликолей значительная их доля теряется при испарении с поверхности дороги [13].

В качестве противогололедных материалов могут использоваться отходы промышленности, что частично решает вопрос их утилизации. Например, в Республике Беларусь основным химическим реагентом для борьбы с гололедицей служат галиотовые отходы Солигорских калийных комбинатов, содержащие 91% NaCl, 4,5% l, 1,2% CaSO3, 0,3% MgCl2 и 4 - 6% механических примесей.

Эти отходы смешиваются с песком в соотношении 1:1 - 1:4 и используются при температурах воздуха до -15°С [57].

Одним из существенных недостатков химического метода является вредное воздействие хлоридов на окружающую среду, металлические части проходящих транспортных средств и элементов дорожного обустройства (металлические опоры дорожных знаков и ограждений), автодорожные мосты и цементобетонные покрытия автомобильных дорог. Многолетнее пагубное воздействие соли на окружающую среду привело к необходимости пересмотра подходов к зимнему содержанию дорог на государственном уровне.

В 1985 г. Национальная дорожная администрация и исследовательский институт дорог и движения Швеции получили задание приступить к исследовательской программе по уменьшению отрицательного воздействия противогололедных солей на окружающую среду. Программа получила название MINSALT и затрагивала вопросы наличия свободных от применения соли регионов и дорог, новые методы и новую стратегию борьбы с гололедом. Эксперименты проводились в трех регионах Швеции. Новые технологии борьбы со скользкостью включали более эффективные распределители соли и ее использование только в критических местах [59].

Начиная с 1991 г., во многих странах законодательно предписывается сократить использование противогололедных химических реагентов и расширить применение новых материалов и технологий. В Финляндии в 1992 г. был проведен и показал положительные результаты опыт снижения расхода солей при зимней эксплуатации дорог. Вместо их использования в значительно большей степени стали применять очистку дорог от снега и льда, посыпку песком. Это улучшило экологическую обстановку в придорожной полосе, состояние окружающих дорогу земель и растительности. Расходы соли за 1992 - 1993 гг. доходили до 8,4 т/км за зиму [60]. Эксперименты показали, что подобные технологии применимы для дорог с невысокой интенсивностью движения.

Обобщенные материалы по зимнему содержанию дорог рассматриваются на ежегодных собраниях, проводимых обществом Агристраде (Италия). В основном, они направлены на расширение использования солей, их новых видов для борьбы со снегом и гололедом на дорогах. Например, дорожники Австрии подчеркнули, что соли при правильном их применении увеличивают зимнюю мобильность автомобилей, снижают аварийность на дорогах, позволяют получить реальный экономический эффект [61].

Экономический анализ эффективности зимнего содержания дорог с использованием солей, проведенный в Германии, показывает, что ущерб составил:

- для озеленения - 133 млн. марок;

- от коррозии мостов - 650 млн. марок;

- от коррозии грузовых автомобилей - 2600 млн. марок;

- стоимость обработки противогололедными реагентами - 200 млн. марок.

Ущерб от засоления воды, почвы, а также вред, наносимый животным, не поддавались учету. Таким образом, общая сумма ущерба составила 3585 млн. марок в год. В то же время выигрыш составил 11700 млн. марок и складывался за счет:

- повышения безопасности движения - 550 млн. марок;

- экономии времени перевозки грузов и пассажиров - 10750 млн. марок;

- экономии энергии - 430 млн. марок.

Таким образом, эффективность оценивается показателем 3,27. При этом следует учитывать, что хотя отдельные составляющие общего ущерба не рассмотрены, имеются значительные резервы для его снижения.

Анализ результатов экспериментов, проводимых за рубежом, по зимнему содержанию автомобильных дорог без использования химических реагентов приводит к выводу, что по степени обеспечения безопасности движения альтернативы химическому методу пока нет [37]. В настоящее время стоит задача не отказа от химических реагентов, а поиска путей их использования с минимально допустимыми нормами без снижения безопасности движения.

Использование минимально допустимых норм химических реагентов возможно при переходе на профилактику образования скользкости, которая предусматривает не ликвидацию уже образовавшихся ледяных отложений, а предупреждение их образования. Для этих целей либо используют минимальные нормы распределения химических реагентов при угрозе образования скользкости, либо применяют конструктивные решения - устраивают покрытия с антигололедными свойствами.

Профилактическая обработка производится за 1 - 6 ч до возможного обледенения покрытия с нормой расхода ПГМ от 4 г/м2 и выше [62, 63, 64]. Небольшие нормы предварительного расхода позволяют резко сократить количество используемой соли.

Однако имеющаяся на сегодняшний день отечественная техника не позволяет выдерживать такие малые нормы распределения материалов. И только опытные образцы новых распределителей обеспечивают минимальную норму распределения реагентов [65]. Профилактическую борьбу со скользкостью рекомендуется проводить только во время снегопада с целью предотвращения образования снежного наката [13].

Так как в нашей стране нет достаточного опыта использования профилактических мероприятий при зимнем содержании дорог, можно рассмотреть опыт зарубежных стран [63]. Во многих странах для профилактических целей используются увлажненные соли и растворы хлоридов кальция, натрия и магния различной концентрации.

Зимнее содержание автомобильных дорог в США обходится примерно в 1,5 млрд. долл. в год, наиболее распространенной технологией в США является предварительное распределение влажных солей и рассолов, что препятствует сращиванию льда с покрытием и обеспечивает высокую эффективность применения других способов, снижает расход солей, устраняет необходимость использования фрикционных материалов [8].

Применение увлажненной соли имеет значительные преимущества по сравнению с распределением сухих солей. Как показывает опыт, полученный в Германии, применение таких солей позволяет экономить до 22 - 44% ресурсов по сравнению с другими способами распределения [66].

Норма расхода сухого вещества зависит от вида реагента и изменяется в различных странах от 4 до 20 г/м2. Точность и качество дозирования при этом очень высоки. Так, например, во Франции были разработаны устройства, позволяющие распределять до 3 г/м2 сухих или увлажненных солей при ширине распределения до 14 м, с помощью которых проведена проверка реально распределяемых солей для 22 разнотипных машин. Приняты меры по калибровке систем распределения, обучению водителей, назначению норм распределения в соответствии с метеоусловиями и реальной обстановкой, контролю над работой в зимнее время [67].

Перечисленные методы борьбы с зимней скользкостью приводят к разрушению или предотвращению образования слоя ледяных отложений на покрытии различными химическими реагентами при их распределении по покрытию. Но во многих странах проводились исследования по созданию принципиально новых покрытий с антигололедными свойствами путем введения в состав асфальтобетонных смесей соответствующих химических веществ.

В 70 - 80 годы прошлого века начало таким разработкам было положено в Швейцарии. Многокомпонентный антиобледенитель, получивший название Verglimit, был разработан швейцарской фирмой «Пластроуте» и состоит из частично кристаллизованного хлорида кальция (80%) и гидроокиси натрия (5%). В асфальтобетонную смесь Verglimit вводится в количестве 5% от массы мелкозернистого каменного материала [20]. Данная смесь используется при строительстве верхнего слоя дорожной одежды.

Наблюдение за опытными участками асфальтобетонных покрытий, построенных в США с использованием материала Verglimit, показало, что образование гололеда замедлилось, количество ДТП снизилось по сравнению с другими участками, однако стоимость асфальтобетонной смеси с добавкой антиобледенителя увеличилась в 3 раза. Покрытия из этих смесей эффективны только при интенсивности движения свыше 5000 авт./сут [2], что значительно сокращает область их применения. Проблемой создания гололедобезопасных покрытий занимались в Австрии, Франции, Германии (ФРГ).

В начале 80-х годов XX века подобные разработки начались в нашей стране А.В. Михайловым, И.В. Королевым, А.К. Касымовым, В.А. Лившицем, Ю.П. Гончаровым и др. [53, 68, 69]. В асфальтобетонную смесь вводился побочный продукт повторной плавки алюминиевых сплавов на основе хлоридов калия и натрия. Данный материал широкого распространения не получил.

Все прочие исследования, проведенные позднее, также не нашли широкого практического использования из-за высокой стоимости смеси, небольшого срока службы (2 - 6 лет) и климатических ограничений применения (данное покрытие действует эффективно до -5°С - 7°С) [69].

В 1991 г. ученые ГП «Росдорнии» С.В. Гриневич, Л.Б. Каменецкий, В.Е. Лысенко разработали противогололедную добавку «Грикол», вводимую в асфальтобетонную смесь. Добавку «Грикол» получают в результате совместного помола хлористых солей натрия и кальция (около 90%) и кремнийорганического гидрофобизатора (около 10%). Гидрофобные свойства, которыми обладает «Грикол», усиливают антигололедный эффект за счет снижения адгезии льда к покрытию и уменьшают трудозатраты по очистке поверхности дороги после обильных снегопадов, предотвращают образование снежного наката.

Противогололедная добавка «Грикол» не допускает повторного образования льда при переходе температуры через 0°С. Антигололедный реагент вводится в асфальтобетонные и черные смеси при их приготовлении и в процессе эксплуатации покрытия предотвращает образование гололеда, позволяет сократить расход противогололедных материалов, снизить на 30% коррозионное воздействие на металл в период зимнего содержания.

В процессе эксплуатации покрытия под влиянием истирающего воздействия колес транспортных средств образующаяся на покрытии насыщенная хлоридами водно-полимерная пленка препятствует сцеплению снежно-ледяных образований с поверхностью дороги, увеличивает сопротивление скольжению и не влияет на износ дорожной одежды.

В 1994 - 1995 гг. были построены экспериментальные участки протяженностью 8 км на автомобильной дороге Воронеж-Луганск. Кафедра «Строительство автомобильных дорог» ВГАСУ совместно с фирмой «Грикол-ЛТД» провела необходимые полевые, лабораторные и теоретические исследования. Однако, несмотря на положительные результаты и окупаемость затрат в течение двух лет, на сегодняшний день такие покрытия также не нашли широкого применения. Разработчики этого материала для повышения эффективности работы покрытий, построенных из смесей с добавкой «Грикол», предлагают изменение технологии зимнего содержания таких дорог. Наиболее эффективно, по их мнению, для удаления снежного наката применение тяжелой техники. Однако из-за ограниченной длины опытных участков производственные эксперименты по использованию таких технологий не проводились.

Анализ эксплуатации опытных участков, имеющих покрытие с противогололедными добавками, проведенный зарубежными исследователями, показал, что их работа эффективна при температурах воздуха, близких к 0°С (до -3°С), и при малом количестве выпадающего снега. Если на покрытии образовался снежный накат, то необходимо проводить те же работы по содержанию, что и на обычных покрытиях. Кроме того, было отмечено, что покрытие с антигололедными добавками бывает влажным даже в сухую погоду, что увеличивает риск его обледенения при резком понижении температуры воздуха. У таких покрытий уменьшаются также межремонтные сроки.

Большая надежда возлагалась на покрытия из пористых асфальтобетонов. Укладка дренирующих асфальтобетонных смесей в дорожные покрытия изначально предполагала ряд преимуществ: снижение дорожного шума, быстрое удаление воды с покрытия и устранение опасности аквапланирования и образования скользкости. Европейская практика 1995 - 1996 гг. показала, что использование таких покрытий также не оправдало надежд на отсутствие на них скользкости. Наоборот, зимние расходы, по данным ученых Нидерландов, Бельгии и Германии, на дорогах с покрытием из дренирующих асфальтобетонов увеличились на 10 - 20%, в основном, из-за быстрого загрязнения пор и сложности зимнего содержания - удаления солей с покрытий и увеличения потребности в их посыпке. Вместе с тем повышенная упругость дренирующих асфальтобетонов при пониженной температуре обусловила их устойчивость к появлению трещин под воздействием отрицательных температур и позволила искать оптимальные варианты использования данных материалов. Температурные условия на таких покрытиях могут быть на 2 град. выше, чем на обычных асфальтобетонных покрытиях [71, 72].

Таким образом, рассмотрев существующие способы борьбы с зимней скользкостью, можно сделать вывод о ряде преимуществ химических методов перед физическими и фрикционными даже с позиций экологии. Присутствие оптимального количества солей на дорожном покрытии наиболее эффективно прекращает или существенно уменьшает образование скользкости, повышает безопасность движения и среднюю скорость транспортных средств, уменьшая вредные выбросы автомобилей. Имеют место экономические преимущества данного метода, связанные с меньшей трудо- и материалоемкостью работ. Однако следует учесть, что даже небольшое количество солей, накапливаясь в течение многих лет в придорожной зоне, оказывает отрицательное воздействие на состояние природной среды.

Несмотря на то, что концентрации солей регламентируются, недостаточно жесткое соблюдение правил технологии и режима уборки снежно-ледяной массы с проезжей части, использование устаревших методов борьбы и техники, передозировка соли, повторяющаяся от сезона к сезону, в конечном счете губительно влияют на ОС и требуются новые подходы к решению данного вопроса.

2.6. Нормы распределения противогололедных материалов

Выбор оптимальных средств борьбы с зимней скользкостью и их количество следует рассматривать с двух позиций: технико-экономической и экологической. Виды химических реагентов, их количество и условия применения в России регламентируются различными нормативными документами [13, 35].

Нормы распределения противогололедных материалов зависят от температуры воздуха, вида соли, а также от толщины ледяных отложений на дорожном покрытии и плотности льда [13]. При этом, в соответствии с ВСН 20-87, для охраны природной среды расход хлоридов за зиму не должен превышать 2 кг/м2 во II дорожно-климатической зоне и 1,5 кг/м2 в III дорожно-климатической зоне. Однако указанные нормы (а это 16 - 18 т/км или 30 - 40 г/м2 за одну посыпку) нельзя считать экологически обоснованными. В настоящее время в зарубежных странах для профилактики образования скользкости хлориды распределяются по нормам от 4 до 10 г/м2, что позволяет снизить расход соли в 5 - 6 раз.

Единого норматива на применение хлоридов не существует. Например, в Скандинавских странах количество соли на 1 м2 составляет от 6 до 10 - 20 г, а в районах с сильными снегопадами - до 40 г. В Италии, Франции, Бельгии применяется раствор СаСl2 в количестве 5 г/м2, в Германии - раствор MgCl2 - до 10 г/м2 [70].

Во многих странах соли распределяются в виде растворов, подаваемых под низким давлением в количестве 5 - 10 г/м2. Например, в Нидерландах используется смесь, состоящая из 80% солей в твердом состоянии и 20% в виде раствора, распределяемая в количестве 10 г/м2 со скоростью 60 км/ч. Нормы распределения солей в Швеции также составляют от 5 - 10 до 20 - 25 г/м2 в зависимости от категории дороги [52].

В США применение химических и абразивных веществ также зависит от категории дороги. На городских дорогах используется соль в чистом виде (113 кг/км), на сельских и второстепенных дорогах - смесь песка и соли (20:1) [73].

На дорогах Польши в среднем расходуется до 12 т/км солей за зимний период (или 20 - 30 г/м2 за одну посыпку) [74].

В Италии при температуре воздуха выше -5°С и влажности более 75% применяется хлористый натрий с расходом от 10 - 20 до 30 - 40 г/м2. При температуре от -5°С до -35°С - растворы хлористого кальция с концентрацией 27% и расходом 5 - 10 г/м2 сухой смеси или 18 - 35 г/м2 рассола [75].

В Англии в среднем используется от 12 до 18 г/м2 солей, что составляет 8 т/км за зиму. При обработке дороги следует обращать внимание на состояние ее покрытия. Очень важно иметь ровную, с достаточными уклонами поверхность, на которой не задерживается вода. На таких покрытиях бывает достаточно 5 - 7 г/м2 солей, чтобы обеспечить отсутствие скользкости в течение всего зимнего сезона [76].

Наиболее эффективное применение солей ограничивается температурным интервалом от 4°С до -7°С. При более низких температурах, характерных для зимнего периода большей части России, их антигололедные свойства резко снижаются. При использовании сухой соли теряется до 70% вещества, так как соль сдувается с покрытия турбулентными воздушными потоками и уносится колесами автомобилей. Применение жидких и влажных солей позволяет в 2 раза снизить расход соли и уменьшить ее негативное воздействие на ОС. Для использования соли во влажном состоянии к ней добавляется от 2,5 до 5% воды, для рассолов - 25 - 30%.

Важным фактором эффективной обработки покрытия дороги является температура воздуха. Работы по борьбе с зимней скользкостью нельзя проводить при температуре воздуха ниже температуры замерзания применяемого рассола: рыхлый снег и накат обрабатываются до -20°С, стекловидный лед - до -4°С. Чем ниже температура, тем больше расход вещества. Распределение хлоридов с опозданием при низкой температуре ведет к большому перерасходу противогололедных материалов и ухудшению состояния ОС [13].

Технология работ по предотвращению снежного наката предусматривает распределение хлоридов непосредственно во время снегопада. Работы проводятся циклически во время снегопада. При его большой продолжительности и высокой интенсивности суммарная доза солей может приближаться к предельной (15 г/м2 при температуре до -6° С; 25 г/м2 - ниже -6°С; до 35г/м2 при температуре до -20°С и ниже за один цикл обработки при неопределенном количестве таких повторяющихся циклов вплоть до окончания снегопада) [22].

В некоторых случаях применение химических реагентов при зимнем содержании нецелесообразно (при низкой температуре воздуха, при остаточном количестве соли от предыдущих обработок покрытия, достаточном для предотвращения образования скользкости). При использовании в этих случаях традиционных технологий борьбы с применением химических реагентов ничего, кроме вреда окружающей среде, достигнуто не будет. В таких случаях следует прибегать к альтернативным стратегиям зимнего содержания, которые действуют менее эффективно по сравнению с химическими методами.

Например, нормативные документы в Финляндии ограничивают температурный диапазон применения хлористых солей даже на автомагистралях с высокой интенсивностью движения. Для обеспечения безопасности движения ограничивается скорость движения транспортных средств.

Применение пескосоляной смеси (фрикционных материалов) дает такой же результат, что и использование «чистых» хлоридов, но считается неэкономичным из-за большого расхода материалов: для неопасных участков - от 0,1 до 0,2 м3 на 1000 м2 покрытия, а на опасных - от 0,3 до 0,4 м3 на 1000 м2.

В нашей стране количество соли, распределяемое на единицу площади покрытия, превышает расходы в зарубежных странах. Следует учитывать, что избыточное количество соли на покрытии (более 40 г/м2) может привести к ее кристаллизации и вызвать излишнюю скользкость [32].

Максимальная растворимость хлористого натрия в воде при 0°С составляет около 26% и мало изменяется при понижении или повышении температуры, что подтверждает нецелесообразность перерасхода солей [77].

2.7. Вредное воздействие хлоридов на окружающую среду

Оценивая нормы распределения противогололедных материалов, нельзя не учитывать вредное воздействие этих материалов на ОС, особенно при использовании химических способов при зимнем содержании дорог. Противогололедные химические материалы (хлориды, нитраты, фосфаты, спирты, гликоли и др.) вызывают коррозию покрытий и дорожных сооружений, загрязнение почвы, грунтовых и поверхностных вод, угнетение растительности. Разрушительное действие солей растянуто во времени, но тем не менее оно очевидно.

До некоторого времени считалось, что противогололедные соли не оказывают существенного вреда ОС. Так, исследования, проведенные в Германии (ФРГ) в 1968 г., показали, что применение химических реагентов на дорогах наносит не больше вреда, чем кислотные дожди или запыленность, и негативных последствий можно избежать при их строгой дозировке [78].

По мнению шведских исследователей, противогололедные соли оказывают лишь несущественное воздействие на поверхностные воды, даже в непосредственной близости от скоростных автомагистралей, в связи с чем в Швеции нет норматива содержания натрия в питьевой воде [49].

На сегодняшний день исследования, проведенные в ряде стран, опровергают подобные представления. По данным, полученным в США, установлено, что использование солей только в течение одного сезона приводит к увеличению содержания натрия в почве на расстоянии 6 и 12 м от дороги соответственно в 8 и 4 раза, хлора - в 5 и 3 раза [79]. В близлежащих к дороге водоемах концентрация хлоридов может в 5 - 10 раз превышать допустимую норму [80].

В России (СССР) в первые годы применения химических реагентов на дорогах не придавалось должного значения проблеме охраны придорожной полосы от засоления. В 1969 г. в Информационном письме Союздорнии [81] говорилось, что «вредного влияния солей не наблюдается». По данным Академии коммунального хозяйства, содержание ионов хлора в верхних слоях почвы около деревьев «не доходило до концентрации, угрожающей растительности». Поэтому при уходе за дорогами в зимнее время приоритет отдавался техническим правилам содержания дорог с использованием хлористого натрия мелкого помола (0,8 - 4,5 мм) [82]. На сегодняшний день в природоохранных мероприятиях дорожной отрасли в дождевых, талых и моечных водах учитываются лишь взвешенные вещества, нефтепродукты и эфирорастворимые органические соединения. Концентрация растворимых солей отдельной позицией не приводится [83].

Очевидно, что нормы расхода противогололедных материалов в действующем сейчас ВСН 20-87 [13, 84] также не обосновывались экологическими расчетами. Поэтому в настоящее время мы стоим перед последствиями 40-летнего применения хлоридов в излишних концентрациях.

Внимание биологов и почвоведов к поведению хлора и хлоридов в природных системах объясняется высокой обменной активностью этих элементов, хорошей растворимостью их в воде. Внимание к проблеме экологов и дорожников обусловливается тем, что использование химических реагентов при зимнем содержании автомобильных дорог - источник дополнительной нагрузки на природную среду. Исследованиями установлено, что талые воды в придорожной полосе содержат 31,6% Сl; 27,5% Na+ и K+; 35,4% SO42; 24,9% Са2+ [82].

Хлориды наиболее подвижны в почвенных растворах и находятся в их верхних слоях, менее подвижны сульфаты и углекислые соли [85]. В водную среду они попадают не только в результате содержания автомобильных дорог, но и через коммунально-бытовые сточные воды дорожно-транспортных хозяйств.

Накопление химических реагентов в придорожной полосе происходит не в поверхностном слое почвы, а в ее глубине, достигая грунтовых вод и зоны корневой системы растений (до 60 см глубины) [33]. При отрицательных температурах и отсутствии стока реагенты интенсивно впитываются слоем снега и вместе с ним перебрасываются уборочными машинами в стороны от проезжей части до 50 м. Часть солей, не вступивших в реакцию со льдом, остается на покрытии и с брызгами от колес автомобилей, вместе с пылью и снегом переносится ветром на значительное расстояние. Таким образом, противогололедные вещества попадают на придорожную растительность, а после таяния снега проникают в почву и с грунтовыми и талыми водами переносятся в водоемы. Чем большее количество талых вод, содержащих соли, попадает в придорожную зону, тем дальше и глубже соль проникает сначала в поверхностный слой почвы, а затем в ее глубокие слои. При большом количестве осадков формирование талых вод продолжается дольше, растворяя все большее количество соли.

По исследованиям, проведенным Свердловским филиалом Гипродорнии, было обнаружено, что больше всего хлора и натрия содержится в снеге на расстоянии до 3 м от бровки земляного полотна на откосах дороги и снижается на расстоянии до 20 м, если для очистки покрытия применяются транспортные средства, сбрасывающие снег у обочин [28]. Там, где используются роторные снегоочистители, отбрасывающие снег на расстояние до 30 м от обочины, наблюдается два пика скопления противогололедных веществ - на расстоянии до 3 и от 15 до 20 м от бровки земляного полотна.

На накопление хлора в почве большое влияние оказывают выпадающие осадки. В засушливый период преобладают восходящие токи почвенной влаги, в результате чего хлор не только не вымывается, но даже поднимается из нижележащих горизонтов. При большом количестве осадков содержание хлора в почве, особенно в ее верхних горизонтах, заметно снижается.

Необходимо принимать во внимание, что, хотя в соответствии с данными справочной литературы подпороговая максимально недействующая на санитарный режим концентрация хлоридов в воде составляет 300 мг/л, концентрация 100 - 200 мг/л хлористого натрия приводит к гибели некоторых видов растений, 200 - 500 мг/л - пресмыкающихся и насекомых, более 1000 мг/л - рыб [86, 87, 88]. Даже очень низкие допороговые концентрации солей (от 10 до 20 мг/л) оказывают заметное действие на корневую систему [89].

На участках с разной интенсивностью засоления изменяются численность почвенной фауны и состав доминирующих видов: полностью исчезают крупные беспозвоночные и резко снижается численность мелких. Хлоридное засоление также влечет за собой изменение соотношения различных групп членистоногих, насекомых-почвообразователей [90]. В водных экосистемах засоление оказывает воздействие на планктонные организмы и сообщества беспозвоночных [84].

Довольно широко в литературе представлено влияние противогололедных химических веществ на придорожную растительность. Засоление воды и почвы является стрессовым фактором среды обитания высшей растительности - травянистой, кустарниковой, древесной. На токсичное действие солей указывают результаты исследований многих авторов [28, 57, 88, 91, 92, 93]. В зависимости от солеустойчивости и солевыносливости биологических видов засоление нарушает метаболизм растений, влияет на рост, размножение и расселение видов, внося деструктивные изменения в экосистемы.

Соль оказывает влияние путем непосредственного воздействия на различные части растения [94, 95],через почву, изменяя ее структуру [94,96], щелочность [94], осмотическое давление [83], а также путем непосредственного воздействия ионов солей после проникания их в клетку растения [79, 92, 94, 97]. Симптомы повреждения растений солью выражаются в ожогах, скручивании, преждевременном опадании листьев, суховершинности стеблей, загнивании корней, сокращении вегетационного периода. В результате 10-летних исследований, проведенных в Германии (ФРГ), установлено, что около 80 - 90% всех деревьев вдоль автомобильных дорог погибает в результате применения солей [98, 99].

С другой стороны, имеются данные, указывающие на то, что попадание противогололедных веществ на придорожную полосу даже в больших количествах не оказывает отрицательного влияния на произрастающую здесь растительность [82, 85, 100, 101]. Это свидетельствует о необходимости детального изучения воздействия противогололедных химических веществ на придорожную полосу, определения солеустойчивости каждого вида растения, что особенно важно при разработке ассортимента растений для проектирования озеленения автомобильных дорог.

Солевыносливость не является стабильным признаком растения, а представляет собой процесс, изменяющийся во времени: у неустойчивых и среднеустойчивых растений (к этому типу относится большинство видов) преобладают изменения концентраций веществ, способствующих повышению устойчивости, тогда как у устойчивых - качественные перестройки обмена веществ [85].

В литературе встречаются различные сравнительные оценки солевыносливости: по предельной суммарной концентрации солей [100, 101], по сохранности декоративных качеств [50] и др. Большая часть имеющихся классификаций не применима в районах, где растения еще не приспособились к засолению почв. Для этих условий требуется учет степени засоления каждого вида растений, произрастающего у дорог [82].

Серьезным источником загрязнения придорожной среды являются места складирования пескосоляных смесей, так как в подавляющем большинстве они представляют собой открытые для воздействия погодно-климатических факторов площадки. В результате водной и ветровой эрозии растворы хлористых солей накапливаются в почве и приводят к гибели растительности в радиусе нескольких метров от мест хранения соли. Экспериментальные исследования, проводимые во ВГАСУ [102], показали, что в местах открытого складирования пескосоляной смеси содержание соли превышает в несколько раз ПДК (от 4 до 7,5). Следовательно, местоположение складов следует выбирать с учетом особенностей природной среды, рельефа местности, наличия водоемов. Кристаллические соли следует предохранять от атмосферных осадков.

Штабеля пескосоляной смеси должны закладываться на асфальтированной площадке. При этом необходимо следить, чтобы не образовывался поверхностный сток рассола от штабеля и чтобы рассол не просачивался в грунт. При выборе площадок следует учитывать, что хлориды наиболее токсичны для почвогрунтов и менее токсичны для песчаных и гравийных грунтов, что позволяет частично ранжировать степень опасности засоления [103]. Например, в США разработаны модели, оценивающие воздействие хлорида натрия на водные ресурсы и растительность через ущерб, наносимый хранением соли на открытых местах [104]. В нашей стране этой проблеме должного внимания не уделяется.

Вредное воздействие хлоридов на ОС также выражается в их агрессивном воздействии на конструкции дорожных сооружений, в активизации процессов атмосферной коррозии [105, 106, 107]. На скорость коррозии влияют природа металла и окислителя, концентрация последнего, а также различные примеси в самом металле и в коррозионной среде - атмосфере или растворе.

Влияние хлорида натрия на скорость коррозии транспортных средств и дорожных сооружений определяется концентрацией ионов хлора в электролите, образующемся при их растворении в пленке влаги при выпадении дождя, снега или наличии высокой относительной влажности воздуха [7, 108, 109].

В целом, вредное воздействие солей на ОС очевидно, хотя, как было доказано выше, использование химических реагентов наиболее эффективно для борьбы с зимней скользкостью. Уменьшение количества используемой соли может быть достигнуто за счет ее рациональной регламентации при оптимальной схеме организации работ по зимнему содержанию. При этом для исследования экологической ситуации в придорожной полосе при совместном учете погодно-климатических и дорожных факторов могут использоваться математические модели. Исходными данными для их получения может стать диагностика дорог и погодная (данные метеостанций) информация.

Таким образом, в зимний период экологическое состояние придорожной полосы определяется комплексом дорожных, погодно-климатических, транспортных и технологических факторов. Степень влияния этих факторов на уровень загрязнения недостаточно изучена. Система «Дорога - Окружающая среда» является сложной, для ее анализа и исследования в последнее время все шире применяются методы математического моделирования, дополняющие традиционные натурные эксперименты и лабораторные испытания и успешно используемые для решения задач, которые традиционными методами решать невозможно.

3. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИДОРОЖНОЙ ПОЛОСЫ В ЗИМНИЙ ПЕРИОД

3.1. Методы расчета концентраций вредных примесей в атмосфере

Качество атмосферного воздуха оценивается изменением его естественного состава, который в нормальных условиях является следующим: азот (N) - 78,08%, кислород (О) - 20,95%, углекислый газ (СО) - 0,03%, водород и инертные газы - 0,94%. Основным критерием, определяющим чистоту воздушного бассейна, является отношение фактической концентрации загрязняющего вещества (С) к его предельно допустимой концентрации (ПДК), которое должно быть меньше или равно единице. При наличии нескольких ингредиентов должно удовлетворяться следующее соотношение:

(1)

В зонах санитарной охраны курортов, санаториев и домов отдыха это соотношение не должно превышать 0,8, на селитебных территориях - не превышать ПДК.

Санитарные нормы устанавливают следующие величины ПДК, мг/м3 [25]:

Окись углерода                                                   3,00

Окислы азота                                                      0,04

Углеводороды                                                     1,50

Сажа                                                                     0,05

В настоящее время при проведении экологических исследований наиболее часто используются два метода расчета концентраций вредных примесей в атмосфере.

Одним из первых, кто существенно продвинул полученные результаты в практику, был С.Г. Сеттон. Он описал концентрацию примеси вблизи источника загрязнения законом Гауссовского распределения [110]

(2)

В случае линейного источника загрязнения, каковым является автомобильная дорога, ось которой ориентирована вдоль оси ОУ, распределение можно рассматривать только в направлении оси ОХ и тогда параметр σx закона имеет вид [110]

(3)

где σx - дисперсия распределения примеси в направлении оси ОХ;

Сх - виртуальный коэффициент диффузии;

 - средняя скорость ветра, м/с;

n - безразмерный параметр;

t - время, с.

При расчете концентраций данным методом, при аномальных метеорологических условиях могут быть значительные расхождения между опытными и расчетными данными. Поэтому в расчетные формулы В.Ф. Скорченко и Т.И. Червяковой были введены поправочные коэффициенты, учитывающие сложное влияние метеорологических и других факторов [31, 111].

Второй метод расчета концентрации вредных примесей состоит в решении уравнения турбулентной диффузии с учетом возможного изменения температуры воздуха, скорости ветра, коэффициента обмена в приземном слое воздуха. Этот метод более универсален и позволяет решать задачи с различными характеристиками внешней среды и граничными условиями. Существенное развитие процессы турбулентной диффузии примесей в атмосфере получили в работах М.Е. Берлянда [112], И.Ю. Колпаковой [113].

Уравнение установившейся диффузии имеет вид

(4)

где ось ОХ- перпендикулярна оси дороги;

ось ОУ - совпадает с осью дороги;

zc - концентрация окиси углерода в точке х;

kх - коэффициент диффузии обмена;

Vx, Vy - скорости диффузии обмена;

Fu - функция источника загрязнения;

β - параметр уравнения.

В силу допущения об установившемся характере изучаемого процесса и линейности источника загрязнения, имеет место соотношение

(5)

и уравнение (4) принимает вид

(6)

Решение уравнения атмосферной диффузии производится численными методами с применением современной вычислительной техники и позволяет получить функциональные зависимости концентраций от основных действующих факторов.

Много работ было посвящено экспериментальным исследованиям, разработке математических моделей распределения различных загрязняющих веществ в придорожной полосе. Однако во всех работах отсутствовал комплексный подход к экологической оценке придорожной полосы и не рассматривалось сезонное изменение уровня загрязнения через воздействие погодно-климатических факторов (ПКФ).

В настоящее время при расчете загрязнения атмосферы нормативные документы рекомендуют использование закона Гауссовского распределения примесей в атмосфере на небольших высотах [114]

(7)

где С - концентрация вредных веществ, г/м3;

g - интенсивность эмиссии, г/(с·м);

и - скорость ветра, м/с;

F - фоновая концентрация основных загрязняющих веществ, г/м3.

Представленная модель расчета является однонаправленной диффузией контаминантов по вертикали и не учитывает диффузионное перемещение загрязняющих веществ в горизонтальной плоскости. В формуле отсутствуют координаты поперечного сечения. Они учитываются в косвенной форме при определении табличного значения параметра σ.

Интенсивность эмиссии каждого вида загрязнения зависит от состава транспортного потока, интенсивности и скорости движения транспортных средств, эксплуатационного расхода топлива.

Каждый из рассматриваемых методов доступен для моделирования транспортных выбросов в придорожной полосе.

Как показывают расчеты, превышение ПДК наблюдается при интенсивности движения более 3000 авт./сут, а зона загрязнения атмосферы и почв вдоль дороги составляет 12 - 30 га/км [115].

Во всех случаях принято считать, что отрицательное воздействие выхлопных газов движущихся транспортных средств на ОС зависит, в основном, от интенсивности и состава движения, геометрических параметров дороги и скорости ветра. При решении задачи уменьшения выбросов транспортных средств важное место должен занимать учет условий движения - скорости движения транспортных потоков, определяющейся воздействием погодно-климатических факторов и состоянием покрытия. Установлено, что несоответствие состояния дорог техническим характеристикам автомобилей может на треть увеличить объем вредных выбросов за счет снижения скорости движения автомобиля, изменения режимов движения и перерасхода топлива.

3.2. Расчеты скорости движения транспортных потоков при различных состояниях дорожного покрытия в зимний период

Существуют различные подходы и методы определения скорости движения транспортных средств в зависимости от влияния на нее отдельных параметров дороги, что нашло отражение в работах В.Ф. Бабкова, А.Е. Бельского, А.К. Бируля, А.П. Васильева, М.С. Талаева, А.Н. Красникова, В.П. Пуркина, П.И. Поспелова и др. [17, 27, 116, 117, 118, 119, 120].

В результате исследований были получены уравнения для определения скорости движения транспортного потока в зависимости от таких факторов, как интенсивности движения (N) и доля легковых автомобилей в потоке (р)

V = f(N, p)

(8)

Эти уравнения могли быть использованы для ориентировочной оценки принимаемых проектных решений, но они не отражали реальное состояние дороги в условиях эксплуатации, так как не учитывали влияния дорожных и погодных факторов.

Скорость движения во многом определяется дорожными условиями: размерами и сочетанием геометрических параметров дороги, шириной проезжей части и обочин, продольными уклонами, расстоянием видимости, радиусами кривых в плане.

Впервые вопросы учета влияния дорожных условий на средние скорости автомобилей были рассмотрены в трудах Е.А. Чудакова. Дальнейшее совершенствование методов расчета скоростей движения заключалось в более полной степени учета реальных условий движения и влияния на нее отдельных параметров дороги.

Для определения скорости движения транспортного потока при нахождении покрытия в различных состояниях наиболее часто используется эмпирическая зависимость, предложенная В.В. Сильяновым [121],

Vn = TγVo - αN,

(9)

где Vo - средняя скорость свободного движения потока, состоящего только из легковых автомобилей (V0 = 80 км/ч);

N - интенсивность движения, авт./ч;

α - коэффициент, зависящий от состава движения;

Т - коэффициент, определяемый соотношением

T = τ1·τ2·τ3;

(10)

τ1 - коэффициент, учитывающий влияние продольного уклона;

τ2 - коэффициент, зависящий от состава движения по дороге;

τ3 - коэффициент, учитывающий влияние элементов дороги на скорость свободного движения;

γ - коэффициент, учитывающий средневзвешенное влияние состояния дорожного покрытия в зависимости от погодных условий и определяемый по формуле

(11)

m1, m2. m3, m4 - соответственно число дней с гололедом, влажным, сухим покрытием, снежным покровом на проезжей части;

q1, q2, q3, q4 - соответственно коэффициенты снижения скорости при гололеде, влажном покрытии, снежном покрове и сухом состоянии проезжей части.

Приведенный расчетный метод эффективен для решения задач, требующих оценки скорости транспортных потоков по участкам с различными дорожными условиями, но он не точно учитывает погодно-климатические факторы, влияющие на состояние покрытия.

Для учета влияния погодно-климатических факторов на скорость движения транспортных средств по автомобильной дороге и определения уровня загрязнения придорожной полосы целесообразно использовать методику, предложенную А.П. Васильевым. В основу методики положена оценка влияния отдельных параметров и характеристик технического уровня и эксплуатационного состояния дороги на коэффициент обеспечения расчетной скорости и, как следствие, на конечную скорость движения транспортных средств [119]

(12)

где Vф.тах - максимальная фактическая скорость движения одиночного автомобиля, км/ч;

V - расчетная скорость движения, принятая в соответствии с нормативными документами (СНиП 2.05.02-85), км/ч.

Коэффициенты обеспеченности расчетной скорости позволяют учесть влияние и вклад отдельных дорожных параметров в изменение скорости движения автомобилей, а также сочетание дорожных условий в обобщенном коэффициенте. Итоговый коэффициент обеспеченности расчетной скорости на каждом характерном участке дороги определяется как средневзвешенный комплексный показатель по формуле

(13)

где li - протяженность каждого участка с коэффициентом обеспеченности расчетной скорости kpci, км;

L - общая протяженность обследуемого участка, км.

Методика предусматривает выбор итогового коэффициента обеспеченности расчетной скорости () по тому параметру, который дает его минимальное значение. Использование коэффициентов обеспеченности расчетной скорости позволяет определять скорость одиночного автомобиля при фактическом состоянии дорожных условий.

Методика расчетов отражена в нормативной литературе и реализована в виде прикладной программы, входящей в состав программного обеспечения REGION автоматизированного банка дорожных данных (АБДД «Дорога»). Это делает возможным проведение серии расчетов по моделированию скорости движения транспортных потоков в зависимости от погодных условий. Расчеты могут быть проведены как для конкретной дороги, так и для сети дорог с учетом их реального транспортно-эксплуатационного состояния. Проведению таких расчетов способствуют следующие факторы:

- постоянная наполняемость АБДД «Дорога» результатами диагностических обследований сети федеральных дорог в России;

- открытый формат баз данных, т.е. возможность вносить в них изменения, необходимые для исследований;

- возможность создания резервных копий баз данных, позволяющих проводить необходимые расчеты по исследованию влияния погодных условий на скорость движения без нарушения целостности существующих информационных баз, используемых для решения производственных задач.

Результаты моделирования скорости движения транспортных потоков на основе информации и программного обеспечения АБДД «Дорога» [102] показали их хорошее совпадение с результатами экспериментальных исследований по определению скорости движения транспортных потоков [27, 30].

В качестве выходных данных программы REGION выступают значения итогового коэффициента обеспеченности расчетной скорости. На их основе может быть решена обратная задача по определению скорости движения транспортного потока.

Для этого необходимо воспользоваться расчетными формулами, предложенными А.П. Васильевым.

На основе рассчитанных значений  определяется средняя скорость свободного движения автомобиля по формуле

(14)

где t - величина доверительного интервала, соответствующая принятой для расчетов доверительной вероятности;

σV - среднее квадратичное отклонение для скорости;

α0, b - эмпирические коэффициенты для определения σV [119].

Средняя скорость движения для транспортного потока определяется по формуле

(15)

где α - коэффициент, учитывающий влияние интенсивности движения;

β - коэффициент, учитывающий состав транспортного потока;

N - интенсивность движения, авт./сут.

Учесть влияние погодных факторов на скорость движения автомобиля возможно на основе изменения информации некоторых баз данных в АБДД «Дорога». Перечень необходимых изменений приведен в табл. 4.

Таблица 4

Изменения дорожных и транспортных параметров в АБДД «Дорога» для расчета скорости движения транспортных потоков в зимний период

Базы данных АБДД «Дорога»

Изменения, которые необходимо внести в АБДД «Дорога» для расчета скорости движения транспортного потока

наименование

Содержание информации

intens

Интенсивность и состав движения

Ввести к среднегодовой интенсивности движения поправочные коэффициенты с учетом изменений в зимний период или фактические данные учета интенсивности движения (при их наличии)

oboch_l

oboch_p

Данные о ширине и состоянии левой и правой обочин

Внести изменения в соответствии с требованиями к уровню содержания дороги

Ukrep

Ширина проезжей части

То же

Scepl

Данные о коэффициенте сцепления

Принять значения коэффициента в зависимости от вида скользкости и возможного состояния покрытия

Widim

Данные о видимости в плане и продольном профиле

Принять значения метеорологической дальности видимости в зависимости от интенсивности выпадения осадков

3.3. Возможные схемы организации работ по зимнему содержанию дорог с использованием химического метода борьбы с зимней скользкостью и их экологическая оценки

Организация работ по зимнему содержанию дорог может привести к различной экологической нагрузке на придорожную полосу. Степень загрязнения окружающей среды в зоне прохождения дороги будет зависеть от используемых технологий борьбы с зимней скользкостью, норм распределения противогололедных материалов и, как следствие, времени нахождения дорожного покрытия в неблагоприятном для условий движения состоянии [122, 123, 124]. Большое влияние на эти процессы оказывает степень учёта погодных факторов при организации работ по борьбе с зимней скользкостью.

Так как влияние метеорологических факторов на условия движения по дороге полностью исключить невозможно, особое значение приобретает правильный выбор стратегии ее содержания в зависимости от сложившихся или ожидаемых погодных условий [125]. Обеспечение высоких сцепных качеств покрытия способствует бесперебойному и безопасному движению транспортах средств, а также снижению уровня его выбросов в атмосферу. Для достижения высоких потребительских свойств дороги в зимний период необходимо использовать значительное количество противогололедных материалов для ликвидации скользкости в директивные сроки.

Таким образом, для улучшения экологической обстановки в придорожной полосе в зимний период необходимо решить две противоположные задачи:

- уменьшить время нахождения дороги в неблагоприятном для условий движения состоянии;

- уменьшить количество противогололедных материалов загрязняющих придорожную полосу.

Для выбора наиболее рациональной схемы организации работ по зимнему содержанию дорог следует сравнить все возможные способы ее осуществления с точки зрения безопасности движения, экологии и экономии средств.

Для оценки экологической ситуации в придорожной полосе было проведено сравнение четырех вариантов организации работ по борьбе с зимней скользкостью. Каждый из них отличается степенью учета погодных условий, что приводит к различному количеству противогололедных материалов, расходуемых на восстановление сцепных качеств покрытий, и к различному времени нахождения дороги в неблагоприятном состоянии, снижающем скорость и безопасность движения транспортных средств, увеличивающем уровень транспортного загрязнения [102, 126].

Схема 1. Традиционная схема организации зимнего содержания, практикуемая в большинстве дорожных организаций. Ее особенность состоит в том, что погодные условия при проведении работ по борьбе со скользкостью практически не учитываются. Существующая организация метеорологического обеспечения дорожных организаций не способствует повышению эффективности проведения работ по борьбе с зимней скользкостью. Она не позволяет учитывать оперативную текущую и ожидаемую погодную ситуацию и, следовательно, выбирать оптимальные нормы распределения противогололедных материалов для ликвидации зимней скользкости.

Этому не способствует и имеющееся техническое оснащение дорожных организаций. Используемые в эксплуатационных подразделениях машины для зимнего содержания дорог не позволяют дифференцировать нормы расхода противогололедных материалов в зависимости от погодных условий.

При данной схеме организации зимнего содержания работы по борьбе с зимней скользкостью начинаются с момента ее обнаружения. Причем расходы хлористых солей не отражают их действительной потребности, необходимой для ликвидации скользкости.

Для анализа экологической обстановки при данной схеме организации зимнего содержания принимались нормы распределений хлоридов, определенные в ходе опытно-экспериментальных работ, проведенных В.П. Подольским [16]. Распределение пескосоляной смеси осуществлялось автомобилем КДМ-130 при скорости 30 км/ч и составило 125 г/м2. Смесь содержала 89 г песка (71,2%) и 36 г соли (28,8%). Общий расход соли за зимний период определялся по количеству выполненных обработок по формуле

QТР = 10-6BL gфактnобр

(16)

где QТР - расход соли по традиционной схеме организации зимнего содержания, г/м2;

В - ширина обрабатываемого участка, м;

L - протяженность обрабатываемого участка, м;

gфакт - фактическая норма расхода хлоридов, г/м2;

побр - количество обработок.

Продолжительность нахождения покрытия в условиях зимней скользкости принималась равной директивному времени на уборку гололедных отложений. Предполагалось, что если нормы распределения выбраны правильно, то ликвидация ледяных отложений производится в нормативный срок. Если изменение погодных условий приводит к необходимости досыпки ПГМ с увеличенными нормами или к тому, что их применение становится неэффективным, то продолжительность нахождения дороги в условиях зимней скользкости принималась равной времени существования погодных условий, благоприятных для образования скользкости. Для случаев образования снежного наката и рыхлого снега она равна суммарной продолжительности снегопада и директивного времени уборки отложений после его окончания.

Как показывает анализ результатов расчета, для данной схемы организации работ нормы распределения противогололедных материалов 36 г/м2 являются избыточными для ликвидации рыхлого снега и снежного наката при температурах воздуха до -10°С и недостаточными для расплавления льда при температурах воздуха ниже -2°С. Это приводит либо к нерациональному избыточному расходу соли, либо к необходимости проведения повторных обработок покрытий. Из дальнейшего рассмотрения эта схема организации работ была исключена.

Схема 2. Схема организации работ по зимнему содержанию, при которой выбор норм распределения противогололедных материалов зависит от температуры воздуха в момент начала работ по борьбе с зимней скользкостью. В соответствии с рекомендациями ВСН 20-87 нормы расхода противогололедных материалов зависят от вида применяемых солей, вида и толщины снежно-ледяных отложений и температуры воздуха [13]. Продолжительность нахождения покрытия в условиях зимней скользкости принимается как и в первой схеме организации работ.

Для определения температуры воздуха и измерения количества осадков ВСН 20-87 рекомендует организацию простейших дорожных метеопостов. Однако их обустройство не получило распространения в дорожных организациях, так как оно требует специальных приборов и постоянного проведения измерений. Кроме того, измерение осадков после их выпадения возможно на метеостанциях, но нецелесообразно в дорожных организациях, где борьбу со скользкостью нужно проводить немедленно с момента ее возникновения для обеспечения безопасности движения и выполнения требований нормативных документов к эксплуатационному состоянию покрытия.

Преимущество данной организации работ состоит в возможности контролирования на метеопостах температурного режима, что позволяет корректировать нормы распределения противогололедных материалов при изменении температуры воздуха. В случае понижения температуры в период борьбы с зимней скользкостью следует производить досыпку солей или отказаться от химических способов обработки покрытия и применять фрикционные материалы для повышения коэффициента сцепления.

Общий расход соли для этой схемы организации работ определялся по формуле

QВСН = 10-6BL(gгnг + gснnсн + gдосnск.низк.т),

(17)

где QBCН - расход соли в соответствии с рекомендациями ВСН 20-87, г/м2;

gг - нормы расхода противогололедных материалов для ликвидации стекловидного льда, г/м2;

gсн - то же, для рыхлого снега и снежного наката, г/м2;

gдос - то же, при досыпке при понижении температуры воздуха, г/м2;

пг, псн - соответственно количество обработок покрытия при гололеде и снежном накате;

пск.низк.т - количество дополнительных обработок при понижении температуры воздуха.

Нормы дифференцируются в зависимости от температуры воздуха (ТB) и количества выпавших осадков (h)

g = f(TB, h).

(18)

Схема 3. Для повышения эффективности применения противогололедных материалов и уменьшения количества случаев, при которых необходима досыпка противогололедных материалов при изменении погодных условий, была рассмотрена схема организации работ, учитывающая прогноз минимальной температуры воздуха в период образования скользкости. Использование норм расходов хлоридов по средней температуре воздуха в период образования скользкости с учетом прогноза минимальной температуры дает возможность исключить досыпку соли или заранее отказаться от ее применения.

Необходимое количество противогололедных материалов для данной схемы организации работ определялось по формуле

QTB = 10-6BLgminnск,

(19)

где QTB - количество соли с учетом прогноза минимальной температуры воздуха, г/см2;

gmin - норма расхода хлоридов при ожидаемой минимальной температуре воздуха, г/м2;

nск - количество случаев образования скользкости.

Схема 4. Наиболее эффективными с экологической и экономической точек зрения являются профилактические мероприятия, основанные на использовании сверхкраткосрочных специализированных дорожных прогнозов (производственно-технологических предупреждений).

Использование оперативной метеорологической информации и прогноза образования зимней скользкости с малой заблаговременностью (от 1 до 3 ч) позволяет предотвратить образование скользкости за счет своевременного распределения противогололедных материалов с минимальными нормами, уменьшить время нахождения покрытия в неблагоприятном состоянии, повысить безопасность движения, снизить выбросы транспортных средств.

При профилактической обработке покрытия для предотвращения образования гололедных отложений достаточно распределения 5 - 15 г реагента на 1 м2 покрытия.

Действующие в России нормативные документы рекомендуют проводить только профилактическую обработку снежных отложений на покрытии с целью предотвращения образования снежного наката. Она производится при снегопадах с интенсивностью свыше 0,5 мм/ч (в пересчете на воду). При выборе норм распределения необходимо учитывать не только температуру воздуха и снега, но и количество осадков, интенсивность и продолжительность их выпадения, которые определяют количество циклов обработки покрытия.

Продолжительность каждого цикла обработки состоит из чередующихся этапов: выдержки, обработки снежных отложений реагентами, интервала срабатывания реагента, сгребания и сметания снега.

При снегопадах с интенсивностью менее 0,5 мм/ч рекомендуется патрульная снегоочистка без использования химических реагентов.

Трудность практического использования данного метода состоит в необходимости определения интенсивности осадков в период их выпадения.

При расчете необходимого количества противогололедных материалов для данной схемы организации работ учитывалась оправдываемость специализированных прогнозов. Если надежность прогноза, т.е. вероятность правильного распознавания скользкости на покрытии, равна Р, то вероятность ошибочного распознавания составит (1 - Р) и в этих случаях борьбу с зимней скользкостью придется вести традиционными способами. Исходя из этого, общее количество противогололедных материалов определялось по формуле

Qпр = 10-6BL(nг + nсн)[Pgпр + (1-P)gфакт],

(20)

где gпр, gфакт - соответственно нормы расхода хлоридов при профилактической обработке и при борьбе с зимней скользкостью, г/м2.

Для правильно спрогнозированных случаев образования гололедных отложений примем продолжительность нахождения покрытия в условиях зимней скользкости равной нулю (за счет профилактики образования скользкости). Для остальных случаев и для снежных отложений расчет продолжительности не отличается от предыдущих схем организации работ.

Приведенные формулы могут использоваться для расчетов при наличии статистической информации о случаях образования зимней скользкости и погодных условиях, сопутствующих этим процессам. Из-за отсутствия такой информации в дорожных организациях, она была получена в результате проведения серии вычислительных экспериментов с использованием математических моделей, описывающих процессы образования скользкости различных видов [127, 128]. Модели, реализующие их алгоритмы и программный комплекс разработаны Т.В. Самодуровой [129]. Адекватность моделей проверена в ходе экспериментальных работ [102].

Результаты моделирования состояния дорожного покрытия, информация о количестве случаев образования и продолжительности нахождения скользкости на покрытии, а также наличие подробной метеорологической информации позволяют рассчитать действительную потребность в противогололедных материалах и ресурсах для зимнего содержании дорог, обеспечить требуемую безопасность движения, оценить экологическую ситуацию придорожной полосы при различных схемах организации работ по зимнему содержанию дорог.

3.4. Результаты расчета количества хлоридов, необходимых для зимнего содержания дорог при различных схемах организации работ

Методы математического моделирования позволяют рассчитать необходимое количество противогололедных материалов при различных схемах организации зимнего содержания дорог. В основу расчета могут быть положены результаты моделирования состояния дорожного покрытия по данным метеостанций (моделирование проводилось на примере метеостанции «Воронеж» за 15 лет наблюдений).

Все случаи зимней скользкости, для ликвидации которых используются хлориды, были разбиты на три группы:

- образование снежного наката, наличие рыхлого снега;

- образование стекловидного льда в результате выпадения тающих твердых, переохлажденных или непереохлажденных жидких осадков на дорожное покрытие, имеющее отрицательную температуру (для этого вида скользкости в дальнейшем используется термин «гололед»);

- образование стекловидного льда в результате замерзания влаги, имеющейся на покрытии (для этого вида скользкости в дальнейшем используется термин «гололедица»).

Последние две группы обледенения, формирующие на покрытии слой стекловидного льда, приводят к одинаковым условиям движения транспортных средств, но различаются метеорологическими условиями образования и динамикой изменения погодных условий в процессе и после образования скользкости. Скользкость второй группы образуется на фоне повышения температуры воздуха, для третьей группы характерно ее резкое понижение, что может привести к необходимости повторной обработки покрытия противогололедными материалами [129].

Результаты моделирования использовались для определения количества противогололедньк материалов и сравнения различных схем организации работ по борьбе с зимней скользкостью.

Количество соли, необходимое для ликвидации зимней скользкости, рассчитывалось в зависимости от вида скользкости, начальной, средней и минимальной температур воздуха, количества осадков, их интенсивности и продолжительности выпадения, директивных сроков ликвидации зимней скользкости. При расчетах использовались сформированные в ходе вычислительных экспериментов базы данных состояния дорожного покрытия и метеорологической информации.

Общее количество соли для каждой из схем организации работ определялось по вышеприведенным формулам.

Требуемый расход противогололедных материалов для всех схем организации работ по зимнему содержанию дорог был посчитан отдельно для случаев ликвидации снежного наката и стекловидного льда из-за различия технологий организации работ и норм распределения. Графики расхода соли для борьбы со стекловидным льдом представлены на рис. 3.

Рис. 3. Графики расхода соли для борьбы с зимней скользкостью в виде стекловидного льда:

 - по нормам ВСН 20-8 7 (по начальной температуре воздуха с учетом досыпки), gср = 416 г/м2;  - то же, (с учетом прогноза минимальной температуры), gср = 368 г/м2;  - при профилактической обработке, gср = 228 г/м2

Анализ графиков показывает, что наиболее целесообразной является профилактическая обработка покрытия (средний расход соли 228 г/м2 в год). Обработка покрытия с учетом норм ВСН 20-87 для температуры воздуха в момент начала работ по ликвидации скользкости требует досыпки хлоридов при понижении температуры (в среднем 96 г/м2 за сезон). Общий среднегодовой расход соли с учетом досыпки противогололедных материалов при понижении температуры воздуха составляет 416 г/м2. Прогноз изменения температуры воздуха и выбор с его учетом норм распределения хлоридов позволяет сократить количество соли в среднем до 368 г/м2. Таким образом, профилактическая обработка покрытия на основе использования краткосрочных специализированных дорожных прогнозов позволяет в среднем экономить 140 - 190 г/м2 соли за сезон. Результаты расчетов ПГМ, расходуемых для различных видов зимней скользкости, приведены в табл. 5.

Их анализ показывает, что при любой схеме организации работ основной расход соли (более 80%) требуется для ликвидации и профилактики образования снежного наката во время снегопадов.

Для улучшения экологического состояния придорожных территорий совершенствованию технологии производства таких работ следует уделить особое внимание.

Таблица 5

Расход противогололедных материалов для борьбы с различными видами зимней скользкости

Схема организации работ по зимнему содержанию дорог

Расход соли для ликвидации различных видов зимней скользкости, %

стекловидный лед

снежный накат (рыхлый снег)

2

19,3

80,7

3

18,6

81,4

4

15,8

84,2

Общий расход соли для борьбы с зимней скользкостью представлен на рис. 4.

Анализ графиков позволяет сделать вывод, что годовая потребность противогололедных материалов для обработки покрытия с учетом количества выпадающих осадков, начальной и минимальной температуры воздуха превосходит среднегодовую (экологически безопасную) норму по ВСН 20-87, равную 1,5 кг/м2 (для III дорожно-климатической зоны). Однако, если эти нормы не будут выдержаны при снегопадах, на покрытии под воздействием транспортных средств образуются отложения, приводящие к формированию снежного наката.

Рис 4. Графики расхода соли для борьбы с зимней скользкостью;

 - по нормам ВСН 20-87 (по начальной температуре воздуха с учетом досыпки), gср = 416 г/м2;  - то же, (с учетом прогноза минимальной температуры), gср = 368 г/м2;  - при профилактической обработке, gср = 228 г/м2

Среднегодовое значение расхода соли для второй и третьей схем организации работ незначительно отличаются друг от друга (на 9%). Но при второй схеме организации работ требуется дополнительный расход хлоридов на досыпку, а учет изменения температуры позволяет избегать нерационального использования противогололедных материалов и траты времени и средств на вторичную обработку покрытия.

Профилактическая обработка покрытий в среднем позволяет экономить от 540 до 720 г/м2 соли за год, что существенно снижает ее расход и нагрузку на придорожную полосу.

Средний расход соли за зимний сезон для борьбы с образованием снежного наката на 100 км дорог различных категорий представлен в табл. 6.

Таблица 6

Средний расход соли для ликвидации снежного наката для 100 км дорог различных категорий

Схема организации работ

Расход соли для дорог различных категорий, т

I

(16,5 м)

II

(9,0 м)

III

(8,0 м)

IV

(7,0 м)

2

3183 + 380 (досыпка)

1736 + 208 (досыпка)

1543 + 185 (досыпка)

1350 + 162 (досыпка)

3

3263

1773

1582

1384

4

2381

1299

1154

1010

Примечание. В скобках указана ширина обрабатываемого покрытия.

Как видно из анализа табл. 6, применение профилактической обработки с использованием специализированных дорожных прогнозов позволяет экономить 880 - 1100 т соли на 100 км для дорог I категории; 474 - 645 т - для дорог II категории; 428 - 570 т - для дорог III категории; 374 - 500 т - для дорог IV категории, а также уменьшить время нахождения покрытия в экологически неблагоприятном состоянии, увеличить скорость движения транспортных средств, снизить уровень выбросов отработавших газов автомобилями.

Однако следует сделать вывод, что даже профилактический метод борьбы со скользкостью во время снегопадов не экологичен, так как снегопады могут иметь большую продолжительность, различное количество осадков или их высокую интенсивность, что по нормам ВСН 20-87 приводит к значительному расходу противогололедных материалов (в отдельные годы более 2,5 кг/м2, см. рис. 4), что не соответствует максимальному расходу соли, допустимому по требованиям охраны природной среды.

Для ликвидации снежного наката более целесообразно проводить патрульную снегоочистку с использованием современных высокопроизводительных снегоочистителей. Для предотвращения образования скользкости в виде стекловидного льда наиболее рациональна профилактическая обработка покрытия на основе информации специализированных дорожных прогнозов.

3.5. Оценка уровня выбросов транспортных средств при различных схемах организации зимнего содержания дорог

При оценке уровня выбросов транспортных средств в зимний период необходимо учитывать состояние покрытия, формирующееся под воздействием погодно-климатических факторов, скорость движения транспортных средств, соответствующую данному состоянию покрытия, изменение интенсивности и состава движения. Учет этих факторов при моделировании позволяет определить уровни транспортных выбросов и проследить динамику их изменения в зимний период, сравнив полученные данные с эталонными летними условиями.

При моделировании, в зависимости от состояния покрытия, определялась скорость движения транспортного потока и соответствующий ей уровень выбросов.

Для определения вероятности превышения выбросов СО и NO2 над ПДК при различных состояниях покрытия построены кумулятивные кривые их распределения, представленные на рис. 5. Анализ графиков показывает, что превышение ПДК по СО будет наблюдаться приблизительно в 70% случаев при наличии на покрытии стекловидного льда. При этом в 50% случаев уровень выбросов будет находиться в пределах от 3,0 до 3,5 мг/м3, в 20% случаев - от 3,5 до 4,0 мг/м3. При всех остальных состояниях покрытия вероятность превышения ПДК по СО составляет менее 5% случаев.

Вероятность превышения ПДК по NO2 наблюдается в 28% случаев при сухом покрытии, в 24% случаев при мокром покрытии (за счет небольшого снижения скорости движения, более оптимальной по уровню выбросов); в 92% случаев при наличии рыхлого снега; в 90% случаев при снежном накате и в 99% случаев при гололеде. При этом размеры выбросов NO2 при соответствующих условиях движения могут во много раз превышать ПДК. Вероятность размеров превышения ПДК выбросами NO2 при различных состояниях покрытия показана на рис. 6.

Рис. 5. Кумулятивные кривые распределения выбросов транспортных средств (а, б) при различных состояниях дорожного покрытия в зимний период:

1 - сухое покрытие; 2 - мокрое покрытие; 3 - наличие рыхлого снега; 4 - снежный накат; 5 - стекловидный лед

Рис. 6. Вероятность превышения ПДК выбросами NO2 при различных состояниях дорожного покрытия:

1 - в 2 раза; 2 - в 3 раза; 3 - в 4 раза; 4 - в 5 раз; 5 - в 6 раз;

С - сухое покрытие; М - мокрое покрытие; PC - рыхлый снег; СН - снежный накат; Г - гололед

Анализ графиков на рис. 6 позволяет сделать вывод, что вероятность превышения ПДК в 2 раза при наличии на покрытии рыхлого снега и снежного наката наблюдается для 84 - 86% случаев их образования, а при наличии стекловидного льда доходит до 100%. Вероятность превышения ПДК в 3 раза для снежного наката составляет 45%, для рыхлого снега - 66%, а для стекловидного льда - 95%. Вероятность превышения ПДК в 4 раза у стекловидного льда очень высока и достигает 90%, у рыхлого снега - 40%, у снежного наката - 25%. Вероятность превышения ПДК в 5 раз составляет для стекловидного льда 77%. Третья часть всех случаев образования стекловидного льда приводит к превышению ПДК в 6 раз.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что предотвращение скользкости и сохранение покрытия в сухом или мокром состоянии в 90% случаев снижает уровень выбросов по СО в 1,6 раза, что не превышает ПДК. Уровень выбросов по NO2 уменьшается в 4,25 раза. При этом вероятность выбросов, находящихся в допустимых пределах, увеличивается до 72 - 76%. Предотвращение образования снежного наката в 90% случаев позволяет снизить выбросы NO2 в 2,5 раза, а очистка покрытия от рыхлого снега снижает их в 2,75 раза.

Полученные результаты позволяют выявить основные закономерности изменения уровня экологического загрязнения придорожной полосы через состояние покрытия, получить прогностические зависимости выбросов автомобилей при различных схемах организации работ по зимнему содержанию и оценить их с экологической и экономической точек зрения.

На уровень загрязнения придорожных территорий будет оказывать влияние продолжительность нахождения покрытия в условиях зимней скользкости. Диаграмма расчетной продолжительности для различных схем организации работ по зимнему содержанию дорог представлена на рис. 7.

Рис 7. Диаграмма продолжительности похождения покрытия в условиях зимней скользкости при различных схемах организации работ по зимнему содержанию дорог

Анализ диаграммы показывает, что при переходе на профилактические мероприятия продолжительность нахождения покрытия в условиях зимней скользкости снижается почти в 8 раз.

3.6. Оценка экономической эффективности и экологической безопасности различных схем организации работ по зимнему содержанию дорог

Экономический эффект от снижения загрязнения придорожных территорий будет получаться за счет уменьшения ущерба, наносимого окружающей среде при различных схемах зимнего содержания. Он будет складываться из экономического эффекта от сокращения расхода соли, уменьшения загрязнения придорожной полосы хлоридами, снижения выбросов автомобилями за счет увеличения скорости движения транспортных средств при ликвидации скользкости или сокращении времени нахождения покрытия в условиях зимней скользкости [130, 131, 132, 133, 134].

Экономический эффект от сокращения расхода соли определяется по формуле

ЭNaCl = CNaClΔQ,

(21)

где CNaCl - отпускная цена на 1 т соли, р.;

ΔQ - сокращение расхода соли, т.

Экономический эффект, полученный при профилактической обработке покрытия с учетом краткосрочных специализированных прогнозов и рассчитанный в базисных ценах 1991 г. на 100 км дороги, приведен ниже.

Категория дороги                                                           Экономический эффект, тыс. р

I                                                                                        13,2 - 16,5

II                                                                                       7,1 - 9,7

III                                                                                      6,4 - 8,6

IV                                                                                     5,6 - 7,5

Ущерб от загрязнения окружающей среды хлоридами определяется по формуле

Уi = γσfimiAx,

(22)

где γ - коэффициент, переводящий балльную оценку в стоимостную (в базисных ценах γ - 3,32 р./т);

σ - коэффициент, оценивающий состав реципиентов, на которые воздействует вредное вещество (определяется по специальным таблицам [135], σрасч - 4);

fi - безразмерный коэффициент, оценивающий рассеивание примесей;

т1 - общее количество выбросов i-го вещества, т;

Ах - коэффициент относительной агрессивности загрязняющего вещества.

Величина экологического ущерба от загрязнения окружающей среды хлоридами при зимнем содержании дорог различных категорий представлена в табл. 6.

Таблица 6

Ущерб от загрязнения окружающей среды хлоридами

Схема организации работ

Ущерб от загрязнения окружающей среды для дорог различных категорий, р.

I

(16,5м)

II

(9,0 м)

III

(8,0 м)

IV

(7,0 м)

2

141,9

77,5

68,8

60,2

3

130,0

70,6

63,0

55,1

4

94,9

51,8

46,0

40,2

Примечание. В скобках указана ширина обрабатываемого покрытия.

Экономический эффект за счет уменьшения загрязнения окружающей среды противогололедными солями рассчитывается по формуле

ЭОС = γσfi(m1 - m2)Ax,

(23)

где т1, т2 - общее количество хлоридов соответственно до и после внедрения профилактических мероприятий, т.

Экономический эффект, полученный при переходе на профилактическую обработку покрытия, по данным краткосрочных специализированных прогнозов, в базисных ценах 1991 г. на 100 км дорог, приведен ниже.

Категория дороги                                                           Экономический эффект, тыс. р.

I                                                                                                    35,1 - 47,1

II                                                                                                   18,9 - 25,7

III                                                                                                 17,1 - 22,9

IV                                                                                                 14,9 - 18,1

Для оценки эффективности осуществляемых мероприятий по зимнему содержанию дорог может быть определена величина экономического ущерба от выбросов автомобилей. Существующая методика учитывает только коэффициенты влияния уровня технического состояния автомобилей и среднего возраста парка [30]. При этом коэффициент влияния погодно-климатических условий принимается равным единице. Для учета изменения уровней выбросов при наличии скользкости на покрытии в расчетную формулу предлагается ввести коэффициент, учитывающий изменение уровня выбросов при различном состоянии дорожного покрытия. Тогда расчет ущерба может производиться по формуле

Уi = γσfiMiKim,

(24)

где Mi - общее количество выбросов i-го вещества, т/ч;

(25)

Аi - коэффициент относительной агрессивности загрязняющего вещества CO = 1,0,  = 41,1);

mij - масса i-го вещества, выбрасываемая j-м типом двигателя внутреннего сгорания (ДВС);

п - количество типов автомобилей;

К - коэффициент, учитывающий изменение уровня выбросов i-гo вещества при m-м состоянии покрытия (KСОс.м = 1,0; КCOpc.см = 1,2;  = 1,75;  = 1,0;  = 2,5;  - 2,75);

При расчете ущерба необходимо принимать состав движения транспортных средств, соответствующий зимнему периоду (на основе обработки данных учета интенсивности движения):

- 49% грузовых автомобилей (из них 25% - с бензиновым ДВС, 24% - с дизельным ДВС);

- 48% легковых автомобилей;

- 3% автобусов.

Количество выбросов СО и NO2 в атмосферу и оценку экономического ущерба, наносимого при этом окружающей среде, удобно определять графически.

На рис. 8 представлены графики, построенные по формулам (24) и (25). Они связывают такие параметры, как интенсивность движения, состояние покрытия, количество выбросов в час и экономический ущерб, получаемый для 100 км пробега автомобилей.

Экономический эффект может быть посчитан путем сопоставления ущерба для скользкого покрытия с ущербом для покрытия без зимней скользкости. Это позволяет оценить различные схемы организации работ при зимнем содержании

(26)

Расчет экономического эффекта при сокращении скользкости на покрытии на 1 ч в базисных ценах приводится в табл. 7.

Расчеты показали, что для участка магистрали М4 «Дон-1» при среднесуточной интенсивности движения зимой 5636 авт./сут (428 авт./ч) экономический эффект от ликвидации одного случая образования скользкости на 1 км дороги в базисных ценах 1991 г. составляет:

Эr = 430,0 р. - для стекловидного льда; Эсн = 221,8 р. - для снежного наката; Эрс = 117,4 р. - для рыхлого снега.

В составе экономического эффекта, кроме экологических показателей, учтено снижение количества ДТП и повышение скорости движения [102].

Рис. 8. Номограммы для определения ущерба от загрязнения атмосферы выбросами СО (а) и NO2 (б) для 100 км пробега автомобилей при различных состояниях дорожного покрытия (в базисных ценах 1991 г.)

Таблица 7

Определение экономического эффекта от снижения выбросов автомобилей за счет ликвидации скользкости на покрытии

Вид устраняемой скользкости

Экономический эффект, р., при интенсивности движения, авт./ч

500

400

300

200

100

Выбросы СО

Рыхлый снег (снежный накат)

10,1

8,1

6,1

4,0

2,0

Стекловидный лед

28,7

23,0

17,2

11,5

5,7

 

Выбросы NO2

Снежный накат

215,6

172,5

129,4

86,2

43,1

Рыхлый снег

253,8

203,0

152,3

101,5

50,8

Стекловидный лед

472,7

378,2

283,6

189,1

94,5

4. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В РЕШЕНИИ ПРОБЛЕМ ОХРАНЫ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ ПРИ ЗИМНЕМ СОДЕРЖАНИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

4.1. Экологические показатели в системе управления содержанием автомобильных дорог

Программа повышения экологической безопасности автомобильных дорог разработана в рамках реализации Федеральной Программы «Дороги России». Необходимость ее разработки вызвана тем, что на сегодняшний день в нашей стране отсутствуют экономические стимулы для защиты природы. Все технологии были и остаются затратными, а все мероприятия по охране и защите природной среды удорожают производственные процессы. Контроль выполнения законов об охране окружающей среды носит формальный характер. Целью программы является минимизация экологического ущерба, наносимого собственно автомобильными дорогами (комплексом инженерных сооружений), транспортными средствами (движущимися по дороге) и производственными предприятиями, а также создание условий и организация деятельности в отрасли с целью повышения экологической безопасности эксплуатации дорог, технологий их содержания [136].

При решении задач управления зимним содержанием автомобильных дорог, наряду с показателями безопасности движения, экологические показатели выступают в качестве определенных ограничений, требующих изменения и совершенствования технологий производства работ.

Особенно возрос интерес к решению этих проблем в последнее десятилетие и в основу решения задач управления зимним содержанием дорог как в Европейских странах [137, 138, 139], так и в США [140] положены такие аспекты, как:

- безопасность дорожного движения;

- экономичность работ по содержанию;

- обеспечение всей необходимой информацией пользователей дорог;

- охрана окружающей среды.

Большое внимание уделяется использованию в процессах управления зимним содержанием дорог информационных технологий и телекоммуникационного обеспечения (средств связи). Поддерживаются и развиваются следующие приоритетные направления политики в управлении зимним содержанием дорог:

- совершенствование стандартов на зимнее содержание дорог;

- развитие техники и технологий производства работ;

- совершенствование специализированного метеорологического обеспечения;

- регламент производства работ по содержанию в зависимости от сложившихся или ожидаемых погодных условий;

- обучение персонала.

Ужесточение требований к уровню содержания автомобильных дорог приводит к необходимости более четкой организации этого процесса и совершенствованию методов оперативного управления. Для процессов зимнего содержания дорог основными причинами этого являются:

- развитие и усложнение техники для зимнего содержания дорог;

- необходимость перехода на более «гибкие» технологии содержания, которая обусловлена не только повышенными требованиями к уровню содержания дорог, но и ограниченными финансовыми средствами, выделяемыми на зимнее содержание дорог, а также ужесточением экологических требований;

- внедрение совершенных технических средств по сбору, обработке и передаче оперативной информации о состоянии сети дорог и значениях погодных параметров;

- все более широкое использование новых информационных технологий в процессах управления.

4.2. Специализированное метеорологическое обеспечение зимнего содержания дорог

Развитие специализированного метеорологического обеспечения является основой перехода на профилактику образования скользкости при зимнем содержании дорог, так как оно полностью зависит от погодных условий.

Для организации зимнего содержания дорог и проведения работ по ликвидации или профилактике образования зимней скользкости дорожные организации практически во всех странах мира используют специализированные дорожные прогнозы и прогнозы погоды общего назначения, разработка которых осуществляется различными службами.

Совершенствование метеорологического обеспечения дорожных организаций в Национальных службах погоды идет по пути пространственной детализации прогнозов и совершенствования методов прогноза метеорологических величин, влияющих на образования зимней скользкости (осадки, их агрегатное состояние, температура воздуха, скорость и направления ветра и т.д.).

Основной дорожный фактор, который определяет условия образования скользкости - температура дорожного покрытия. Для ее прогноза метеорологической информации, поступающей с наблюдательной метеорологической сети, недостаточно. По этой причине в конце 70-х годов прошлого века начались разработки различных дорожных датчиков и сигнализаторов гололеда. Датчики подразделялись на пассивные и активные. Пассивные датчики фиксировали образование льда на покрытии, а с помощью активных подогреваемых или охлаждаемых датчиков появилась возможность заблаговременно предупреждать о возможности образования скользкости на дорожном покрытии. Сначала они использовались в качестве опытных образцов, а информация об образовавшейся скользкости или возможности ее появления на дороге передавалась в виде определенного сигнала в дорожно-эксплуатационную организацию. Такие автоматические системы оповещения разрабатывались практически во всех странах.

Дорожные организации Финляндии в 80-е годы XX века обратились к фирме Vaisala с просьбой разработать автоматическую дорожную метеостанцию. Эта фирма делала аналогичное оборудование для взлетно-посадочных полос (ВПП) аэродромов. В середине 80-х годов появилась первая автоматическая дорожная метеорологическая станция (АДМС).

Для повышения надежности, детальности и оперативности специализированных дорожных прогнозов при их разработке необходимо использовать данные о значениях метеорологических параметров вблизи обслуживаемого участка дороги, которые можно получить с любой периодичностью. Это позволяют сделать только автоматические дорожные метеорологические станции (АДМС), представляющие систему датчиков, измеряющих метеорологические и дорожные параметры. В настоящее время можно говорить о системе дорожного метеообеспечения, в которую, кроме АДМС, входят устройства для сбора информации, линии связи для передачи ее в центр обработки, технические и программные средства для обработки всей поступающей информации и выдачи предупреждений об изменении состояния дорожного покрытия и опасных условиях для пользователей дорог. Дальнейшее совершенствование таких систем идет по пути разработки более надежных и гибких алгоритмов прогноза.

Автоматические дорожные метеостанции установлены на дорогах США, Канады, Японии, практически во всех европейских странах. Собственные дорожные метеорологические системы эффективно используются в Скандинавских странах, начато создание систем в Латвии, Литве и Эстонии. Имеется опыт работы АДМС и в отдельных регионах России (Москва и Московская область, Ленинградская область).

В настоящее время АДМС изготавливаются в нескольких европейских странах, и один из самых крупных производителей - швейцарская фирма Boschung Mecatronic. Фирмой разработаны установки автоматического нанесения противогололедных материалов на покрытие дороги или моста без вмешательства дорожных рабочих. Система представляет экологически замкнутый цикл распределения растворов противогололедных материалов. В состав установки входит насосная станция и хранилище противогололедных реагентов. Распределение раствора производится под давлением через специальные клапаны со встроенной разбрызгивающей головкой. Включение системы производится автоматически, так как она соединена с АДМС. При обнаружении гололеда на дорожном датчике производится распределение противогололедного реагента.

Опыт работы Национальных служб погоды и крупных фирм-производителей АДМС говорит о том, что специализированному гидрометеорологическому обеспечению зимнего содержания дорог и участников движения уделяется большое внимание в мире. Важность решения этих вопросов подтверждается и тем, что уже около 10 лет существует и активно работает Международная постоянно действующая комиссия по дорожной метеорологии SIRWEC. Она считает своей основной задачей объединение усилий дорожников и метеорологов в решении задач специализированного метеорологического обеспечения дорожных организаций. Обмен результатами исследований, практическими достижениями и направлениями совершенствования дорожного метеообеспечения производится на международных конференциях, в которых принимают участие представители дорожных организаций и метеорологи [141, 142].

Существующая во многих странах система метеорологического обеспечения служб содержания дорог, сложившаяся на основе многолетнего опыта и основанная на новейших достижениях науки, технического и программного обеспечения, является достойным примером для проведения в нашей стране работ по ее развитию и внедрению в процессы управления зимним содержанием.

Как правило, алгоритмы прогноза образования скользкости в системах дорожного метеорологического обеспечения составляются на основе эмпирических данных и обработки результатов многолетних наблюдений, т.е. в них учитываются региональные климатические особенности зимнего периода. Модели прогноза являются интеллектуальной собственностью разработчиков и в литературе не представлены. Их использование в районах с другими погодными условиями может привести к снижению оправдываемости специализированных прогнозов.

На протяжении многих лет в нашей стране сложилась ныне существующая практика метеорологического обеспечения дорожных организаций. Его основой являются стандартные для системы Росгидромета методы и средства наблюдений за состоянием окружающей среды и полученные на их основе фоновые прогнозы погоды общего назначения. Такая информация недостаточно учитывает специфические требования служб эксплуатации автомобильных дорог, не всегда дает возможность планировать и проводить профилактические мероприятия, применять оптимальные по погодным условиях технологии зимнего содержания дорог. Прогнозы носят общий характер, а специализированные краткосрочные дорожные прогнозы подразделениями Росгидромета не разрабатываются из-за отсутствия четких метеорологических критериев для их расчетов и недостаточности поступающей информации. Кроме того, особенности метеорологического обеспечения дорожного хозяйства России обусловливаются большой территорией с существенно различающимися погодно-климатическими условиями.

В результате этого решение о выборе норм распределения противогололедных материалов для ликвидации зимней скользкости принимается на основании интуиции или опыта работы. Эксплуатационные организации проводят работы по зимнему содержанию дорог по факту наступления неблагоприятного для дорог явления - образования снежно-ледяных отложений. Это влечет за собой излишние расходы противогололедных материалов и ухудшает экологическую ситуацию в зоне прохождения дороги.

Современная система наблюдений в метеорологии использует самолетные, судовые, спутниковые и радиолокационные наблюдения, данные с государственной наземной сети метеостанций. Эта информация используется для разработки прогнозов погоды общего назначения для народного хозяйства страны с заблаговременностью до 5 сут. Прогнозы погоды общего назначения разрабатываются для больших территорий. Они недостаточно точны и оперативны, не содержат метеорологических параметров вблизи дороги, необходимых для проведения профилактических работ или работ по содержанию дорог. Метеорологи не в состоянии спрогнозировать снежные заносы и зимнюю скользкость на отдельных участках дороги.

В настоящее время в нашей стране прогнозы для дорожных организаций составляются региональными управлениями Росгидромета на основе прогнозов погоды общего назначения и в соответствии с имеющимися в их распоряжении документами. Договоры на метеорологическое обеспечение заключаются с органами управлениями дорог, и прогнозы не всегда доходят до их непосредственных потребителей - низовых дорожных организаций. Заблаговременность таких прогнозов составляет от 12 до 36 ч, а их точность не всегда позволяет оперативно организовать проведение работ по зимнему содержанию дорог. Специализированные сверхкраткосрочные дорожные прогнозы возможного образования скользкости с заблаговременностью от 1 до 3 ч подразделениями Росгидромета не разрабатываются из-за отсутствия необходимых методик и статистической информации для их расчета. Например, существующие до настоящего момента методы прогноза обледенения наземных предметов разработаны на основе изучения процессов его образования на проводах. Прогноз скользкости на дорожных покрытиях дается по синоптической ситуации, прогнозу возможного выпадения осадков, их агрегатного состояния и прогнозу температуры воздуха.

Совершенствование организации работ по борьбе с зимней скользкостью на дорогах на основе использования метеорологической информации и специализированных краткосрочных прогнозов предложены Т.В. Самодуровой [129]. Основная цель проведенных исследований - представление доступной для использования в дорожных организациях технологии краткосрочного прогнозирования зимней скользкости и комплекса организационных мероприятий, реализующих ее на практике. Разработаны физико-статистические модели прогноза, позволяющие с малой заблаговременностью прогнозировать возможность образования скользкости на покрытии по оперативной метеорологической информации. Среди наиболее информативных параметров для прогноза отобраны температура воздуха, относительная влажность воздуха, осадки и их агрегатное состояние. Если при этом учитывается динамика изменения этих параметров, а также атмосферного давления и направления ветра, то специализированный прогноз может быть получен без измерения температуры дорожного покрытия. Модели для прогноза образования скользкости были использованы в системе раннего обнаружения гололеда, работавшей в Коломенском районе Московской области.

Совершенствование метеорологического обеспечения дорожного хозяйства в России позволит более эффективно проводить работы по зимнему содержанию дорог, обоснованно назначать нормы распределения противогололедных материалов, выбирать технологии работ в зависимости от ожидаемых погодных условий, применять профилактические меры для предотвращения образования зимней скользкости. Это в свою очередь приведет к улучшению экологической ситуации в придорожной полосе.

4.3. Экологический мониторинг придорожных территорий

Для поддержания в оптимальном состоянии окружающей среды в зоне влияния автомобильной дороги в процессе ее содержания и проведения природоохранных мероприятий методическими документами рекомендуется организация и проведение экологического мониторинга при проектировании, строительстве, реконструкции и эксплуатации автомобильных дорог [143].

Экологический мониторинг - система мероприятий, направленных на слежение за состоянием окружающей среды для оценки ее современного состояния, прогноза ее изменений, регулирования условий природопользования. Для автомобильных дорог - это система наблюдений, сбор информации за состоянием природной среды в зоне ее прохождения.

В указанном документе очень подробно дается описание экологического мониторинга всех объектов окружающей среды в зоне влияния автомобильных дорог с указанием:

- основного назначения системы мониторинга для данного объекта;

- видов наблюдений и приборного обеспечения;

- объема наблюдений или измерений и их периодичности.

Для решения этих вопросов предлагается создать для каждой дороги «полноценную службу экологического мониторинга». Указанный документ практически рекомендует создать полноценную службу, оснащенную необходимым оборудованием и методиками работы, которая будет собирать, хранить, систематизировать информацию об экологической ситуации в придорожной полосе и зоне ее влияния (для подземных вод). По такой же системе работает в нашей стране сеть государственных метеорологических станций, которые, кроме того, обязаны подавать в указанные сроки информацию о результатах оперативных наблюдений для составления прогнозов погоды.

При таком подходе к решению проблемы работа по экологическому мониторингу сводится, практически, к пассивному эксперименту - натурным или инструментальным наблюдениям за экологическими объектами и сбору информации в специальные банки данных.

Методы математического моделирования и вычислительный эксперимент также могут быть использованы при оценке экологического состояния придорожной полосы в процессе зимней эксплуатации автомобильных дорог [8].

Вопросы экологического мониторинга в целом очень сходны с вопросами дорожного погодного мониторинга и посты наблюдения за экологическими параметрами могут быть совмещены с АДМС. Информация об экологическом состоянии и о состоянии дорожного покрытия может передаваться в центр ее обработки и анализа.

Информационное обеспечение процессов экологического мониторинга может составить дорожная информация, которая в достаточном объеме имеется в банках дорожных данных или в электронных паспортах автомобильных дорог и полностью описывает как дорожные параметры, так и придорожную полосу. При ее использовании для решения задач экологического мониторинга, возможно, появится необходимость дополнения информации. Эти проблемы решаются достаточно легко современными программными средствами. При этом существующие базы данных и задачи, решаемые на ее основе, не затрагиваются.

Основу для сбора, обработки и представления такой информации могут составить геоинформационные системы (ГИС). В настоящее время вопросы представления дорожной информации с использованием геоинформационных систем до практического использования в широких масштабах не доведены, и здесь есть возможность совместного решения задач как дорожных, так и экологических на основе единого концептуального подхода.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты проведенных исследований показывают, что в зимний период, несмотря на снижение интенсивности движения транспортных средств, экологические показатели в зоне прохождения автомобильных дорог могут значительно превышать допустимые значения. Зимнее содержание дорог с использованием химических противогололедных материалов приводит к дополнительному загрязнению придорожных территорий - почвы, грунтовых и поверхностных вод, является причиной коррозии покрытия, коммуникаций, транспортных средств, обстановки дороги. Разрушительное действие солей растянуто во времени, тем не менее, оно очевидно.

Проблеме предупреждения и борьбы с зимней скользкостью на автомобильных дорогах в настоящее время уделяется приоритетное внимание во всех странах, территория которых ежегодно испытывает воздействие отрицательных температур. Выбор оптимальных средств борьбы с гололедными явлениями рассматривается специалистами не только с технико-экономических позиций, но и с экологической точки зрения.

Обработка авторами обзорной информации результатов метеорологических наблюдений за продолжительный период времени позволила провести анализ взаимодействия различных факторов, влияющих на окружающую среду в процессе зимнего содержания автомобильных дорог, и разработать математический аппарат для оценки и прогнозирования экологической ситуации в придорожной полосе для различных схем организации работ по зимнему содержанию дорог с использованием метеорологической информации и специализированных прогнозов. Результаты исследования показали, что при переходе на профилактику образования скользкости можно оптимизировать расход хлоридов для зимнего содержания автомобильных дорог при одновременном обеспечении требуемого уровня безопасности движения. Снижение количества противогололедных солей при превентивных мероприятиях, уменьшение времени нахождения покрытий в условиях зимней скользкости позволяют уменьшить негативное влияние транспортных средств на окружающую среду за счет повышения скорости движения транспортных потоков.

Авторы обзорной информации не претендуют на окончательное решение затронутой проблемы и открыты для сотрудничества со всеми заинтересованными организациями и учеными по вопросам совершенствования методов оценки, прогнозирования экологического состояния придорожных территорий в зимний период и выбора технологий зимнего содержания дорог с учетом состояния окружающей среды.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Intergovernmental Panel on climate Change // 1990: Climate Change. - The IPCC Scientific Assessment Cambridge University Press, Cambridge.

2. Мазепова В.И., Бережная Ю.А. Применение хлоридов для борьбы с гололедом и их воздействие на окружающую среду // Пути повышения эффективности зимнего содержания дорог: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф., г. Калинин, 9-11 дек. 1987. - М., 1987. - С.18-20.

3. Якубовский Ю. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды: Пер. с польск. - М.: Транспорт, 1979. -198 с.

4. Тищенко Н.Ф. Охрана атмосферного воздуха. Расчет содержания вредных веществ и их распространение в воздухе. -М.: Химия, 1991.-386 с.

5. Платонов А.П., Илиополов С.К. Автомобильная дорога. Охрана окружающей среды: Учеб. пособие. - С-Пб.: МПП «Танакс», 1997. - 270 с.

6. Евгеньев И.Е. Защита среды обитания от транспортного загрязнения // Автомоб. дороги. - 1990.- № 6.- С. 21-23.

7. Divet J-M., Cat M. Les systemes d'aide a decision en service hivemal d'ASF // Rev. Gen. Routes et Aerodr. - 1998. -№ 758.

8. Mergenmeier A. New strategies can improve winter road maintenance operations // Public Roads. - 1995. - № 4. - Vol. 58. - P.16-17.

9. Schmidt J., Luke P. CMA - et alternativt Vejsalt // Dan. Vejtidsikz. - 1996. - 73, № 12. - P. 12-14.

10. Bischoff R. Splitt, Sand and Salze // Kosmos. - 1984. - № 12. - S. 60-64.

11. Данн С., Шенк Р. Противогололедные химикаты, которые можно использовать вместо хлористых солей на автомобильных дорогах. - В кн.: Борьба со снегом и льдом на транспорте. - М.: Транспорт, 1986. - С.15-17.

12. La route et l'hiver. Journees de T'Union routiere a Nefta (Tunisie), 21-22 Nov. 1985 // Rev. Gen. des Routes. - 1985.

13. Инструкция по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах: ВСН 20-87 / Минавтодор РСФСР. - М.: Транспорт, 1988. - 41 с.

14. Евгеньев Е.И. Основные направления научного обеспечения повышения экологической безопасности автомобильных дорог // Решение экол. проблем в автотрансп. комплексе: Тез. докл. 3-й Междунар. научно-техн. конф., Москва, январь 1999 / МАДИ (ГТУ). - М., 1999. - С. 7-8.

15. Немчинов М.В., Коганзон М.С., Силкин В.В. Вклад МАДИ в экологические исследования // Автомоб. дороги. - 1993. - № 6. - С. 18-20.

16. Подольский В.П. Научно-практические основы комплексной оценки и прогнозирования состояния окружающей среды в процессе эксплуатации автомобильных дорог: Автореф. дис д-ра техн. наук.- Воронеж, 1997. - 24 с.

17. Пуркин В.И. Проблемы экологической безопасности при проектировании автомобильных дорог // Проектирование автомобильных дорог и безопасность движения. - М., 1993. - С. 67-73. - (Сб. тр. / МАДИ).

18. Hamilton R.S., Мс Crac J.S., Revitt A.M. Air pollutant modelling at highway sites of restricted topography // Highway Pollutant, Madrid, 18-22 May 1992 / Sci Total Environ. - Madrid, 1994. - P.P. 146-147, 417-424.

19. Hogluny P.G. Alternative intersection design - a possible way of reducing air pollutant emissions from road and street traffic // Highway Pollutant, Madrid, 18-22 May 1992 / Sci Total Environ. - Madrid, 1994. - P. 35-44.

20. Борьба с оледенением покрытия дорог в зимнее время // Стр-во и эксплуатация автомоб. дорог: Зарубеж. опыт: Экспресс-информ. / ЦБНТИ Минавтодора РСФСР. - 1981. - Вып. 2 - С. 8-10.

21. ГОСТ Р 50597-93. Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения. - Введ. 01.07.94. - М.: Изд-во стандартов, 1993. - 11 с.

22. Временные рекомендации по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах Московской области / ГП «Росдорнии». - М., 1997.- 31 с.

23. Бретшнайдер Б., Курфюрст И. Охрана воздушного бассейна от загрязнений: технология и контроль: Пер. с англ. / Под ред. А.Ф. Туболкина. - Л.: Химия, 1989. - 288 с.

24. Александрова А.Г. Охрана окружающей среды (по материалам XIX Всемирного дорожного конгресса) // Автомоб. дороги. - 1992. - № 5-6. - С. 25-27.

25. Руководство по расчету количества и удельных показателей выбросов вредных веществ в атмосферу / ВПТИТрансстрой. - М, 1982. - 28 с.

26. Евгеньев Г.И. и др. Влияние окружающей среды на долговечность конструкций автомобильной дороги с высокой интенсивностью движения // Экология автотранспортного комплекса: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф., Москва, 1996 / МАДИ. - М., 1996. - С. 50-51.

27. Васильев А.П. Проектирование дорог и влияние климата на условия движения. - М.: Транспорт, 1986. - 248 с.

28. Васильев А.П. Основные положения концепции управления состоянием дорог в современных условиях // Вестн. отд-ния «Транспортное строительство». - 1994. - № 2. - С. 37-40.

29. Руководство по оценке пропускной способности автомобильных дорог / Минавтодор РСФСР. - М.: Транспорт, 1982. - 88 с.

30. Васильев А.П. Состояние дорог и безопасность движения автомобилей в сложных погодных условиях. - М.: Транспорт, 1976. - 224 с.

31. Скорченко В.Ф. Исследование влияний дорожных условий на загрязнение окружающей среды автомобилями: Дис канд. техн. наук. - Киев, 1980. - 229 с.

32. Зонов Ю.Б. Выбор методов борьбы с зимней скользкостью автомобильных дорог в целях повышения безопасности движения автомашин: Автореф. дис канд. техн. наук. - М., 1989. - 22 с.

33. Ведомство автомобильных дорог Финляндии в 2000 году. - Тампере, 2000. - 45 с.

34. Методы зимнего содержания дорог в Финляндии: Пер. с англ. Е.А. Алексеевой / Под ред. Е.Н. Баринова, М.П. Костельова. - С.-Пб.: Дор. учеб.-инж. центр, 1995. - 66 с.

35.Технические правила ремонта и содержания автомобильных дорог: ВСН 24-88 / Минавтодор РСФСР. - М.: Транспорт, 1989. - 198 с.

36. Preventing freezing of roads using rubber aggregate without spraying salt // Techno Jap. - 1996. - 29, № 10. - P.89.

37. Hanke H. New Experiences with the use of Abrasives in Germany // Xth PIARC International Winter Road Congress. - Luteria, Sweden, 1998. - P. 469-476.

38. Ihs A. Test and Evaluation of Alternative Deicing Methods and Materials in Sweden // Xth PIARC International Winter Road Congress. - Luteria, Sweden, 1998. - P. 285-296.

39. Методы защиты покрытий дорог и улиц от гололедицы (зарубежный опыт). - Минск: Наука и техника, 1976. - 24 с.

40. Motluk A. Japan's winter roads are piping hot // New Sci. - 1996. - 152, № 2058. - P. 22.

41. Пат. 5573587 США, МКИ6 Н 05 В1/00. Fibrous electric cable road heater / Tanaka Kunio; Teijin Ltd. - № 398083; Заявл. 03.03.95; Опубл. 12.11.96.

42. Пат. 2097205 Канада, МКИ6 Е 01 С 11/26. Snow metling device / Kotani Tetuho, Nihon Kyoryo K.K. - № 352674; Заявл. 28.05.93; Опубл. 31.12.96.

43. Augmentation of earth heating for purpose of roadway de-icing. Final report. - Washington, Environmental div., XI, 1978.

44. Nakada M., Nakaya T. Japan Fundamental Research on the Effects of Antifreeze Agents on Roadside Environments // Xth PIARC International Winter Road Congress. - Sapporo, Japan, 2002. - 8 p.

45. Sclup Ulrich. Schatzmann Jurg Solar Energy for Ice Control // Xth PIARC International Winter Road Congress. - Luteria, Sweden, 1998. - P. 365-374.

46. Белинский И.А., Самородов Я.А., Соколов B.C. Зимнее содержание аэродромов. - М.: Транспорт, 1982. - 192 с.

47. Блекберн Р., Дигон Э. Физические альтернативы использования химикатов против обледенения проезжей части дорог. - В кн.: Борьба со снегом и гололедом на транспорте. - М., 1986. - С.9.

48. Morohashi Karuyuki, Umemura Teruyoshi. Economic evaluation of snow-removal systems in urban area with heavy snowfall. Part 1 // Seppyo, J. Jap. Soc. Snow and Ice. - 1995. - 57, № 1 - p. 3-10.

49. Backman L. Vintervagsalttets miljopaverkan. Linkoping. Statens vag. - och trafikinst (VTI). IV, 62 [44]. - 1980.

50. Watkins L.H., Eg B.Sc.C. Environmental impact of roads and traffic. Applied science publishers. - London, New-Gersy, 1981.

51. Gustafson K. Hafkbek ampnings metoder. Kunstkap sfage och aktuef farking // VTI rapp. -1984. - № 27B. - 102 s.

52. Schnee - und Eisbehampfung out Aufierortsstapen - Schwedischer Berichtii ber den Stander Technik // Strasse und Autobahn. - 1985. - 36, № 4.- S. 162-163.

53. Coghlan Andy. A Saltfree diet for ailing roads // New Sci. - 1990. - 125, № 1704. - S. 34.

54. Seeking solutions to salt // Public Works. - 1987. - 118, № 7 - P. 60-61.

55. Nach Feuchtsalz-Mischalz. New Fahrzeuge fur un newes Verfahren // Mot. Schnee. - 1984. - 15, № 5. - S. 24.

56. Заяв. 3420682 ФРГ, МКИ6 С 09 К 3/18. Umweltfreundliches wintreund vertikufiermittel / Hardebeck Karl. - № P 3420685. 5; Заявл. 02.06.84.

57. Николаева Л.Ф. и др. Противогололедные реагенты и их влияние на природную среду / Л.Ф. Николаева, О.В. Оцхели, Е.Б. Поршнев, Н.Б. Фролова. - М.: Диалог-МГУ, 1998. - 60 с.

58. Временная инструкция по борьбе с гололедом на автомобильных дорогах: ВСН 41-68 / Минавтошосдор РСФСР. - М.: Транспорт, 1968. - 32 с.

59. Gustafson К., Oberg G. Minsolt- a 5-year stady to minimize the negative effects of solt?: Conf., Strateg. Highway Res. Program and Traffic Safety Two Confin Gothenburg, 18-20 Sept. 1991. Pt. 5 // VTJ rapp. - 1991. - 5, № 372A. - P.159-174.

60. Tuiremo M. Suolankayton vahentamisessa onnistuttiin // Tie ja Iiikenne. - 1994. - 63, № 7-8. - P. 8-10.

61.Sblendorio G. Sale per la mobilita // Cant. Strade costr. - 2000. - 17, № 145, - P. 42-45.

62. Борьба со снегом и гололедом на транспорте: Материалы 2-го Международного симпозиума, Ганновер, США, 15-19 мая 1978 г.: Пер. с англ. Л.Я. Менис, М.Н. Шипковой / Под ред. А.Л. Васильева. - М.: Транспорт, 1986. - 216 с.

63. Расников В.П. Зимнее содержание автомобильных магистралей. - М., 1985. - 65 с. - (Автомоб. дороги: Обзорн. информ. / ЦБНТИ Минавтодора РСФСР, Вып. 4).

64. Baiano G. Die Meteorologic im Dienste des Strassenunterhalts // Strasse und Verkehr. - 1987. - № 11. - S. 797-798.

65. Дорожная техника: Каталог-справочник / Под общ. ред. Б.С. Марышева, Ю.Ф. Устинова. - М.: Ассоциация «РАДОР», 2001. - 64 с.

66. Hanke H.Vorteile der Feuchtsalz - Streung // Waste Mag. - 1998. - № 3. - S. 47-49.

67. Valeux J.-C, Darnault C. Qualite du dosage des epandeuses du service hiverhay // Rev. Gen. Routes et Aerodr. - 1998. - № 758. - P. 37-39.

68. Карабан Г.Л., Ратинов В.Б. Борьба со снежно-ледяными образованиями на дорогах с помощью химических реагентов. - М.: Стройиздат, 1976. - 80 с.

69. Касымов А.И., Королев И.В. Асфальтобетоны с пониженной адгезией льда // Проектирование, стр-во и эксплуатация автодорог: Материалы науч.-техн. семинара. - Л., 1988. - С. 65-70.

70. Эльсенар П. Современные взгляды в Европе по вопросу улучшения методов борьбы со снегом и льдом. - В кн.: Борьба со снегом и льдом на транспорте. - М.: Транспорт, 1986. - 38 с.

71. Strapen winterdicnst auf Dran-Asphalt. Mehrkosten unvermeidlich Berichte aus vier landern // Asphalt (BRD). - 1994. - 28, № 5. - S. 29.

72. Verburg D.J. Voorkomen is beter dan gemzen // Otar. - 1997. - 82, № 9. - P. 322-323.

73. Feltl D., Schuetler R. Snow removal service levels: defining results // Public Works. - 1983. - 114, № 11. - p. 54-55.

74. Kucharska L., Moczko M., Totarck J. Przyczyny niszczenia podbudowy nawicrzchni solami odladzajacymi // Drogownictwo. - 1989. - 44, № 3. - P. 59-61.

75.Viabilita invemale sulle grandi autostrade // Lazzarotti Giovanni «Neve int.». - 1987. - 29, № 1. - P. 20-22.

76. Klaassen G. Wegdek en gladheidsbestrijding // Verkeerskunde. - 1987. - 38, № 2. - P. 75-77.

77. Виноградов Б.А. Экологические аспекты предупреждения образования льда на поверхности искусственных покрытий транспортных сооружений // Решение экол. проблем в автотрансп. комплексе: Тез. докл. 3-й Междунар. науч.-техн. конф., Москва, январь 1999 / МАДИ (ГТУ). - М., 1999. - С.92-93.

78. Fellner A. Salz and den straBen // Tiefbau Ingenieurbau -strassenbau. - 1986.- № 2.- S. 84-86.

79. Langille A. One seasons salt accumulation in soil and trees adjacent to a highway // Hart science, - 1976. - 11, № 6. - P. 575-576.

80. Verspoor Wayne A. Highway drainage and its effect on Michigan Waters // Michigan Highway Conf. Proc.: 56th Grand Rapids. Mech., 1971. - P. 45-50.

81. Информационное письмо о борьбе с гололедом на автомобильных дорогах / Союздорнии. - 1969. - 5 с.

82. Смирнов И.А. Солевыносливость древесных растений. - Красноярск: Университет, 1986. - 15 с.

83. Строганов Б.П. Физиологические основы солеустойчивости растений. - М.: АН СССР. - 1962. - 17 с.

84. Гузев B.C. Экологическая оценка антропогенных воздействий на микробную систему почвы: Автореф. дис. д-ра биол. наук. - М., 1988. - 32 с.

85. Казанский В.Д. Влияние противогололедных солей на придорожные насаждения // Автомоб. дороги. - 1971. - № 19. - С. 16-17.

86. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельнодопустимые концентрации химических веществ в окружающей среде: Справочник. - Л.: Химия, 1985. - 528 с.

87. Достанова Р.Х. Фенольный комплекс растений при засолении среды: Автореф. дис. д-ра биол. наук.- С.-Пб., 1993. - 34 с.

88. Отегенов Ж. Изменение химического состава растений под влиянием NaCl: Автореф. дис канд. биол. наук. - Ташкент, 1974. - 28 с.

89. Захарин А.А. Водно-солевой обмен растений при солевом стрессе: Автореф. дис. д-ра биол. наук. - М., 1994. - 32 с.

90. Артемьева Т.И. Комплексы почвенных животных и вопросы рекультивации техногенных территорий/ Ин-т биологии Казан. фил. АН СССР. - М.: Наука, 1989. - 39 с.

91. Dobrzanski В. Wplyw zwiazkow chemicznych stosowanyeh do alsnilzama na zasolenie glet zielencow Warszawy // Roczn. Gleloznawcze. - Warszawy. - 1971. - P.P. 22, 59-74.

92. Hanes R. Effects of deicing salt on plant biota and seril. Experimental phase / Nat. Coop. Highway Res. Program Rept. - 1976. - 88 p.

93. Koch T. An saltska de pa lind (Tilia Vulgaris) // Dausk skaforen tidsskr. - 1967. - 52, № 5.

94. Krapfenbauer A. Straβenvegetation and Auftaumittel // Cbl. Ges Fost W. - 3976. - 93, № 1. - P. 23-39.

95. Wentzell K. Salz - spritzwasserschaden vonden. Autobahuen in die Tiefe der Waldbestande // Eur. J. Forest Pathol. - 1974. - 4, № 1. - P. 45-46.

96. Ranwell P. Roace salting effect on sail and plats. Sodium in roadside verge soil vegetetion and use of salt for deicing. - В кн.: Nat. Environment Res. Counsil (NERC). - London, 1974. - 24 p.

97. Lumis J. Roadside woody plant susceptibility to sodium and chloride accumulation on during winter and spring // Can. J. Plant. Sci. - 1976. - 56, № 4. - P. 853-859.

98. Steubing L. Immissions belastung der straβenrandvegetation // Natur und Land sch. - 1976. - 51, № 9. - S. 239-244.

99. Walter Jorgin, Die wertschatrung der Natur in der Kosten - Nutzen - Analyse // Int. Verehrsm. - 1989. - 41.2. - S. 103-104.

100. Бездина С.Я. Рекомендации по оценке качества воды для орошаемого сельского хозяйства. - М., 1984. - 34 с.

101. Белицкий Ю.Д. Пластиды и адаптация растений к засолению. - Ростов-на-Дону, 1990. - 27 с.

102. Подольский В.П., Самодурова Т.В., Федорова Ю.В. Экологические аспекты зимнего содержания дорог. - Воронеж: ВГАСА, 2000. - 152 с.

103. Возбудская А.Е. Химия почвы. - 3-е изд. - М.: Высш. шк., 1968. - 427 с.

104. Тует Д. Модель, предназначенная для прогнозирования влияния противогололедных солей на окружающую среду. - В кн.: Борьба со снегом и гололедом. - М.: Транспорт, 1986. - С. 9-12.

105. Берукштис Г.К., Кларк Г.Б. Коррозийная устойчивость металлов и металлических покрытий в атмосферных условиях. - М.: Наука, 1971. - 159 с.

106. Бестик Т. Коррозия автомобиля и ее предотвращение: Пер. с польск. - М.: Транспорт, 1985. - 255 с.

107. Иванов Ф.М. Защита железобетонных сооружений от коррозии. - М.: Транспорт, 1968. - 176 с.

108. Иванов Ф.М., Модры С, Штиссель П. Долговечность железобетонов в агрессивных средах: Совм. изд. СССР - ЧССР - ФРГ. - М.: Стройиздат, 1990. - 320 с.

109. Akihiko loda. Effect of saltwater on portland blast furnace slag cement used in concrete results after seven years: Rev. 32 Gen. Mut. Cem. Assoc. // Techn. Sess. - Tokyo, 1978. - P. 148-149.

110. Сеттон С.Г. Микрометеорология. -Л.: Гидрометеоиздат, 1958. - 35 с.

111. Червякова Т.И. Совершенствование дорожных условий на основе экологической оценки воздушного бассейна на примагистральных территориях: Дис канд. техн. наук. - Киев, 1988. - 347 с.

112. Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы. - Л.: Гидрометеоиздат, 1975. - 448 с.

113. Колпакова И.Ю. Исследование процессов формирования шумового и газового загрязнения городских улиц и дорог в результате работы автомобильного транспорта: Автореф. дис. канд. техн. наук. - Киев, 1980. - 20 с.

114. Рекомендации по учету требований по охране окружающей среды при проектировании автомобильных дорог и мостовых переходов / Гипродорнии, Союздорнии, МАДИ, ФДД Минтранса России. - М., 1995. - 123 с.

115. Згиборз И.П. Расчет ущерба от загрязнения природной среды // Автомоб. дороги. - 1985. - № 10. - С. 16-17.

116. Бабков В.Ф. Дорожные условия и режимы движения автомобилей. - М.: Транспорт, 1967. - 247 с.

117. Вельский А.Е. Расчеты скоростей движения на автомобильных дорогах. - М.: Транспорт, 1966.

118. Бируля А.К. Исследование закономерностей автомобильного движения для установления расчетных характеристик проектируемых дорог. - Киев, 1962. - (Сб. тр. / КАДИ; Вып. 9).

119. Васильев А.П., Сиденко В.М. Эксплуатация дорог и организация дорожного движения: Учеб. для вузов / Под ред. А.П. Васильева. - М.: Транспорт, 1990. - 304 с.

120. Красников А.Н. Закономерности распределения транспортных средств по ширине многополосных автомобильных магистралей // Закономерности движения автомобилей. - М, 1979. - С. 97-102. - (Сб. тр. / МАДИ; Вып. 163).

121. Сильянов В.В. Транспортно-эксплуатационные качества автомобильных дорог. - М.: Транспорт, 1984. - 287 с.

122. Бялобжевский Г.В. и др. Борьба с зимней скользкостью на автомобильных дорогах. - М.: Транспорт, 1975. - 175 с.

123. Гусев Л.М. Борьба со скользкостью городских дорог. -М.: Стройиздат, 1964. - 102 с.

124. Орнатский Н.П. Автомобильные дороги и охрана природы. - М.: Транспорт, 1982. - 176 с.

125. Рябиков Н.А. Оценка влияний условий движения автомобилей на загрязнение воздуха отработавшими газами бензиновых двигателей: Дис канд. техн. наук. - М. - 1984 - 188 с.

126. Федорова Ю.В. Разработка методов комплексной оценки состояния окружающей среды придорожной полосы в процессе зимнего содержания: Дис канд. техн. наук. - Воронеж, 1999. - 223 с.

127. Драневич Е.П. Гололед и изморозь. - Л.: Гидрометеорологическое изд-во, 1971. - 277 с.

128. Кабанов В.В. Основы ионоустойчивости растений: Автореф. дис д-ра биол. наук. - Киев, 1975. - 30 с.

129. Самодурова Т.В. Организация борьбы с зимней скользкостью на автомобильных дорогах по данным прогноза: Дис. канд. техн. наук. - М., 1992. - 235 с.

130. Земенченко Е.Н. и др. Теоретические основы процессов засоления-рассоления почв. - Алма-Ата: Наука, 1981. - 76 с.

131. Инструкция по учету потерь народного хозяйства от дорожно-транспортных происшествий при проектировании автомобильных дорог: ВСН 3-81 / Минавтодор РСФСР. - М.: Транспорт, 1982. - 54 с.

132. Малов Р.В. и др. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды. - М., 1982. - 200 с.

133. Методика расчета концентрации в атмосфере воздуха вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий: ОНД-86 / Госкомгидромет. - Л.: Гидрометкомиздат, 1987. - 38 с.

134. Указания по определению экономического эффекта капитальных вложений в строительство и реконструкцию автомобильных дорог: ВСН 21-83 / Минавтодор РСФСР. - М.: Транспорт, 1985. - 125 с.

135. Временная типовая методика определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценке экологического ущерба, причиняемого народному хозяйству. - М.: Экономика, 1986. - 124 с.

136. Программа повышения экологической безопасности автомобильных дорог России / ФДД Минтранса России, ГП «Росдорнии». - М., 1995. - 26 с.

137. Giloppe О. Coordination des actions du service hivernal dans les DDE. Une approche methodologigue des niveaux de service // Rev. Gen. Routes et Aerodr. - 1998. - № 758. - P. 22-25.

138. Tetu С. Les equipments de viabilite hivernable et beur mise en ocuvee / Rev. Gen. Routes et Aerodr. - 1984. - 58, № 605. - P. 32-34.

139. Nouvelle techique de deneigement: Julen Jean-Paul / Julen Jean-Paul // Strasse und Verkehr. - 1990. - 76, № 11. - S. 653-657.

140. Smithson L. Preserving and maintaining the highway system: New tools and strategies // TR News. - 1997. - № 118. - P. 20-25.

141. 10th International Road Weather Conference // Proceedings, Davos, Switzerland, 22-24 March 2000. - Davas, 2002. - 239 p.

142. 11th International Road Weather Conference // Proceedings, Sapporo, Japan, 26-28 January 2002. - Sapporo, 2002.

143. Методические рекомендации по обеспечению природоохранных требований при проектировании автодорог в центральной полосе европейской части России / ВНИИ природы. - М., 1999. -222 с.