Глава 3 соблюдение экологической безопасности при эксплуатации, ремонте и содержании дорог

3.1 Содержание автомобильных дорог

Содержание транспортных сооружений - осуществляемый в течение всего года комплекс профилактических мероприятий по уходу за автомобильными дорогами, дорожными сооружениями и полосой отвода, элементами обустройства, в результате которых поддерживается транспортно-эксплуатационное состояние дороги и дорожных сооружений, соответствующее требованиям ГОСТ Р 50597 – 93 «Автомобильные дороги и улицы. требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения дорожного движения».

Предусмотрено три уровня содержания автомобильных дорог: допустимый, средний и высокий. Для допустимого уровня содержания дорог возможно временное ограничение или прекращение движения АТС на отдельных участках дороги в процессе их содержания. Для среднего уровня допускается лишь временное снижение скорости движения в процессе эксплуатации дороги. При высоком уровне содержания автомобильная дорога и каждый ее конструктивный элемент содержится в состоянии, обеспечивающем круглосуточное бесперебойное и безопасное движение. Не допускается снижение скорости движения АТС ниже разрешенной Правилами дорожного движения по причинам, связанным с содержанием дорог.

Для всех уровней содержания дорог ДТП по причине неудовлетворительного содержания дороги должны отсутствовать.

При эксплуатации, содержании и ремонте транспортных сооружений наиболее чувствительными компонентами окружающей природной среды являются:

• сточные воды с поверхности дорог – вследствие загрязнения нефтепродуктами, противогололедными реагентами, органическими веществами, продуктами изнашивания шин, дорожного покрытия; изменения условий стока из-за искусственного водоотвода с дорожных покрытий, трассирования дороги в выемке или на насыпи и др. Чувствительность этого компонента возрастает, если дорога пересекает водные преграды или расположена вблизи водоемов, рек и т.д.;

• население, животный мир придорожных территорий – вследствие превышающего санитарно-гигиенические нормы уровня шума, динамического действия движущихся по дороге автотранспортных средств (гибель, травмирование людей, животных), уплотнения почвы, уничтожения растительности (при движении АТС по бездорожью);

• атмосферный воздух – вследствие чрезмерного загрязнения выбросами ОГ, продуктами изнашивания дорожного покрытия и шин.

Наиболее чувствительными социально-значимыми факторами являются археологические, историко-культурные объекты (при наличии), на которых разрушающее воздействие оказывает вибрация от движущихся АТС и содержащиеся в отработавших газах двигателей токсичные вещества.

3.1.1 Летнее содержание дороги

Загрязнение придорожной полосы в процессе эксплуатации дороги проявляется в загрязнении почвы, придорожной растительности, поверхностных и грунтовых вод. Загрязнение происходит главным образом горюче - смазочными материалами, продуктами истирания автомобильных шин и покрытий дорог, твердыми выбросами двигателей транспортных средств, пылью, мусором, оставляемыми пользователями дороги.

При истирании шин происходит загрязнение придорожной полосы в основном кадмием, который добавляется к резине для ускорения процессов вулканизации. Кадмий является очень токсичным элементом, способным накапливаться в организме человека и поражать его внутренние органы [9].

В связи с тем, что почва – это основа биологического круговорота, она становится главным источником миграции загрязняющих веществ от износа покрытий и покрышек автомобилей в гидросферу, атмосферу и продукты питания. Строительство дороги в результате указанных выше причин приводит к резкому снижению плодородия почвы.

Нарастание износа дорожных одежд (мм/год) под действием транспортных средств и распространение твердых частиц износа вблизи дороги, являющихся источником снижения плодородия почв, выражается зависимостью:

И = А + ВТ (3.1)

где А – износ от влияния атмосферных факторов (выветривание), мм;

В - параметр, зависящий от конструкции дорожной одежды,

состава транспортного потока и скорости движения, мм/млн. т.

Т – среднегодовая суточная грузонапряженность движения, млн. т.

Таблица 3.1

Значения параметров А и В для дорожных покрытий разных типов

Тип дорожного покрытия	А, мм	В, мм/млн.т.
Асфальтобетонное	0,4 - 0,6	0,25 - 0,55
Усовершенствованное щебеночное или гравийное	1,3 - 2,8	3,5 - 6,0
Щебеночное	4,5 - 6,5	15 - 25
Гравийное	3 - 6	20 - 30
Грунтовое	6 - 12	25 - 50

Меньшие значения в таблице относятся к менее прочным каменным материалам.

С каждого километра грунтовой дороги уносится ветром 350 - 700 м³ пыли ежегодно. Пыль оседает в подветренной полосе шириной до 500 м [7].

Среднюю величину износа, мм/год можно определить по выражению:

(3.2)

где - средняя толщина уменьшения слоя покрытия за год, мм;

а -коэффициент, принимаемый для центральной части России

равным 0,45;

- коэффициент сопротивляемости истиранию (для асфальтобетонов

0,4; для каменных материалов 0,6);

N – интенсивность движения, приведенных авт/сут.

Количество (кг/м²) вынесенных с проезжей части на придорожную полосу продуктов износа покрытия определяют по формуле:

(3.3)

где В – ширина проезжей части, м;

- плотность материала покрытия, кг/м³ (для асфальтобетонов

2100 кг/м³ , для каменных материалов 1750 кг/м³);

L – расстояние до оси полосы движения, м;

К – коэффициент, зависящий от возвышения проезжей части над

окружающей местностью.

Уровень загрязнения почв зависит от интенсивности движения и продолжительности эксплуатации автодороги.

Основной операцией технического обслуживания дороги является летняя и зимняя уборка — наиболее распространенный способ очистки до­рожного полотна от твердых примесей и бытовых отходов. Харак­тер взаимодействия уборочной техники с загрязнениями, снегом, льдом, а также с дорожными покрытиями определяется планиров­кой дороги, зеленых насаждений, состоянием системы ливневой канализации и других элементов инженерного обустройства дорог, а также параметрами дорожного движения и климатическими ус­ловиями.

На дорогах для очистки от твердых загрязнений в летнее время, где позволяет качество покрытия, применяют мойки. Этот метод требует обеспе­чения стока воды, дорога должна иметь продольный и поперечный уклоны и закрытую систему водоотведения. Расход воды при мойке дорожной одежды должен составлять не менее 0,8—1,1 л/м², а при мойке лотков 3—4 л/м².

Механическое подметание является основной операцией уборки усовершенствованных дорожных по­крытий. Подметают на участках, где нерационально применять мойку по условиям профилирования и благоустройства дороги (дороги с не­достаточным для стока поливомоечных вод поперечным и продольным уклонами и дороги, не имеющие ливневой канализации). Подметание также применяют в сочетании с мойкой как заверша­ющую операцию по удалению с прилотковой полосы загрязнений, снесенных в результате мойки покрытий. При скорости движения 40—60 км/ч и малой интенсивности потока загрязнения распределяются равномерно по ширине дороги. На дорогах с большой ин­тенсивностью движения загрязнения отбрасываются движущимся транспортом к краю проезжей части и сосредоточиваются вдоль нее полосой до полутора метров. На автомагистралях с раздели­тельной полосой часть загрязнений скапливается на этой части до­роги [4].

Периодичность уборки определяют из условий предельно допустимого накопления загрязнений на дороге с усовершенствованными покрытиями в благоустроенных районах — 30 г/м², на дорогах, при­мыкающих к дворовым территориям с неусовершенствованными покрытиями — 50 г/м². При таких загрязнениях запыленность воздуха на дороге на высоте 1,5 м не превышает ПДК. Подметально-уборочные машины должны обеспечивать высокую степень сбора смета и ограничение до минимума или полное отсутствие пыления при работе машины, максимальную очистку воздуха перед выбросом. Подметание можно производить при сухих покрытиях и положительных температурах воздуха. Обеспыливание процесса сметания достигают: увлажнением смета до подметания и пневматическим отсасыванием пыли из зоны подметания с последующей очисткой воздуха.

Рисунок 3.1 – Одна из экологически значимых операций летнего содержания

дороги - мойка дороги при помощи поливомоечной машины

При проектировании автомобильных дорог с переходными и низшими типами дорожных одежд, а также при проектировании стадийного строительства дорог с капитальными дорожными одеждами, когда на первой стадии строительства предусматриваются гравийные (щебеночные) и другие покрытия из неукрепленных материалов следует оценивать влияние пыли, образующейся при движении автомобильного транспорта.

Пылеобразование на автомобильных дорогах происходит в результате износа покрытия, внесения колесами автомобиля на проезжую часть грязи и пыли, а также износа автопокрышек. На интенсивность пылеобразования влияют физико-механические свойства материала и состояние покрытия, скорость движения автотранспорта, вес, габариты и тип автомобилей, погодно-климатические условия в районе проложения трассы.

Дорожные покрытия делятся на пылящие и непылящие. К непылящим покрытиям относятся: асфальтобетонные и цементобетонные, к пылящим - щебеночные, гравийные, грунтовые улучшенные, а также покрытия из отходов камнедробления шлаков и других отходов, необработанных вяжущими материалами.

По степени пылеобразующей способности пылящие покрытия подразделяются на три категории: слабопылящие, среднепылящие и сильнопылящие.

Таблица 3.2

Категория способности покрытий к пылеобразованию

Категория способности к пылеобразованию	Ориентировочное пылевыделение в мг/м3	Очередность борьбы с пылью
Сильнопылящие	более 60	первая
Среднепылящие	10 – 60	вторая
Слабопылящие	менее 10	третья
Примечание: Состояние покрытия по пылимости определяют в июне - августе в сухое время в период с 15 до 17 часов дня за движущимся со скоростью 30-40 км/час грузовым автомобилем грузоподъемностью (5-7 тонн).

Основным критерием качества воздуха при пылевыделении покрытий на автомобильных дорогах является коэффициент запыленности , определяемый по формуле:

(3.4)

где - предельно допустимая концентрация пыли мг/м³;

-фактическая среднесуточная концентрация пыля, мг/м³.

Фактическую среднесуточную концентрацию пыли принимают по замерам, произведенным на аналогичных покрытиях в проектируемом районе по методике, изложенной в «Руководстве по контролю загрязнения атмосферы», Госкомгидромета. Результаты определения концентрации пыли в воздухе следует приводить к нормальным условиям: температура воздуха +20° С, атмосферное давление 760 мм рт.ст. Для расчетов при проектировании можно использовать данные таблицы 3.3.

Применение различных химических веществ и отходов промышленности в качестве обеспыливающих материалов, для которых не установлены ПДК, должно быть согласовано с природоохранными органами в установленном порядке.

Таблица 3.3

Значения предельно допустимых концентраций пыли

Объект	Материал покрытия (горная порода)	мг/м3
Населенный пункт	не нормируется	015
Рабочая зона	гранит, сионит, базальт, габбро, трахит и др.	20
	известняк, мергель, доломит	60
Примечание: В соответствии с ГОСТ 12.1.005-76 к рабочей зоне отнесено пространство вне населенных пунктов до 2 м. над поверхностью земли.

Мероприятия по снижению запыленности воздуха осуществляют в населенных пунктах при , в рабочей зоне при .

Таблица 3.4

Значения фактической среднесуточной концентрации пыли в зависимости от материала покрытия дорожной одежды

Наименование покрытия	 мг/м3
Щебеночные, гравийные и другие виды материалов, обработанные вяжущими	1-3
Щебеночные из прочных пород, построенные по методу заклинки	10-20
Гравийные	20-40
Щебеночные (известняк), построенные по методу плотных смесей	40-60
Грунтовые улучшенные	60-100
Грунтовые	более 100

Исследования показывают, что борьба с пылеобразованием главным образом заключается в следующем:

• устройстве непылящих слоев износа или тонкослойных покрытий с применением органических и неорганических вяжущих материалов;

• удалении пыли с поверхности покрытий с помощью механических щеток, вакуумных установок и других механизмов;

• поверхностной обработке или пропитке покрытий водой или обеспыливающими материалами;

• улучшении материала покрытия путем смешении его с обеспыливающими материалами.

В качестве традиционных обеспыливающих материалов используют вяжущие вещества, подразделяющиеся на минеральные (цемент, известь) и органические (битумы, дегти, нефтепродукты, эмульсии). Кроме того, вяжущие вещества по механизму структурообразования при обеспыливании можно разделить на две группы: вяжущие, образующие при отвердевании прочные, необратимые кристаллические и конденсационные структуры (цемент, известь, смолы холодного отверждения) и вяжущие, длительное время сохраняющие пластические свойства и образующие при отвердевании эластичную коагуляционную структуру (битумы, дегти, эмульсии).

При применении вяжущих второй группы обеспыливающий эффект выше, так как на поверхности покрытий образуется эластичный коврик.

Хороший результат можно получить при обеспыливании дорог различными синтетическими высокомолекулярными смолами. Однако, как и в случае применения сырой нефти, мазута, дегтя, использование синтетических смол приводит к загрязнению окружающей среды и близлежащих водотоков.

Нефть и другие нефтепродукты, хотя и дают более длительный эффект обеспыливания, но являются весьма подвижными веществами, легко смываются дождевыми водами в водоемы, проникают в почву, достигая грунтовых вод. Последствия загрязнения природной среды вследствие применения этих материалов заставляет поставить вопрос о запрещении использования нефтепродуктов для обеспыливания дорог.

По той же причине вредны сланцевые битумы, каменноугольные смолы и дегти, которые могут иметь очень высокое содержание канцерогенных веществ (по сравнению с нефтяными битумами в несколько десятков и даже сотен раз больше).

Для подавления образующейся на дорогах пыли можно использовать высокократную воздушно-механическую пену с невысоким увлажнением материалов. Расход пенообразующего материала при этом невелик.

Пенообразователи – это водные растворы ПАВ. Благодаря адсорбции ПАВ на поверхности пленок, образующих пузырьки пены, они обладают хорошей смачивающей способностью. Расход пенообразователя на обработку щебня составляет 0,45 см³.

Для защиты от пыли рекомендуются двухрядные плотные посадки деревьев с низким штамбом и густой кроной и одного ряда кустарников высотой 1,5 м. Такая конструкция пылезащитной полосы при расположении от дороги на расстоянии 5 - 20 м задерживает до 80 - 90 % пыли. В связи с тем, что травяная растительность хорошо задерживает пыль, ее следует сохранять в полосе отвода как перед полосой защиты, так и между ее рядов. Зеленые насаждения следует предусматривать из видов растений местной флоры, наиболее устойчивых к воздействию пыли. При этом можно рекомендовать такие виды как: хвойные (ель канадская, туя складчатая, сосна горная, канадская и др.) и лиственные деревья (клен остролистный, ясень американский и пенсильванский, бук, береза киргизская и бородавчатая, вяз мелколистный и шершавый, дуб красный, крупноплодный и черешчатый, тополь бальзамический и белый и др.), кустарники (боярышник, жимолость, калина, сирень, джузгун, роза собачья и морщинистая и др.).