Содержание и ремонт автомобильных дорог. В 2 ч. Ч. 2. Технология и организация дорожных работ

К1 - коэффициент, который в общем случае равен 1, но может быть уточнен в данных условиях.

Существует зависимость между уровнем звука и уровнем шума. Ее принято выражать формулой

где К – коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора единицы измерения L;

I интенсивность звуковой волны;

I0 интенсивность шума, котораявоспринимается органами слуха;

I0* – стандартный порог слышимости, принимается равным 10-12 Вт м2 при частоте 1000 Гц.

Связь между интенсивностью звука (I), амплитудой звуковых колебаний (А), скоростью распространения звуковой волны (с) и плотностью среды (р) представляется так:

В городах и населенных пунктах транспортный шум составляет 80…90 % общего количества шума, причем с увеличением интенсивности движения из года в год растет и уровень шума (примерно на 1 дБ в год). Общий уровень шума автотранспортных средств весьма значителен и составляет: для легковых автомобилей – до 83…86 дБА, автобусов – до 82…90 дБА, грузовых автомобилей небольшой грузоподъемности – до 85…86 дБА, мощных грузовиков – до 92 дБА, мотоциклов до 96 дБА. Средний уровень звукового давления на автомобильных магистралях находится в пределах 70…85 дБА, что на 15…30 дБА превышает уровень допустимого шума для жилой застройки.

По установленным нормам, человек без особых последствий может переносить длительный шум уровнем до 40 дБа. Дальнейшее повышение уровня шума оказывает вредное влияние на центральную нервную систему, приводит кухудшению слуховой чувствительности.

Вибрация, создаваемая движением автомобильного транспорта при определенном уровне, также оказывает отрицательное воздействие на человека, животных, транспортные сооружения, находя-

429

щиеся вблизи автомагистралей. Она возникает на дорогах за счет неровностей и неуравновешенных сил двигателя и трансмиссии, передающихся на земляное полотно, придорожную обстановку, на людей, находящихся в автомобильном транспорте.

Уровень вибрации зависит от интенсивности движения, состава транспортного потока и ровности дорожного покрытия. Чем выше интенсивность и скорость движения, чем больше в составе потока тяжелых грузовых автомобилей, чем больше неровностей на покрытии (из-за которых растет динамическое воздействие автомобиля на дорогу), тем выше уровень вибрации, возникающий в придорожной полосе.

Человек воспринимает вибрации от нескольких долей герца до 800 Гц. Вибрация, воздействуя на человека, влияет на деятельность его нервной системы, ритм и частоту дыхания, артериальное давление, снижает остроту зрения и концентрацию внимания.

Человек ощущает превышение допустимого уровня вибрации на удалении от проезжей части до 10 м; на расстоянии 20 м и более вибрация не ощущается. Наиболее опасны для человека вибрации, частоты которых близки к резонансным частотам отдельных органов человека.

Колебания, вызываемые неровностями проезжей части и шероховатостью покрытия, характеризуются частотой более 15…17 Гц и являются высокочастотными. Проводимые исследования показали, что шина не поглощает колебаний, возбуждаемых шероховатостью, а передает их через подвеску автомобиля и кузов на место водителя. Подвеска, которая должна гасить колебания, при частоте более 25…30 Гц снижает свои демпифирующие свойства.

При высоте выступов макрошероховатостей 1…3 мм гашение виброколебаний происходит за счет демпфирующих свойств шины, при большей макрошероховатости за счет подвески автомобиля и подушки сидения водителя. При неровностях более 5…7 мм уровень вибрации на месте водителя превосходит максимально допустимый.

Уровень вибрации в зданиях и сооружениях, находящихся вблизи автомобильных дорог, определяется по величине виброскорости, виброускорения и вибросмещения:

430

LV = 20 lg V / V0, дБ;

LS = 20 lg S / S0, дБ,

где L, LQ, LS соответственно уровни виброскорости, виброускорения и вибросмещения, дБА;

V, Q, S соответственно фактическая колебательная скорость, м/с, фактическое виброускорение, м/с2, и фактическое вибросмещение, м;

V0, Q0, S0 пороговые величины виброскорости, виброускорения и вибросмещения (V0 = 5 10-8 м/с; Q0 = 3 10-4 м/с2; S0 = 8 10-12 м).

11.2.3. Эрозия грунтовых поверхностей

Как только природные условия изменяются под воздействием земляных работ, начинается распространение эрозии и рост вегетации. Проблемы эрозии имеют множество причин и являются следствием постоянного взаимодействия между почвенными структурами, климатическими условиями и водными процессами. В некоторых случаях эрозия может иметь последствия, выходящие далеко за пределы самой дороги, влияя на откосы, водные потоки, реки и дамбы, расположенные на некотором расстоянии от исходного источника.

Стабильность откосов может быть нарушена в процессе выемки грунта или устройства насыпей. Крутизна новых откосов, дефицит дренажа и изменение водных потоков могут привести к оползням. Некоторые чувствительные почвы (например, сланец) известны своей нестабильностью и сложностью дренажа.

Пустая порода, образовавшаяся при земляных работах, может заглушить естественную растительность, способствовать усилению эрозии, нарушению стабильности откосов.

Избыточные потоки воды также могут быть результатом перегораживания канав и повреждения водоотводных сооружений.

Посев или посадка растительности на оголенных склонах является наиболее важной мерой борьбы с эрозией и повышения стабильности откосов. Начинать эту работу следует как можно раньше в процессе строительства, еще до появления нежелательных про-

431

цессов. В этом случае растительный покров выполняет конкретные инженерные функции. Временные инженерные конструкции, например, заборы из плетеных прутьев, можно устанавливать наряду с озеленением, т. к. требуется некоторое время для того, чтобы растения смогли выполнять свои функции. Посадка растений должна выполнять следующие функции:

1)не давать породе перемещаться по поверхности откоса (с помощью стеблей);

2)армировать поверхность против эрозии и истирания (за счет перехвата корнями и листьями дождевых капель);

3)поддерживать склоны за счет укрепления оснований (с помощью корней и стволов деревьев и кустов);

4)укреплять почву за счет увеличения ее сопротивления сдвигу (с помощью корней);

5)дренировать почвенный профиль путем впитывания воды (с помощью корней);

6)увеличивать движение грунтовых вод.

Укрепление склонов от эрозии требует правильного инженерного проектирования их формы, наклона и дренажа. Методы укрепления откосов и склонов применяются в следующих случаях:

1)неустойчивость откосов из-за их большой высоты и крутизны;

2)риск внутренней эрозии или локализованного разрушения изза неудовлетворительного дренажа склонов;

3)необходимость сокращения объемов земляных работ из-за ограниченности ширины дороги.

Хорошо зарекомендовавшие себя методы защиты откосов включают:

1)перехватывающие дрены в верхней и нижней частях склона; использование желобов и водосливов для сброса потоков воды вниз по склону;

2)использование ступенчатых склонов или террас для понижения их высоты (бермы (уступы) представляют собой горизонтальные участки посреди склона);

3)защитное покрытие из каменной наброски или заглубленных кусков породы, иногда вперемежку с насаждениями;

4)удерживающие конструкции: габионы (ящики с камнями), ряжи (крепи из деревянных или бетонных брусьев), деревянные баррикады и решетки и др.;

432

5)упорные стенки более фундаментальные инженерные сооружения, имеющие укрепленные основания для удержания склонов от сползания;

6)армированный грунт насыпные стенки, возводимые по мере отсыпки грунта, с анкерами, затрамбованными в насыпной грунт.

11.2.4. Загрязнение воды

Проблемы загрязнения воды обычно возникают на дорогах с высокой интенсивностью транспортного потока и также должны учитываться при проектировании дорожных объектов и технологических процессов. В первую очередь, учитываются: близость водозаборов питьевой воды; граница с зонами большой биологической ценности; близость рек с минимальными потоками; пересечение почв с ограниченной фильтрующей способностью.

Известняки и карстовые доломиты, например, имеют нулевую фильтрующую способность, тогда как песок и песчаник активно фильтруют взвешенные вещества, а глины в значительной степени ограничивают распространение загрязнений.

При исследовании качества воды используются следующие характеристики: органолептические (цвет, запах); физико-химические (мутность, проводимость, содержание сульфатов, солей алюминия, нитратов, углеводородов); токсичные (наличие хрома, свинца, пестицидов); микробиологические (наличие колиформов, стрептококков). Обычно качество воды классифицируют по наименее благоприятному из измеренных параметров. Уровень загрязнения при реализации дорожного проекта можно оценить по содержанию тяжелых металлов либо взвешенных частиц в зависимости от того, какой из параметров менее строгий.

Чувствительность зоны исследования можно установить путем изучения взаимодействия дорожного проекта и окружающей среды, принимая во внимание варианты трассировки и организации движения транспорта и экологические данные по следующим вопросам:

1)поверхностные воды: мощность потока, расход, зоны затопления, нижний уровень воды;

2)грунтовые воды: их уровень, направление стока, уязвимость;

3)использование воды: питьевая вода, сельское хозяйство, рыбоводство;

433

4) проблемы, связанные с физико-химическим качеством воды. Чувствительность к изменениям водных потоков может быть физической (влияние на гидрологию), биологической (ареалы обитания фауны, населяющие их виды) и человеческой (вода для отдыха,

экономического и домашнего потребления).

Меры нейтрализации воды выбираются с учетом местных особенностей. Вредных воздействий в большинстве случаев можно избежать, если не вносить существенных изменений в существующие режимы водных потоков и исключить попадание в них строительных материалов и отходов производства.

11.2.5. Загрязнение почвы

Загрязнение почвы появляется вследствие ежедневной работы автотранспорта на сильно загруженных дорогах (как правило, при интенсивности более 7000 авт./сут). Такие металлы, как хром, свинец и цинк, остаются в почве на сотни лет. Загрязнение металлами обычно сильно локализовано, например, на шоссейной магистрали, открытой для движения в течение последних 25 лет, токсичность достигает пределов на полосе шириной менее 10 м, а уже на удалении в 50…100 м от дороги количество металлов-загрязнителей не отличается от уровня естественного подпочвенного загрязнения. Риск загрязнения почвы также существует от транспортировки опасных веществ в процессе строительства дороги и последующей

ееэксплуатации.

Всоответствии с действующей нормативной литературой, предельно допустимые концентрации токсичных веществ в почве (мг/кг сухой почвы) следующие:

434

Бенз(а)пирен 0,02 (над фоном) Гексахлорциклогексан 1,0 Карбофос 2,0 Линдан 30…40 Медь 20 Мышьяк 2,0

Полихлорпинен 0,5 Полихлоркамфан 0,5 Прометрин 0,5 Ртуть 2,1 Севжин 0,05

Свинец 20,0 (над фоном) Хлорамин 0,005 Флорофос 0,5

Степень воздействия на окружающую среду в дорожных проектах с точки зрения загрязнения почвы может быть снижена путем:

1)уменьшения площади расчистки поверхности;

2)своевременной посадки растений и должного ухода за ними;

3)проложения трассы в обход экологически чувствительных участков местности;

4)контроля скорости и расхода водных потоков.

11.3. Рекультивация земель

Согласно СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги», во временное пользование дорожным организациям для размещения отвалов грунта из плодородного слоя и для проезда транспортных средств, осуществляющих его вывозку, выделяются определенные площади (в га/км) (табл. 11.5).

По завершении строительства или реконструкции эти земли подлежат рекультивации.

Рекультивация – это комплекс мероприятий, направленных на восстановление продуктивности нарушенных земель, улучшение условий окружающей среды.

435

Т а б л и ц а 11.5

Нормы выделения земель при строительстве автомобильных дорог

При рекультивации земель различают два этапа:

1)рекультивация земель для последующего целевого использования субъектами хозяйственной деятельности (планировка, формирование откосов, снятие, транспортировка, нанесение почвенного слоя);

2)рекультивация биологическая восстановление плодородия земли, включая комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, направленных на возобновление биотипа.

Рекультивации подлежат также карьеры, резервы и другие участки земли, которые временно использовались дорожными организациями в процессе выполнения строительных и ремонтных работ.

11.4. Защита окружающей среды при эксплуатации автомобильных дорог

Для защиты окружающей среды могут быть использованы два взаимосвязанных направления:

1)уменьшение вредного воздействия;

2)восстановление нарушенного баланса.

Снижение транспортного загрязнения улиц, дорог и прилегающих к ним территорий до предельно допустимых концентраций и значений достигается следующими методами:

1)использование защитных свойств рельефа и поперечного профиля земляного полотна;

2)снижение скорости движения транспортного потока;

436

3)запрет на проезд грузовых транспортных средств в вечернее и ночное время;

4)разделение транспортных потоков, движущихся по улицам в различных направлениях;

5)нанесение специальной разметки и устройство светофорного регулирования, уменьшающих задержки транспорта на пересечениях и примыканиях в зонном уровне;

6)улучшение состояния покрытий магистральных дорог и улиц;

7)устройство тройного остекления в домах, вблизи мест движения транспорта;

8)установка защитных экранирующих сооружений;

9)посадка специальных лесополос;

10)отсыпка грунтовых валов;

11)строительство галерей, тоннелей, эстакад с шумопоглощающей обделкой конструктивных элементов;

12)строительство обходных дорог вокруг населенных пунктов. Разные породы деревьев и кустарников обладают различной пыле-

поглощающей способностью. Так, пылеемкость березы в 2,5 раза, а хвойных пород в 30 раз больше пылеемкости осины; вяз задерживает пыли в 6 раз больше, чем бальзамический тополь. Пылеемкость поверхности листьев (г/м2) составляет: вяз – 3,39; тополь бальзамический – 1,32;клен остролистый– 1,0;сиреньвенгерская– 1,61 и т. д.

За вегетационный период взрослые деревья аккумулируют из возду-

437

Для кустарников этот показатель имеет следующие значения (кг):

Пыль лучше задерживают растения с шероховатыми листьями, покрытыми ворсинками (вяз, ива и др.). На листовой поверхности таких деревьев осаждается до 70 % пыли из атмосферного воздуха.

Обеспыливанию, в первую очередь, подлежат дороги, проходящие вдоль полей, занятых сельскохозяйственными культурами, через водоохранные территории, заповедники, заказники и другие охранные зоны.

При этом принимается во внимание, что наибольшее количество пыли образуется на гравийных и грунтовых дорогах и возрастает с ростом интенсивности движения.

Одной из важных экологических проблем является проблема транспортного шума. Борьба с шумом предусматривает меры в области градостроительства и архитектуры, дорожного строительства, организации дорожного движения, конструирования автомобилей. Проблемы шума можно решить, изменив расположение трассы или отведя движение от районов застройки.

Меры по борьбе с шумом подразделяются на меры по снижению эмиссии шума и ограждению его распространения. Наиболее радикальным средством снижения уровня транспортного шума является создание бесшумного автомобиля за счет усовершенствования его конструкции, подбора шин и системы выхлопа. Однако этот путь ведет к удорожанию автомобиля. Наиболее дешевое и приемлемое мероприятие в направлении снижения шума - выполнение требования, чтобы частота вращения коленчатого вала не превышала 2700 об/мин (уровень шума двигателя уменьшается в среднем на 3 дБ).

С целью снижения шума водителю следует возможно раньше переходить на высшую передачу для обеспечения работы двигателя на умеренных оборотах.

Ряд мероприятий по снижению транспортного шума относятся к сфере организации и регулирования дорожного движения. Сократить задержки в движении транспортных средств и одновременно снизить

438