Совершенствование зимнего содержания дорог

Введение

В странах с продолжительными и холодными зи мами условия видимости на дорогах и сцепные качест ва дорожных покрытий обычно хуже в зимний период по сравнению с летним. Наличие снега и льда на по верхности дорожного покрытия увеличивает тормозной путь и опасность потери контроля над управлением автомобилем. Снежные заносы вдоль дороги снижают видимость и могут уменьшать используемую ширину проезжей части дороги (Hvoslef, 1976B; Ruud, 1981; Oberg, 1981; Gabestad, 1988). На дороге, полностью покрытой сухим или мокрым снегом, коэффициент сцепления может снизиться до менее, чем 0,1. Наиболее часто встречающаяся величина этого коэффициента для дорожных покрытий полностью или частично покры тых снегом или льдом равна 0,1-0,4. На чистом влаж ном покрытии коэффициент сцепления, как правило, находится в пределах 0,4-0,7. На чистом сухом покры тии он находится, как правило, в пределах 0,7-1,0.

Низкий коэффициент сцепления приводит к увеличению тормозного пути. В ряде исследований (Vag och vattenbyggnadsstyrelsen, 1972; Ruud 1981, Oberg, 1981; Sakshaug og Vaa, 1995) показано, что водители транспортных средств не снижают скорость на скользком покрытии, чтобы иметь такой же тор мозной путь, как и на чистом сухом покрытии. Именно по этой причине, в частности, степень риска на покрытой снегом или льдом проезжей части выше, чем на чистом сухом покрытии. Разные исследования показали следующие относительные уровни риска при разных условиях вождения:

Степень риска попасть в ДТП на полностью или частично покрытом снегом или льдом дорожном по крытии в 1,5 и 4,5 раз выше, чем на чистом сухом покрытии. В период 1990-1993 гг. около 16% всех ДТП с травмами, зарегистрированных полицией, со вершилось на покрытой снегом и льдом проезжей части, 5% на дорожном покрытии, частично покры том снегом или льдом и 1% на покрытии, которое по другим причинам было скользким.

Цель зимнего содержания дорог заключается в том, чтобы снизить количество ДТП зимой за счет уда ления снега и льда с дорожного покрытия и тем самым улучшения условий сцепления шин колес автомобиля с дорожным покрытием.

Описание мероприятий по зимнему содержанию дорог

Наиболее важными мерами по уходу за дорога ми в зимний период являются уборка снега, обработ ка дорожного покрытия песком и солью.

Дороги общего пользования в Норвегии делятся на классы зимнего содержания в зависимости от интен сивности движения на них. Строгие требования по ухо ду за дорогами в зимний период предъявляются к доро гам с наиболее интенсивным движением. Уборка снега должна осуществляться тогда, когда выпадет минимум 2-6 см сухого снега или 2-5 см мокрого снега. Макси мально допустимым количеством снега перед его убор кой должно составлять 5-12 см. Во время снегопада снег должен убираться постоянно с тем, чтобы количе ство снега никогда не превышало указанные граничные величины. Если снег выпадает в ночное время, то улица (участок дороги) должны быть убраны до 6.00 ч. утра.

На дорогах, которые подвержены метели, на се редине проезжей части допустимо образование зано сов высотой 8-15 см. Посыпание дороги песком или смешанным с солью песком осуществляется тогда, когда условия сцепления между шинами и дорожным покрытием особенно плохие. Точечная посыпка должна осуществляться тогда, когда коэффициент сцепления ниже 0,25. Посыпка должна осуществ ляться в течение 2-4 часов после того, как будут по лучены указанные величины коэффициента сцепле ния.

Посыпка дороги солью используется как превен тивное мероприятие, препятствующее прилипанию сне га к дорожному покрытию, превращению переохлаж денного дождя в лед и его примерзанию к покрытию, образованию тумана и растапливающее тонкий слой льда. Посыпание дороги солью должно осуществляться тогда, когда по прогнозу погоды должны наступить такие погодные условия, которые могут вызвать упо мянутые проблемы. При посыпании дороги солью тем пература воздуха и дорожного покрытия должна быть около 6oС. В 1994 году в Норвегии солью посыпалось 8000 км дорог, из которых 5000 км дорог посыпалось в течение всей зимы, а 3000 км только осенью и весной. В последние годы наблюдается небольшое увеличение охвата посыпаемых солью дорог. В настоящем параграфе рассматривается влия ние на количество ДТП нижеследующих мер, кото рые являются частью ухода за дорогами в зимний период:

• уборка снега,
• посыпка песком скользких мест,
• посыпка солью,
• повышенная готовность службы содержания до рог к уходу за дорогами,
• общее повышение стандарта по уходу за доро гами в зимний период,
• установка снегозащитных заграждений на уча стках дороги, подвергающихся метелям.

Об уходе в зимний период за тротуарами, пеше ходными и велосипедными дорожками речь идет в п. 2.7.

Влияние на аварийность

Как уже упоминалось выше, меры по уходу за до рогами принимаются или после того, как начнется снег (уборка снега, посыпка песком), или после получения прогноза, в соответствии с которым могут наступить такие погодные условия, которые приведут к снижению сцепных качеств дорожного покрытия (превентивная посыпка солью). В случае, если указанные меры не принимаются, то, как правило, снижение коэффициента сцепления приводит к увеличению количества ДТП. В шведских и немецких исследованиях было установлено следующее развитие риска ДТП в течение суток на до рогах, где изучалось влияние мер по уходу за дорогами в зимний период (Schandersson 1986; Savenhed, 1994). См. рис. 2.6.1.

Рис. 2.6.1. Развитие риска ДТП до и после принятия мер по зимнему содержанию

В период до принятия мер степень риска по пасть в ДТП резко увеличивается, как следствие по стоянно ухудшающихся условий движения. Непо средственно после принятия мер риск ДТП сильно снижается. После этого степень риска ДТП посте пенно снижается примерно к тому уровню, который имел место до наступления плохих условий движе ния.

Из сказанного следует, что влияние мероприя тий по уходу за дорогами в зимний период сущест венно зависит от того, какой период рассматривается. Максимальное влияние бывает сразу после принятия мер, но оно "размывается", если рассматривать дли тельный период. Влияние таких мер в течение всего зимнего периода зависит от того, как часто выпадают осадки или возникают такие погодные условия, кото рые вызывают необходимость принятия мер и, нако нец, как быстро принимаются такие меры. На доро гах с высоким стандартом мероприятий по уходу за дорогами в зимний период предполагается, что меры принимаются раньше, чем на дорогах с низким стан дартом.

Влияние на аварийность отдельных мероприятий по зимнему содержанию

Найдены следующие исследования о влиянии на аварийность разных мероприятий по зимнему содер жанию:

Дорожная служба Финляндии, 1972 (Vag- och Vattenbyggnadsstyrelsen) (Финляндия, отказ от посыпания солью).
Andersson,1978 (Швеция, посыпки солью дорог в зимний период).
Brude og Larsson, 1980 (Швеция, посыпки солью дорог в зимний период).
Lie, 1981 (Норвегия, общий стандарт на зимнее содержание дорог).
Oberg, Arnberg, Carlsson, Helmers, Jutengren, Land, 1985 (Шве ция, отказ от посыпания солью).
Schandersson, 1986 (Швеция, посыпки песком и солью, уборка снега и другие меры в зимний период).
Bertilsson, 1987 (Швеция, общий стандарт содержания до рог).
Schandersson, 1988 (Швеция, общий стандарт содержания дорог).
Moller, 1988 (Швеция, посыпки солью дорог в зимний пе риод).
Nilsson og Vaa, 1991 (Норвегия, отказ от посыпания солью).
Oberg, Gustafsson og Axelsson, 1991 (Швеция, отказ от по сыпания солью).
Kallberg, 1993 (Финляндия, отказ от посыпания солью).
Eriksen og Vaa, 1994 (Норвегия, повышенная готовность к принятию мер по зимнему содержанию)
Sаvenhed, 1994 (Швеция, общий стандарт содержания до рог).
Obeg, 1994 (Швеция, точечная посылка солью).
Sakshaug og Vaa, 1995 (Норвегия, отказ от посыпания со лью).
Kallberg, 1996 (Финляндия, отказ от посыпания солью).
Vaa 1996B (Норвегия, повышенная готовность к принятию мер по зимнему содержанию).

В табл. 2.6.1 приводится общий обзор результа тов перечисленных выше исследований по изучению влияния на аварийность мероприятий по зимнему содержанию дорог.

Таблица 2.6.1. Влияние мероприятий по зимнему содержанию дорог на аварийность

Во всех Северных странах дорожная сеть делит ся на классы зимнего содержания в зависимости от интенсивности движения и важности дороги в общей транспортной системе. Имеется, как правило, 3-4 класса зимнего содержания. В самом высоком классе требования к зимнему содержанию самые высокие, а в нижнем классе - самые низкие. Повышение класса зимнего содержания позволяет сократить количество ДТП с травматизмом на 10% и ДТП с материальным ущербом - на 30%. То, что влияние на ДТП с матери альным ущербом больше, вызвано, по-видимому, тем, что зимние условия повышают риск именно ДТП с материальным ущербом больше, чем ДТП с травматизмом (Hvoslef, 1976A).

Посыпка солью снижает количество ДТП. При отказе от посыпки солью возрастает аварийность на дорогах.

Ранее проведенные исследования влияния по сыпки солью (Vag och Vattenbyggnadsstyrelsen, 1972; Andersson, 1978; Vejdirektoratet, 1979) не свидетель ствуют о том, что эта мера оказывает какое-то влия ние на количество ДТП. Более поздние исследования (Oberg med flere, 1985, 1991; Nilsson og Vaa, 1991; Kallberg, 1993; Sakshaug og Vaa, 1995) показали, что посыпка солью снижает количество ДТП. Это объяс няется следующим. Во-первых, с течением времени стала более совершенной технология рассыпки со лью. В одном из норвежских исследований (Sakshaug og Vaa, 1995) не было доказано снижение количества ДТП на дорогах, где начали использовать соль до 1988 г. Однако на дорогах, где начали использовать соль после 1988 г., количество ДТП стало снижаться. Во-вторых, самые первые исследования влияния по сыпки солью, особенно финское исследование 1972 г. (Vag och Vattenbyggnadsstyrelsen, 1972), проводились на дорогах, не имевших дорожных знаков, ограничи вающих скорость движения. Поэтому можно считать, что ограничение скорости служит ограничителем для тенденции некоторых участников движения увеличи вать скорость, когда условия сцепления улучшаются.

В одном из шведских исследований (Bjorketun, 1983) было изучено влияние на количество ДТП вы сокой готовности службы содержания дорог к приня тию мер по уходу за дорогами в зимний период. Бы ло выбрано два вида повышенной готовности на вы бранных дорогах ночью между 3.00 и 7.00 часами. Один из видов заключался в том, что автомобиль, посыпающий дорогу солью, патрулировал по дороге весь указанный период. Другой вид заключался в том, что дежурная бригада дорожных рабочих с осо бой внимательностью следила за условиями движе ния и принимала соответствующие меры. Опыт пока зал, что оба этих вида привели к сокращению коли чества ДТП. При пониженной готовности количество ДТП в пересчете на сутки, общее количество ДТП (травматизм и материальный ущерб) снизилось на 8% (нижняя граница снижения на 15%, верхняя гра ница снижения на 1%). В период дежурства (с 3.00 до 7.00) бригады рабочих количество ДТП сократилось на 30%, а в период патрулирования автомобиля ко личество ДТП снизилось на 23%. В остальное время суток эти меры оказывали незначительное влияние на количество ДТП или вообще не оказывали ника кого влияния.

Влияние посыпки песком или солью сильно сни жается в течение первых суток с момента проведения мероприятия, хотя результаты очень неоднозначны. Есть все основания полагать, что песок сдувается с до роги по мере прохождения автомобилей. В одном из шведских исследований (Oberg, 1978) показано, что посыпка песком привела к увеличению коэффициента сцепления на 0,1 с исходной точки 0,2-0,3. Скорость в среднем увеличилась на 2,4 км/ч. Было достигнуто так же снижение расчетного времени до полной остановки автомобиля примерно на 8 м (соответственно примерно 10% уменьшения). После прохождения примерно 300 автомобилей большая часть песка была сметена с про езжей части дороги. Это свидетельствует о том, что до рогу следует чаще посыпать песком, чтобы сохранить его влияние на дорогах с интенсивным движением.

В одном американском исследовании (Tabler og Furnish, 1982) на высокогорном перевале, где дорога подвергается сильным снегозаносам, показано, что количество ДТП (как с травматизмом, так и с мате риальным ущербом) в условиях суровой зимы и сильных метелей было снижено на 10%, когда 50% дороги было защищено снегозащитными щитами. Показатели влияния ненадежны, так как исследован ная дорога особенно сильно подвергалась воздейст вию метелей. Не был принят во внимание возможный коэффициент регрессии в количестве ДТП. Поэтому неясно, насколько достоверны результаты исследо вания.

Влияние на пропускную способность дорог

От качества зимнего содержания дорог сущест венно зависит их пропускная способность. Высокая пропускная способность - это главный показатель эффективности большинства принимаемых на доро гах мер в зимний период. Поэтому в целом ряде ис следований изучался вопрос о том, как различные меры по уходу за дорогами в зимний период влияют на скорость движения. Результаты этих исследований приведены в таблице:

Эти исследования свидетельствуют о том, что меры по уходу за дорогами в зимний период повы шают среднюю скорость на 7 км/ч. Увеличение ско рости зависит от того, насколько улучшают прини маемые меры условия сцепления между дорожным покрытием и шинами колес автомобилей. Во время снегопада скорость снижается, на 10-15 км/ч (Ruud, 1981; Moller, Wallman og Gregersen, 1991; Sakshaug og Vaa, 1995). Период времени между проходящими автомобилями также увеличивается во время снего пада (Ruud 1981; Moller, Wallman og Gregersen, 1991).

При неблагоприятных условиях движения и по годных условиях участники движения имеют выбор отложить или вообще отменить поездку, которую они хотели совершить. Разные исследователи при шли к несколько противоположным результатам в отношении того, насколько обычным является по добный образ действий с запланированными поезд ками. Один из шведских исследователей установил, что количество участников движения было на 1-5% меньше, когда дорога была покрыта снегом, чем то гда, когда та же дорога была чистой. Другой швед ский исследователь (Moller, Wallman og Gregersen, 1991), который изучал изменение количества участ ников движения в течение суток, не обнаружил ника ких признаков того, что количество участников дви жения сократилось во время снегопада. Однако ко личество велосипедистов сильно менялось в зависи мости от погодных условий.

В одном из норвежских исследований, прове денных зимой 1986 г. (Gabestad, Amundsen og Skarra, 1988), описывается, что представительной группе населения в возрасте свыше 15 лет по почте была разослана анкета. 9% опрошенных сообщили, что они откладывали одну или несколько запланирован ных поездок на автомобиле в течение всей зимы. Ко личество отложенных поездок распределялось сле дующим образом: откладывалась одна поездка - 4%, две поездки - 2%, три поездки - 1% и 4 или более по ездок - 2%. Охватывающее всю Норвегию изучение привычек езды на автомобиле, проведенное в 1984-85 гг. (Stangeby, 1987), показало, что среднее количество поездок на человека в сутки в зимний период состав ляло 2,9, из них 45% в качестве водителя. В течение зимнего сезона в 150 дней (с 1-го ноября по 31-е мар та) каждый норвежец предпринимает в среднем око ло 200 поездок на автомобиле. Среднее количество перенесенных на другое время поездок, как показал упомянутый опрос, составляло 20 поездок, или 10%. Интервью, бравшиеся на обочинах дорог зимой 1985-86 гг., показали, что 6% опрошенных в Норвегии пе реносили или отменяли одну или несколько поездок из-за плохих погодных условий, или плохих условий движения (Gabestad, Amundsen og Skarra, 1988).

Влияние на окружающую среду

Меры по уходу за дорогами в зимний период, особенно посыпка солью, могут оказывать влияние на окружающую среду. Обзор этого влияния приве ден в таблице:

Посыпание дорог солью сильно повышает со держание соли в грунтовых водах и в грунте, распо ложенных недалеко от дороги. Максимальное увели чение отмечалось у самой дороги. Доказано вредное воздействие на растительный мир, особенно на ели, что объясняется повышенным содержанием соли в воде и почве, в комбинации с брызгами грязи, сме шанной с солью.

Посыпание солью увеличивает износ дороги, особенно потому, что большая часть движения осу ществляется по влажному чистому участку покры тия. Износ, вызываемый шипами шин, на влажном покрытии примерно в 2 раза выше, чем на сухом. Соль разъедает бетонные конструкции, что может особенно касаться мостов (Oberg и другие, 1985). По этому на дорогах, посыпаемых солью, можно ожи дать повышенной потребности ухода за мостами.

Соль способствует повышенному образованию ржавчины на автомобилях. Это влияние трудно уст ранить, так как многие факторы влияют на образова ние ржавчины. Изучение необработанных стальных пластин, которые подвергались воздействию грязных брызг, смешанных с соленой водой в течение зимне го сезона, показало, что образование ржавчины уве личилось в 3-5 раз. На обработанных антикоррозион ными веществами автомобилях влияние соли было меньше примерно в 2 раза.

Многие участники движения критически отно сятся к посыпке дорог солью. В одном норвежском исследовании, проводившемся на обочине дороги зимой 1992-93 гг. (Holt, 1993B), 65% участников движения разошлись во мнении, полностью или час тично, в отношении утверждения "посыпка солью желательна". 35% полностью или частично согласны с этим утверждением. 19% считали увеличение по сыпания солью очень важным или мало важным, 64% считало, что это не имело важного значения или ме нее важным.

Затраты

В 1995 году в Норвегии расходовали 673 млн. крон на уход за дорогами в зимний период. Расходы на различные мероприятия по зимнему содержанию дорог, рассчитанные на основании разработанной в Норвегии модели (Statens vegvesen, handbok 140, del IIB, 1995; Elvik, 1996), приводятся в табл. 2.6.2.

Таблица 2.6.2. Расходы на различные мероприятия по зимнему содержанию дорог в Норвегии (в ценах 1995 го да)

1 Дороги с интенсивностью движения менее 2000 авт/сут обычно не посыпаются солью.
СИД - суточная интенсивность движения, авт/сут.

Расходы на зимнее содержание автомобильных дорог меняются в зависимости от интенсивности дви жения, степени застроенности местности, принятого стандарта ухода за дорогами, а также от того, посыпается дорога солью или нет.