Защита дорог от влияния погодно-климатических факторов

 

Автомобильные дороги как транспортные сооружения работают при постоянном воздействии погодно-климатических факторов.

В зимний период на безопасность дорожного движения оказывают большое влияние снежные заносы, гололед, туман, низкая температура, короткая продолжительность светлого времени суток. Безопасность дорожного движения в зимний период зависит от качества проведения работ по содержанию дорог в надлежащем состоянии. В подавляющем большинстве случаев из-за неполного удаления снега на отдельных участках дороги для зимнего периода наиболее характерны: потеря четкого очертания земляного полотна, изменение размеров поперечного профиля проезжей части, сужение проезжей части.

Сроки ликвидации зимней скользкости и окончания снегоочистки для автомобильных дорог, а также улиц и дорог городов и других населенных пунктов с учетом их транспортно-эксплуатационных характеристик приведены в ГОСТе Р 50597-93 "Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения". Согласно этому нормативному документу:

- На дорогах и улицах городов и других населенных пунктов снег с проезжей части следует убирать в лотки или на разделительную полосу и формировать в виде снежных валов с разрывами на ширину 2,0 - 2,5 м.

- Формирование снежных валов не допускается:

- на пересечениях всех дорог и улиц в одном уровне и вблизи железнодорожных переездов в зоне треугольника видимости;

- ближе 5 м от пешеходного перехода;

- ближе 20 м от остановочного пункта общественного транспорта;

- на участках дорог, оборудованных транспортными ограждениями или повышенным бордюром;

- на тротуарах.

- В городах и населенных пунктах уборку тротуаров и пешеходных дорожек следует осуществлять с учетом интенсивности движения пешеходов после окончания снегопада или метели в сроки, приведенные в ГОСТе.

Осень и весна приносят так же немало забот. В осенний период характерны следующие явления:

- Переувлажнения дорожной одежды;

- Туманы и значительное количество осадков;

- Загрязнение дорожного покрытия в связи с листопадом;

- Утренние заморозки, кратковременный гололед (часто проявляется на хорошо продуваемых сооружениях – мостах, эстакадах, виадуках и др.).

Весной с начала снеготаяния на дорогах много вешней воды. Вода ухудшает сцепление шин с дорогой, в отдельных случаях может возникнуть явление «аквапланирование» и автомобиль станет неуправляемым. При движении по воде тормозные колодки смачиваются водой и теряют коэффициент трения, тормоза теряют свою эффективность. Весной так же возможны туманы. В это время в связи с переувлажнением низа дорожной одежды снижается ее несущая способность, что требует ограничения движения тяжелых автомобилей.
Погодно-климатические условия включают в себя метеорологические явления и факторы, которые оказывают существенное влияние на: состояние дороги, автомобиля и водителя; взаимодействие автомобиля с дорогой; восприятие водителем дороги и окружающей обстановки; режим и безопасность движения транспортных потоков. К метеорологическим явлениям, создающим неблагоприятные условия движения, относятся высокая и низкая температуры воздуха, твердые, жидкие и смешанные осадки, метель, гололед, туман и ветер. Каждое метеорологическое явление характеризуется частотой или вероятностью появления, интенсивностью и продолжительностью. С увеличением интенсивности явления условия движения на дороге ухудшаются, снижается скорость движения, возникают заторы, растет число дорожно-транспортных происшествий.

 Наиболее неблагоприятен для движения зимний период, когда трудные или очень трудные условия могут сложиться под влиянием семи метеорологических элементов - метели, гололеда, снегопада, тумана, ветра, низкой температуры и высокой относительной влажности воздуха - и их сочетаний. Весной и осенью такие условия могут быть под влиянием шести метеорологических элементов - гололеда, дождя, тумана, ветра, отрицательной температуры и высокой влажности воздуха. Летом лишь четыре метеоэлемента могут создать трудные и очень трудные условия движения - дождь, туман, ветер, высокая температура воздуха.

Число дней в году с неблагоприятными для движения метеорологическими условиями колеблется по территории страны от 170 до 260.

Автомагистрали предназначены для непрерывного пропуска интенсивных транспортных потоков с высокими скоростями и безопасностью движения в любое время года. Поэтому их параметры и характеристики должны быть назначены и обоснованы исходя из условий обеспечения удобных и безопасных условий движения прежде всего в зимний и осенне-весенние периоды с учетом вероятности появления, длительности и интенсивности метеорологических явлений, характеризующих климат района проложения дороги.

При проектировании дорог для предотвращения или ослабления влияния погодно-климатических факторов на условия движения имеются два принципиальных подхода. Первый заключается в выборе таких геометрических параметров плана, продольного и поперечного профилей, транспортно-эксплуатационных характеристик, конструктивных и организационных решений по защите поверхности дороги и транспортного потока от воздействия погодно-климатических факторов, которые обеспечивают требуемый уровень удобства и безопасности движения в любое время года и в любых условиях погоды и снижают затраты на содержание дороги. Этот подход - основной, наиболее эффективный. Второй подход заключается в значительном увеличении мощности службы содержания дороги до уровня, обеспечивающего условия движения, идентичные условиям движения при отсутствии неблагоприятных метеорологических факторов. В большинстве случаев этот путь оказывается экономически нецелесообразным.

 Проект автомобильной магистрали должен включать в себя комплекс проектных решений и мероприятий, позволяющих сохранить принятый уровень обеспеченности расчетной скорости в неблагоприятных метеорологических условиях. В состав этих решений и мероприятий входят:

- проложение трассы на каждом участке местности с учетом возможного неблагоприятного воздействия метеорологических факторов;

- выбор и назначение параметров продольного и поперечного профилей, краевых полос, укрепленных обочин, а также размеров и форм разделительной полосы;

- выбор руководящих рабочих отметок и очертаний земляного полотна;

- выбор конструкции дорожной одежды и назначение параметров шероховатости и сцепных качеств покрытия проезжей части, краевых полос и обочин;

 - проектирование снегозащитных и ветрозащитных насаждений и сооружений, мест размещения баз по хранению противогололедных материалов;

- расчет и обоснование структуры и мощности службы содержания дороги и оснащения ее дорожной техникой исходя из годовых и сезонных объемов работ по содержанию дороги в данных климатических условиях;

- выбор и обоснование схем организации и режимов движения в различные периоды года, схем разметки и расстановки знаков по сезонам года, мест установки знаков со сменной информацией.

Выбор и обоснование проектных решений и мероприятий, обеспечивающих удобство и безопасность движения в течение всего срока эксплуатации дороги, и в том числе при неблагоприятных погодно-климатических условиях, рекомендуется выполнять на основе принципиально нового показателя - уровня обеспеченности расчетной скорости движения.

 Чтобы запроектировать автомагистраль, гарантирующую принятый уровень обеспеченности расчетной скорости в любое время года, необходимо на стадии проектирования оценить влияние каждого элемента и параметра дороги и каждого метеорологического явления, а также их совместное влияние на скорость движения и выбрать такие параметры дороги, такие технические решения и мероприятия, которые обеспечивают заданную скорость и безопасность движения в процессе эксплуатации дороги в реальных погодно-климатических условиях.

Наиболее удобное и безопасное движение наблюдается в эталонных условиях. Любое ухудшение условий движения по сравнению с эталонными ведет к снижению скорости движения, которая может быть ограничена динамическими возможностями автомобиля или требованиями безопасности движения.

Наибольшее влияние на состояние дороги и условия движения оказывают гололед, метель, осадки в виде дождя и снега, туман и ветер. В такой же последовательности необходима и разработка мероприятий по нейтрализации этих явлений.

Для этого на основе климатических характеристик ближайшей метеостанции необходимо определить число дней в году с различной обеспеченностью расчетной скорости под влиянием отдельных метеорологических явлений.

Гололед относят к особо опасным явлениям, поскольку коэффициент сцепления при этом всегда меньше 0,2. Гладкие покрытия, для которых коэффициент сцепления в сухом состоянии составляет 0,5 - 0,6, уже при образовании связной пленки воды имеют коэффициент сцепления менее 0,4, т.е. для таких покрытий влажность воздуха 90 - 100 % опасна, дождь интенсивностью 0,2 мм/мин очень опасен.

Для шероховатого покрытия опасен дождь интенсивностью 0,3 мм/мин и выше, при котором образуется слой воды толщиной 4 мм и коэффициент сцепления снижается до 0,4. Поэтому при назначении поперечного уклона проезжей части, уклона виража и параметров шероховатости покрытия для автомагистралей необходимо исходить из толщины слоя воды на покрытии не более 4 мм.

Особенно трудные условия движения наблюдаются во время метелей, когда любое препятствие на поверхности или около дороги может привести к образованию снежных отложений на дороге. Известно, что особенно много снега переносится при скорости ветра более 9 м/с.

Поэтому метели при скорости ветра до 9 м/с можно отнести к опасным для движения, а метели при скорости ветра более 9 м/с - к очень опасным для движения.

Для борьбы с гололедом в проектах дорог нужно предусматривать устройство баз хранения противогололедных материалов. В зависимости от интенсивности движения расстояние между базами должно приниматься от 20 до 50 км.

На опасных участках через каждые 50 - 100 м должны быть созданы места хранения абразивных материалов, защищенные от снега, намокания и замерзания.

Предусматривать устройства теплоэлектрообогрева проезжей части на наиболее опасных участках (мосты, путепроводы, пересечения в разных уровнях, зоны автобусных остановок и др.).

На участках автомагистрали, где по данным метеорологических справочников или наблюдений ожидается повышенное число случаев гололеда, целесообразно предусматривать автоматические световые табло, предупреждающие водителей о гололеде.

 Особенно большое значение имеет предупреждение водителей о реальных условиях движения и рекомендуемых режимах. Для информации водителей необходимо предусматривать в проекте систему временных дорожных знаков и табло со сменной информацией, предупреждающих о неблагоприятных метеорологических условиях, а также системы автоматизированного управления движением. В проектах дорог целесообразно предусматривать посты наблюдения за метеорологическими условиями, обслуживаемые дорожными организациями.