ПРИНЦИПЫ НАЗНАЧЕНИЯ РАБОТ ПО РЕКОНСТРУКЦИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
Лекция 1
1.1. Реконструкция автомобильных дорог и ее разновидности
В переводе с латинского языка слово «реконструкция» означает коренное переустройство, перестройку по новым принципам, восстановление чего-либо по сохранившимся данным и описаниям.
Однозначного определения термина «реконструкция автомобильных дорог» нет, и этим термином обозначают широкий перечень мероприятий и работ, связанных с улучшением и совершенствованием дорог. В то же время имеются и более детальные классификации мероприятий и работ по совершенствованию автомобильных дорог. Так, Всемирный банк разделяет их на несколько видов:
· капитальный ремонт - выборочный ремонт отдельных участков покрытия, восстановление поперечного профиля проезжей части и земляного полотна, улучшение системы водоотвода с восстановлением прочности и условий проезда по искусственным сооружениям. Стоимость работ может изменяться от 3000 долларов за километр для дорог с низшими типами дорожных одежд до более 20000 долларов за километр для дорог с капитальными и облегченными типами дорожных одежд, в зависимости от их типа и состояния;
· реконструкция - работы, обычно проводимые на дорогах, находящихся в плохом состоянии, и заключающиеся в обновлении дорожной одежды с использованием существующего земляного полотна без изменения трассы, но с восстановлением искусственных сооружений. Стоимость работ может колебаться в широких пределах от 45000 до 300000 долларов за километр.
· восстановление - большие работы, сочетающие элементы капитального ремонта и реконструкции.
· усиление - утолщение дорожной одежды, включающее укладку нового слоя покрытия, которое может сочетаться с термопрофилированием существующего асфальтобетонного покрытия. Стоимость работ по одной полосе проезжей части может составлять от 10000 до 50000 долларов за километр.
· перестройка дорог в целях повышения скорости и безопасности движения и увеличения пропускной способности. Работы предусматривают уширение дороги, улучшение ее приложения на местности с увеличением радиусов кривых или снижением продольных уклонов, сопровождающимися постройкой новых участков дорожной одежды. Стоимость работ может колебаться в широких пределах в зависимости от местных условий и намеченных изменений трассы и дорожной конструкции.
В соответствии с действующей в России классификацией работ по ремонту и содержанию автомобильных дорог общего пользования, реконструкция автомобильных дорог - это комплекс работ, связанных с повышением технических параметров эксплуатируемых дорог и дорожных сооружений (в том числе изменение их геометрических параметров и грузоподъемности), благодаря которым увеличивается пропускная способность и повышается безопасность движения.
Реконструкция, как правило, обеспечивает возможность перевода дороги в более высокую техническую категорию, но не приводит к увеличению протяженности дороги.
Следовательно, к реконструкции может быть отнесен и комплекс мероприятий по существенному повышению технических параметров и характеристик дорог, обеспечивающих увеличение скорости, пропускной способности, безопасности движения или допустимых осевых нагрузок автомобилей, без перевода в более высокую категорию.
В этой связи представляется целесообразным внести уточнения в классификацию дорожных работ, чтобы избежать путаницы в терминологии.
По действующей классификации ремонт автомобильных дорог - это комплекс работ по восстановлению износа дорожного покрытия, улучшению его ровности и повышению сцепных качеств, усилению дорожной одежды и земляного полотна, восстановлению изношенных конструкций и деталей дорожных сооружений или их замене на более прочные и экономичные, а также работ по организации и безопасности движения, в результате которых восстанавливаются транспортно-эксплуатационные характеристики ремонтируемых дорог и дорожных сооружений и обеспечиваются требуемые условия движения. В этой формулировке необходимо обратить внимание на два обстоятельства. Во-первых, при ремонте восстанавливаются только переменные параметры и характеристики дороги без изменения постоянных параметров и характеристик (ширина проезжей части и земляного полотна, радиусы кривых в плане и профиле, продольные уклоны и т.д.). Во-вторых, задача ремонта состоит в восстановлении транспортно-эксплуатационных характеристик ремонтируемой дороги (ровность, прочность, сцепные качества и т.д.), но не транспортно-эксплуатационных показателей (обеспеченной скорости, пропускной способности и т.д.). Решение задачи повышения транспортно-эксплуатационных показателей перенесено на этап реконструкции дороги в отличие от действующих ранее классификаций дорожных работ, в которых значительная часть мероприятий по повышению транспортно-эксплуатационных показателей дорог входила в состав работ по капитальному ремонту без перевода дороги в более высокую категорию, в том числе уширение проезжей части, спрямление трассы и смягчение продольного уклона отдельных участков и т.д.
В сложившихся условиях целесообразно выделить частичную и полную реконструкции дороги.
Частичная реконструкция - это совершенствование и повышение параметров и характеристик дороги с целью улучшения ее транспортно-эксплуатационных показателей в пределах установленных норм для дороги данной категории без увеличения ширины земляногополотна на основном протяжении.
Частичная реконструкция применяется в случаях, когда:
· интенсивность движения равна или несущественно выше расчетной для дороги данной категории, но на отдельных участках обеспеченные автомобильной дорогой скорость, безопасность или допустимая осевая нагрузка не отвечают возросшим требованиям;
· отсутствуют финансовые возможности для коренного переустройства дороги или экономически нецелесообразно осуществлять полную реконструкцию.
Полная реконструкция - это коренное переустройство дороги с переводом ее в более высокую категорию с целью приведения дороги в полное соответствие с требованиями сложившегося и перспективного движения автомобилей.
Полная реконструкция с расширением земляного полотна или с устройством дополнительного земляного полотна применяется в тех случаях, когда интенсивность движения на существующей дороге увеличилась в 1,5 и более раза по сравнению с расчетной для данной категории и ожидается ее дальнейшее увеличение.
Таким образом, реконструкция - это частичное или полное переустройство дороги для повышения ее транспортно-эксплуатационных показателей. Реконструкция дорог, как правило, не дает прироста протяженности дороги. Наоборот, протяженность ее обычно несколько сокращается. Однако технический уровень дороги, ее инженерное оборудование и транспортно-эксплуатационное состояние при реконструкции значительно улучшаются, а вместе с ними повышаются и все транспортно-эксплуатационные показатели.
1.2. Оценка состояния дороги и назначение мероприятий по реконструкции дорог
Степень повышения основных показателей дороги зависит от комплекса реконструктивных мероприятий, предусмотренных проектом реконструкции. Набор этих мероприятий определяется на основании диагностики и оценки фактического состояния дороги с учетом прогноза изменения этого состояния при ожидаемой интенсивности и составе движения.
Диагностика - это обследование, сбор и анализ информации о геометрических и технических параметрах и характеристиках, физических свойствах дорог и дорожных сооружений и условиях их работы.
По материалам диагностики осуществляется оценка состояния дороги и дорожных сооружений.
Оценка транспортно-эксплуатационного состояния - это определение степени соответствия фактического состояния дороги и дорожных сооружений предъявленным требованиям.
Задача оценки состоит в сравнении фактических данных о состоянии дороги по установленному перечню параметров, характеристик и показателей с нормативными требованиями, определении расхождений между ними, оценке степени этих расхождений, выявлении и оценке причины возникновения дефектов и расхождений.
В зависимости от степени несоответствия фактического состояния дороги и дорожных сооружений предъявленным требованиям по каждому участку, элементу, параметру и характеристике дороги назначают мероприятия по повышению технического уровня и эксплуатационного состояния дороги, которые могут быть выполнены в рамках ремонта или реконструкции дорог.
Существует несколько методов оценки состояния дорог, которые применяют в настоящее время.
К ним относятся: метод сравнения технических параметров и характеристик, метод сравнения и по техническим параметрам, и по транспортно-эксплуатационным показателям, метод сравнения потребительских свойств.
Суть оценки состояния по техническим параметрам и физическим характеристикам состоит в сопоставлении фактических значений этих параметров и характеристик с нормативными, требуемыми или проектными.
Если отклонения фактических значений от нормативных или требуемых больше допустимых пределов, назначают ремонтные или реконструктивные мероприятия.
Преимущество этого метода состоит в простоте оценки состояния и назначения ремонтных работ или мероприятий по реконструкции.
Однако этот метод имеет ряд недостатков.
Один из них состоит в очень большом числе оцениваемых параметров и характеристик дороги, которые в различных методиках колеблются от 10 - 15 до 40 и более, причем их оценки могут иметь различные количественные или качественные значения на каждом участке.
В этих условиях сделать однозначный вывод об общей оценке состояния дороги, о сравнении общего состояния двух участков дорог или двух различных дорог, а следовательно, выбрать объективно обоснованную стратегию по ремонту или реконструкции дорог весьма трудно. Появляется широкое поле для выбора решений в виде различных наборов приоритетных работ, назначаемых экспертно по одному, двум или нескольким показателям независимо от других.
Другой более важный недостаток состоит в том, что методы оценки состояния дорог по степени соответствия их технических параметров и физических характеристик нормативным требованиям в прямом виде не оценивают транспортно-эксплуатационные показатели дорог, т.е. их потребительские свойства. Они оцениваются только косвенно, предположительно.
Комбинированные методы оценки транспортно-эксплуатационного состояния дорог включают в себя оценку дороги по основным транспортно-эксплуатационным показателям и техническим параметрам и характеристикам. Они позволяют оценивать состояние дороги не просто как инженерного сооружения, а как инженерного транспортного сооружения, предназначенного для обеспечения удобного и безопасного движения автомобилей с высокими скоростями и установленными нагрузками.
В этих методах нашли распространение термин «транспортно-эксплуатационное состояние дороги» (ТЭС АД) - комплекс параметров и характеристик технического уровня, эксплуатационного состояния и инженерного оборудования и обустройства, а также термин «транспортно-эксплуатационные показатели дороги» (ТЭП АД), которые непосредственно зависят от транспортно-эксплуатационного состояния дороги и характеризуют дорогу именно как транспортное сооружение.
К транспортно-эксплуатационным показателям дороги (ТЭП АД) относятся обеспеченная дорогой непрерывность, скорость, удобство и безопасность движения, пропускная способность и уровень загрузки, допустимые габариты, осевая нагрузка и общая масса автомобилей, экологические, эстетические и другие показатели.
Методика оценки достаточно проста: определяют в абсолютной или относительной форме фактические значения транспортно-эксплуатационных показателей и технических характеристик, сравнивают их с нормативными требованиями по каждому параметру и характеристике, получают оценку (рассогласование), с учетом которой назначают мероприятия по ремонту или реконструкции.
Комбинированная система показателей оценки состояния дорог включает в себя следующие показатели:
· скорости движения. Оценивается по величине коэффициента обеспеченности расчетной скорости в осенне-весенние, переходные периоды года;
· пропускной способности дороги и уровня загрузки дороги движением;
· безопасности движения. Оценивают по трем показателям: коэффициенту происшествий, коэффициенту аварийности и коэффициенту безопасности;
· соответствия фактических геометрических параметров нормативным для данной категории дороги. Оценивают прямым сравнением;
· прочности дорожной одежды. Оценивают коэффициентом прочности;
· ровности покрытия. Оценивается коэффициентом ровности;
· шероховатости и сцепных качеств покрытия. Оценивается показателем скользкости и коэффициентом сцепления по ширине покрытия.
Это основные показатели. Кроме того, по техническим параметрам и физическим характеристикам оценивают состояние обочин, откосов, системы водоотвода. Состояние мостов оценивается в основном определением их грузоподъемности.
Преимущество этого метода состоит в том, что дорога одновременно оценивается по техническим параметрам и характеристикам и по транспортно-эксплуатационным показателям, т.е. по потребительским свойствам.
Главный недостаток этого метода состоит в том, что каждый показатель, параметр и характеристика оценивается раздельно и имеет свои нормативные требования. В результате по итогам оценки на каждом участке дороги получается от 20 до 80 числовых данных в абсолютной или относительной форме, показывающих совпадения или отклонения от нормативных требований, что существенно затрудняет анализ и формирование вывода о степени соответствия дороги нормативным требованиям, а также назначение и выбор наиболее важных мероприятий по ремонту или реконструкции дороги.
Чтобы упростить решение задачи планирования этих работ применяют различные способы определения весовых коэффициентов, коэффициентов важности, приоритетности, разделения работ на главные и второстепенные. В большинстве случаев это делается экспертным путем, т.е. волевым порядком, что может привести к ошибочным решениям при распределении весьма ограниченных средств на ремонт и реконструкцию автомобильных дорог.
Методика комплексной оценки качества и состояния дорог по их потребительским свойствам. Основана на том, что в рыночных условиях конечной задачей функционирования дорог является обеспечение их высоких потребительских свойств, через которое дорожная отрасль вносит свой вклад в технико-экономические показатели работы автомобильного транспорта, в социальное и экономическое развитие регионов.
Потребительские свойства дорог - совокупность транспортно-эксплуатационных показателей дороги, непосредственно влияющих на эффективность работы автомобильного транспорта и отражающих интересы пользователей дорог.
К потребительским свойствам дорог относятся обеспечиваемые их техническим уровнем и эксплуатационным состоянием скорость, непрерывность, безопасность и удобство движения автомобилей, пропускная способность и уровень загрузки дороги движением, допустимая осевая нагрузка, общая масса и габариты автомобилей, разрешенные для движения, экологическая безопасность.
За интегральный показатель, наиболее полно отражающий основные транспортно-эксплуатационные показатели, принята обеспеченная дорогой скорость движения автомобилей.
За дополнительные показатели приняты показатель допустимой грузоподъемности и осевой нагрузки автомобиля и показатели инженерного оборудования и обустройства дороги.
Обобщенная комплексная оценка качества и состояния дороги определяется по формуле.
П = КП · Коб, (1)
где КП - комплексный показатель транспортно-эксплуатационного состояния дороги;
Коб - показатель инженерного оборудования и обустройства.
Главное преимущество этого метода состоит в том, что оценка степени соответствия любого параметра и характеристики дороги предъявленным требованиям производится по тому, как количественно данный параметр влияет на обеспеченные дорогой потребительские свойства: скорость, безопасность движения и другие.
Таким образом, на каждом характерном участке оцениваются все параметры и характеристики с учетом их раздельного и совместного влияния на указанные транспортно-эксплуатационные показатели. В результате на каждом участке выявляются конкретные параметры и характеристики дороги и их сочетания, приводящие к снижению потребительских свойств дороги, что дает возможность ранжировать их по степени этого влияния.
Зная степень влияния различных параметров, характеристик и их сочетаний на потребительские свойства, легко назначить конкретные мероприятия по их повышению до любого заданного уровня требований к потребительским свойствам на каждом участке дороги.
Следует иметь в виду, что любой комплекс мероприятий и работ, назначенный по результатам диагностики и оценки состояния дороги, носит предварительный, предпроектный характер и служит основой для принятия решения о ремонте или реконструкции дороги и о выборе стратегии выполнения этих работ.
Окончательные технические решения по конкретным мероприятиям разрабатываются в техническом проекте на реконструкцию дороги, составленном после дополнительных проектно-изыскательских работ с использованием данных диагностики и оценки состояния дороги.