*95875*

Технические науки/ 4. Транспорт

Осипов В.А.

Луганский строительный колледж, Украина

Мировой опыт применения фрезерованных шумовых полос на покрытии автодороги и перспективы его применения на Украине

Аннотация. Рассмотрен опыт США, европейских стран, в том числе и России в области устройства и эксплуатации фрезерованных шумовых полос. Изучена возможность применения мирового опыта устройства шумовых полос на автомобильных дорогах Украины с учетом состояния покрытия дорог и имеющегося в наличии технического потенциала.

Ключевые слова: Шумовые полосы, безопасность движения, аварийность, фреза.

Актуальность проблемы. Современные автомобильные дороги должны обеспечивать безопасность дорожного движения, учитывая при этом психофизиологические способности восприятия водителями дорожных условий. Должны быть повышены и требования к удобству движения на дорогах.

Наиболее острой проблемой, вызванной резким ростом автомобилизации, является аварийность. По данным Всемирной ассоциации дорожных конгрессов и Международной дорожной федерации на автомобильных дорогах всех континентов ежегодно погибает больше 200 тыс. чел., а потери от аварийности во многих странах составляют около 1 % национальной прибыли [1].

Серьезной транспортной проблемой является потеря бдительности и засыпание водителей на участках дорог, которые имеют сравнительно хорошие параметры, которые позволяют длительное время двигаться с высокой скоростью. Хорошие дорожные условия и монотонность дорожной обстановки приводит к притуплению внимания водителей, засыпанию и, как следствие, к съездам из основных полос движения. В последние десятилетия с увеличением дальности поездок и скоростей движения появилась новая категория опасного состояния водителя - монотония - психическое состояние, вызванное либо информационными перегрузками - многократным повторением одних и тех же движений и поступлением большого количества одинаковых сигналов в одни и те же нервные центры, либо информационной недостаточностью (однообразием восприятия, когда организм находится в условиях мало изменяющейся среды, например при длительном пребывании за рулем на протяженных прямых участках ровной дороги в условиях однообразной, неинтересной местности).

Монотония является следствием нарушения психической саморегуляции водителя и выражается состоянием усталости, «дорожного гипноза», заторможенности, сонливости.

В отличие от утомления, для устранения которого требуется относительно длительный отдых, монотония может быстро пройти при смене условий. Чтобы психика человека пришла в норму после многократных переживаний монотонии, потребуется уже достаточно продолжительный отдых или даже лечение [2].

Суть предложения. Серьезно снизить количество ДТП по отмеченным причинам позволяют шумовые полосы.

При наезде на шумовую полосу водитель транспортного средства чувствует сильное шумовое и вибрационное влияние - таким образом, шумовая разметка вынуждает его резко повысить внимание и повернуть транспортное средство на полосу движения. Многолетний зарубежный опыт применения шумовых полос, устроенных методом фрезерования, свидетельствует о высокой эффективности данной технологии для повышения безопасности дорожного движения.

Слово вибрация (от лат. vibratio — колебаться, дрожать) имеет синонимы: сопряжение, тряска - и относится к механическим колебаниям. Принято считать, что основным признаком вибрации являются относительно малые отклонения тела или его точек при механических колебаниях. Другим признаком вибрации считается частота перемещений, совершаемых телом или его точками в единицу времени. При колебаниях тела частота может быть очень незначительной (низкой), а при вибрациях - более высокой. Можно привести такой пример: колебания судна при его качке имеют большие отклонения и малые частоты, а вибрация обшивки судна - малые отклонения и высокие частоты.

Вибрациям подвержены упругие тела - здания и сооружения, шины автомобилей, грунты и фундаменты, через которые на значительные расстояния распространяются механические волны, вибрациям подвержен и сам человек, находясь вблизи работающего оборудования (через грунт и фундамент) или соприкасающийся с автомобилем.

На объект, или приемник, который подвержен вибрации, передается обычно два типа возбуждения: силовое и кинематическое. Силовое возбуждение возникает при непосредственном действии внешней силы, которая во времени может быть периодической, почти периодической, произвольной и случайной, а также импульсной (с затухающими колебаниями). Кинематическое возбуждение - это передача от источника колебаний на приемник (объект), находящийся на волновом поле.

В мировой практике существуют несколько видов фрезерованных продольных шумовых полос, они классифицируются в зависимости от своих параметров (глубины, поперечной ширины и так далее) и от места нанесения. В зависимости от места нанесения шумовые полосы бывают следующих видов:

- Прикраевая (или краевая) - такая шумовая полоса наносится на укрепленной части обочины или на полосе безопасности, которая примыкает к разделительной полосе (слева по ходу движения транспортных средств);

- Осевая - не трудно догадаться, что такая полоса размещается по оси дороги двух-, или четырехполосных автомобильных дорог, которые не имеют разделительной полосы. Такая шумовая полоса предотвращает неумышленный выезд транспортного средства на встречную полосу движения;

- Средняя - размещается по оси полосы движения на двухполосных автомобильных дорогах, применяется в основном в тех случаях, когда параметры автомобильной дороги недостаточны для применения осевой или прикраевых шумовых полос. Этот вид полосы менее распространен, но не менее эффективный, и предотвращает неумышленный съезд транспортного средства как вправо так и влево по направлению движения.

Прикраевые (краевые) шумовые полосы бывают следующих видов:

Шумовая полоса (Rumble Strip) - полоса шириной от 0.305 до 0,406 м, возвышенная или в виде углубления. Это так называемая "классическая" шумовая полоса, которая в основном и встречается на автомобильных дорогах.

Профилируемая полоса (Profile Strip) - полоса, поднятая или в виде углубления шириной 0.203 м, удаленная от края проезжей части на 0.05 м. Такая полоса не является достаточно широкой, потому создаваемые ею шум и вибрации с меньшей эффективностью привлекают внимание водителя.

Зона возврата. Эффективность краевых шумовых полос зависит от расстояния от внешнего края шумовой полосы к кромке укрепленной обочины или к лицевой поверхности барьерного ограждения. Назовем это расстояние зоной возврата. Находясь в ее пределах, водитель может безопасно вернуться на бывший вектор движения. Чем меньше эта зона, тем меньше вероятности избежать аварии. Поэтому на автомобильных дорогах с шириной укрепленной обочины менее 0.5 м применения шумовых полос должно быть экономически обосновано и выполняться по индивидуальному проекту. В США шумовые полосы в основном устраиваются на укрепленной части обочины шириной 4 фута (1.2 м). Такая широкая укрепленная часть обочины обусловлена двумя условиями:

Конструктивное условие - ширина обочины должна быть достаточной для размещения разных средств регулирования и обеспечения безопасности движения (барьерное ограждение, шумовые полосы и др.). Минимальное расстояние от лицевой части барьерного ограждения к внешнему краю шумовой полосы составляет 2 фута (0.6 м).

Параметры сегментов продольной шумовой полосы. Каждая страна имеет свои нормы проектирования, и, следовательно, отличаются и конструкции шумовых полос.

В 1999 г. Управление Транспортом Штата Канзас (США) задалось этим и вопросом и провело широкомасштабное исследование в этом вопросе. При исследовании учитывался опыт 24 штатов и некоторых стран Европы. В результате для испытания были избрано 12 конструкций шумовых полос:

1. Интервал 0.305 м / поперечная ширина 0.406 м;

2. Интервал 0.61 м/ поперечная ширина 0.406 м;

3. Переменный интервал 0.305 и 0.61 м / поперечная ширина 0.406 м;

4. Интервал 0.305 м / поперечная ширина 0.305 м;

5. Интервал 0.61 м / поперечная ширина 0.305 м;

6. Переменный интервал 0.305 и 0.61 м/ поперечная ширина 0.305 м;

7. Интервал 0.305 м / поперечная ширина 0.203 м;

8. Интервал 0.61 м/ поперечная ширина 0.203 м;

9. Переменный интервал 0.305 и 0.61 м/ поперечная ширина 0.203 м;

10. Интервал 0.305 м / поперечная ширина 0.127 м;

11. Интервал 0.61 м / поперечная ширина 0.127 м;

12. Переменный интервал 0.305 и 0.61 м / поперечная ширина 0.127 м.

Испытания сопровождались с использованием нескольких транспортных средств: большегрузные автомобили, грузопассажирское транспортное средство, пассажирский автомобиль. Был определен средний уровень шума и вибрации для каждого вида транспортного средства на каждом из 12 участков при скорости 96,6 км / час. На основании данных испытаний, наиболее эффективными были признанные образцы 4 (Интервал 0.305 м / поперечная ширина 0.305 м) и 6 (Переменный интервал 0.305 и 0.61 м/ поперечная ширина 0.305 м).

Требования к покрытию. Опыт применения показывает, что фрезерованные шумовые полосы в равной степени хорошо подходят для устройства как на асфальтобетонном, так и на бетонном покрытии. Но существует два условия: при фрезеровании на асфальтобетонном покрытии толщина верхнего слоя должна превышать глубину нарезки шумовых полос так, чтобы не нарушалась целостность верхнего слоя и нижних слоев дорожной одежды; при нарезке на бетонных покрытиях необходимо избегать нарезки на швах. Существует четыре типа шумовых полос: фрезерованные, прессуемые, формуемые и поднятые. Эти типы отличаются способом установки, формой и размерами, степенью влияния на водителя транспортного средства.

Фрезерованные шумовые полосы широко распространены на вновь построенных или существующих автомобильных дорогах с асфальтобетонным или цементобетонным покрытием. Они, как правило, имеют продольную ширину180 мм и поперечную ширину 400 мм. Шины, которые проходят через фрезерованные шумовые полосы погружаются в углубление полосы приблизительно на 13 мм.

Исследования, проведенные в разных странах, показали, что количество аварий и травматизма при использовании фрезерованных шумовых полос может быть уменьшено более чем на 30%. Оценки расходов варьируются в значительной степени. Так, например, проанализировав расходы в Норвегии и США, специалисты оценили, что прибыль превышают фактические расходы в пределах от 3 до 180 раз [3].

Устройство шумовых полос на автодорогах в Японии осуществляется как на укрепленной обочине, так и на сплошной разделительной полосе, что позволило снизить количество столкновений со встречным транспортом на 55%.

Нанесение шумовых полос, совмещенных с разметкой, позволяет продлить срок жизни разметочного материала за счет снижения стирающего влияния от кромки отвалов снегоуборочной техники, что очень актуально для Украины.

Эксперимент проведенный Департаментом Транспорта США определил световозвращающий эффект двух линий после первой зимней эксплуатации:

● линия разметки, соединенная с шумовой полосой, - 115,7 миликандел;

● плоская линия разметки - 42,7 миликандел.

В 2009 году в Российской Федерации на автомобильной дороге М10 Е105 в пределах Новгородской области в качестве эксперимента уже были устроены фрезерованные шумовые полосы, которые зарекомендовали себя с позитивной стороны [4].

Исходя из производственных возможностей ДП «Луганский облавтодор» предложено для нарезки шумовых полос использовать следующую технику и оборудование, которые имеются в наличии, и отвечают требованиям по устройству шумовых полос:

1.

Демаркер дорожной разметки ТС-8.

Планировщик поверхности фрезеровальный используется для решения задач, связанных с обработкой бетонных, асфальтобетонных, каменных, металлических и других поверхностей:

- удаление покрытий краски, смол, термопластичного материала;

- удаление тонких слоев наливных полов, покрытий или поверхностной корки;

- очистка асфальтовых и бетонных покрытий;

- планирование бетона и асфальта;

- зачистки перед нанесением защитных покрытий; удаление синтетических покрытий.

2. Фреза дорожная навесная МДФ - предназначена для подготовки асфальтовых и цементных покрытий улиц, дорог, тротуаров, аэродромов к ремонту, методом холодного фрезерования.

Фреза дорожная навесная МДФ являет собой навесное оборудование к трактору МТЗ-82 с гидроходоуменшителем. Машина служит в первую очередь для подготовки дорожных выбоин к засыпке асфальтом, то есть для разрушения асфальтобетонных покрытий дорог, тротуаров и тому подобное без предыдущего их разогрева при строительстве, ремонте и эксплуатации асфальтовых и цементных покрытий [5].

3. Большие фрезы, такие как, например Wirtgen 2000, которая тоже имеется на балансе Луганского ОАД, имеют конвейерную систему для загрузки материала, который удаляется в автомашину или выгрузку материала рядом с дорогой или на обработанную полосу. Приемная часть конвейера может при необходимости подниматься на высоту встречного препятствия.

Фреза оборудованы надежной системой управления с цифровым пультом. Система нивелировки глубины состоит из двух независимых контуров для правой и левой стороны машины. Для высокоточного регулирования в системе используют три датчика из одного или обеих сторон машины для слежки за базовой поверхностью. Регулирование по трем сигналам измерений позволяет компенсировать неравенства. Это устройство Multiplex применяется при фрезеровании на малую глубину, которая и необходима в нашем случае. Холодные фрезы аналогичного принципа действия навесные на колесный трактор или самоходные машины выпускаются отечественной промышленностью [6].

Также, учитывая состояние покрытия автодорог Луганской области, на которых необходимо выполнить фрезерование, и то, что при устройстве фрезерованных полос устраиваются практически небольшие «корытца-водосборники» на покрытии дорог, с целью предотвращения преждевременного разрушения покрытия предлагается после фрезерования, но до нанесения горизонтальной дорожной разметки непосредственно на отфрезерованную поверхность нанести вручную слой битумной мастики.

Битумно-полимерная мастика дорожная, мастика резиново-битумная применяется для герметизации швов, заливания трещин цементо- и асфальтобетонной поверхности автодорог и аэродромов. При взаимодействии с разметочной краской битумная мастика не вступает с ней в реакцию и не меняет цвет краски, что наблюдается, например, при взаимодействии дегтя и разметочной краски (бледно-желтый цвет).

Таким образом, в разных климатических зонах страны и во всех областях дорожной отрасли битумная мастика - действительно незаменимый материал. Мастика резинобитумная зарекомендовала себя высоким качеством и надежностью [7].

Литература:

1. World report on road traffic injury prevention. World Health Organization. – Geneva, 2004. – Р. 16.

2. Пугачев И.Н. Горелов А.Э. Олещенко Е.М. Организация и безопасность дорожного движения. – Москва: ИЦ «Академия», 2009. – C. 17.

3. Summary and publication of best practices in road safety in the member states. Best practices in road safety. Handbook for measures at the country level. - Norway: European Commission, 2007. – Р. 23.

4. Гаглоев. Д.А. Устройство «шумовых полос» для улучшения безопасности дорожного движения // «Безопасность дорожного движения и интеллектуальные транспортные системы на автомобильных дорогах общего пользования»: Международная конференция. - Санкт Петербург, 2011. – 14с.

5. Белецкий Б.Ф. Булгакова И.Г. Строительные машины и оборудование. - Ростов на Дону: Феникс, 2009.-606с.

6. Справочная энциклопедия дорожника II том. Ремонт и содержание автомобильных дорог. Под. ред. Васильева А.П.- Москва: Росавтодор, 2004.- C. 791-792.

7. Справочная энциклопедия дорожника III том. Дорожно-строительные материалы. Под. ред. Быстрова Н.В.- Москва: Росавтодор, 2004.- C. 437.