Эффективность капитальных вложений в дорожном строительстве

Беларусь по численности населения на 1 км 2 своей территории заметно уступает большинству стран Европы. в польше и дании величина этого показателя выше, чем у нас, более чем в 2 раза, а в Германии и Великобритании - в 4 раза. соответственно расстояния, которые приходится преодолевать экономическим партнерам внутри республики, большие и, естественно, не могут не отразиться на повышении расхода горюче-смазочных материалов на единицу валового национального продукта. При этом необходимо также учесть большую потребность в дорогах и затраты на их содержание.



После чернобыльской аварии зараженные радионуклидами земли оказались непригодными для возделывания и проживания. Чтобы не утратить экономический потенциал, требуется более интенсивное развитие сельскохозяйственного и промышленного производства там, где это возможно. Одним из факторов решения этой проблемы является улучшение состояния существующих и строительство новых дорог.

Бытует мнение, что по состоянию дорог судят не только о культуре хозяйствования, но и о культурном уровне жизни людей. Если предприятия вынуждены создавать большие запасы сырья, материалов и топлива по причине бездорожья, то для этого требуются большие капвложения на строительство складских помещений и извлечение из оборота (омертвление) больших сумм оборотных средств, приводящее к снижению эффективности финансово-хозяйственной деятельности товаропроизводителей.

Для сельскохозяйственных районов интенсификация производства связана со снижением удельного расхода горюче-смазочных материалов и удлинением срока межремонтной эксплуатации техники. По некоторым данным, из-за плохих дорожных условий эксплуатация транспортных средств обходится в 2,5-3,4 раза дороже, покрышки изнашиваются в 1,5-1,8 раза быстрее, производительность падает более чем в два раза, заметно увеличивается износ основных узлов транспортных средств.

Отсутствие надлежащих дорог в сельскохозяйственном производстве ограничивает возможности вывоза урожая и заготовки кормов, особенно при неблагоприятных погодных условиях.

В Российской империи еще в первой половине XVII века крупные промышленники жаловались: "Бездорожье является настоящим бичом для хозяйства страны". Хорошо развитый по тем временам Уральский регион испытывал большие трудности со сбытом своей продукции, поскольку основные потребители находились на расстоянии более тысячи километров. В то же время развивающийся Центр Европейской территории России остро нуждался в сырье и топливе, которых было предостаточно в отдаленных районах Сибири. На гужевой транспорт и грунтовые дороги больших надежд не возлагалось. Интенсивно велся поиск более надежных и недорогих конструкций транспортных средств и адекватных им дорог.

Появление парового двигателя умело реализовали братья Черепановы путем создания паровоза, который перемещался по колейной дороге, отличающейся как надежностью, так и рациональностью конструкции. В частности, были применены рельсы с грибовидным сечением, имевшие длину 2,13 м. Они укреплялись впритык в чугунных подушках высотой 0,19 м и шириной основания 0,29 м и в свою очередь закреплялись на деревянных шпалах в местах стыков рельс. Шпалы имели длину 2,26 м, ширину 0,27 м при ширине колеи дороги 1645 мм. За рубежом в то время использовались уголковые, желобчатые и эллиптические профили рельс.

Широкое строительство железных дорог позволило многим странам уменьшить проблему расстояний, стоявшую на пути экономического развития.

Нехитрое устройство колейной дороги позволяет сравнительно быстро монтировать и демонтировать ее. Существующая практика автодорожного строительства также учитывает создание колейных дорог.

В общем виде они представляют собой твердые несплошные покрытия в поперечном разрезе, обеспечивающие возможность качения колес автомобилей с различной скоростью. Между колеями устраивается гравийная засыпка. Ширина колей бывает 1,2 м, а межколейное пространство - 1 м. По краям колей устраиваются укрепленные обочины шириной в пределах 1,3 м и канавы для водостока.

Можно сразу сказать, что данная дорога дешевле, но будет ли она безопаснее в неблагоприятных условиях эксплуатации. Ведь объехать выбоины, волны и другие повреждения на твердом покрытии колеи невозможно без проезда по поверхности межколеевого пространства и обочины, имеющих меньшую прочность. Возникает вопрос, существуют ли технические решения колейных дорог, устраняющие эти недостатки.

Известны случаи, когда строители использовали в качестве колей продольно уложенные стальные трубы, которые в заболоченной местности лучше обеспечивают устойчивость и надежность. Преимущество этих дорог состоит также и в том, что с наружной стороны колей они имеют колесоотбойные барьеры. При отсутствии надобности в такой дороге она разбирается, и ее составные элементы используются для создания колейной дороги в другом месте или по другому назначению.

Необходимо отметить, что в сельскохозяйственном производстве такие дороги способны в наибольшей степени снизить проблемы бездорожья. Они обеспечивают возможность эксплуатации современной техники на сельскохозяйственных плантациях со слабым грунтом. Универсальные сельскохозяйственные машины, двигаясь по полю, могут выполнять ту или иную операцию по обработке растений в любых погодных условиях, например, осуществлять посев (посадку), внесение удобрений, сбор урожая.

Использование колейной дороги в данном случае позволяет также уменьшить отрицательное воздействие уплотнения почвы на корневую систему растений на проходах сельскохозяйственных машин. Вполне вероятно, что и в Беларуси подобные дороги нашли применение, однако более совершенное их устройство и широкое распространение еще ждут своего часа. Рассмотрим это на следующих примерах. Уборка урожая капусты - наиболее сложная и трудоемкая работа. Применение капустоуборочной техники требует соблюдения ряда условий, в частности, поле должно быть выровненным, очищено от рослых сорняков, а гребни, образованные при окучивании капусты, не должны превышать 16 см при отклонении ширины междурядий в пределах 3-5 см. Кроме того, с каждой стороны поля или в середине его вручную убирают по 12 рядов капусты (полосы шириной 8 м для первых проходов комбайна).

На концах поля могут быть подготовлены поворотные полосы шириной 10-12 м. Колейная дорога соответствующей конструкции упрощает работу техники в данном случае, т.е. позволяет обойтись без ряда подготовительных операций и снизить трудоемкость полевых работ.

Уборка урожая фруктов, как известно, зачастую связана с высокой трудоемкостью. Упрощение этого процесса осуществляется различными способами, например, применением плодосборочной техники, включающей плодосборочную платформу. По некоторым данным, она обеспечивает повышение производительности труда почти в 2 раза при сохранении высокого качества убираемой продукции. Перемещение плодосборочной платформы по колейной дороге делает эту работу более производительной.

Прокладка автомобильных дорог общерайонного значения через поля и сады, куда вложен труд нескольких поколений растениеводов, воспринимается неоднозначно. С одной стороны, решается проблема широкого использования транспортных средств и техники, с другой, - выбывают из сельхозоборота наиболее плодородные земли и увеличивается опасность заражения полей токсичными веществами, выделяемыми с выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания. Применение же келейных дорог служит задачам сельскохозяйственного производства. Появление транспортных средств и техники в данном случае будет связано только с сельхозработами.

Независимо от того, где расположены дороги, важнейшими критериями оптимизации дорожного движения являются скорость и безопасность. Согласно опубликованной информации, автодороги республиканского значения оптимальны по основным параметрам и удовлетворяют спрос на перевозки. Однако этого нельзя сказать о внутренних и даже о межхозяйственных дорогах. Многие проселочные дороги узкие, изобилуют опасными поворотами, крутыми подъемами и спусками, не имеют дорожных знаков и других элементов организации и обеспечения безопасности движения. Не следует также забывать, что плохие дороги являются основной причиной быстрой утомляемости водителей. Совершение 50-70 % дорожно-транспортных происшествий происходит по их вине. В качестве основных причин приводятся также неблагоприятные метеорологические условия, плохая видимость в обильный снегопад или во время дождя, туман, повышенная скользкость от льда и воды... Немалую опасность представляет ослепление водителей светом фар встречного автомобиля. В этот момент видимость не только значительно ухудшается, но и может совсем исчезнуть из-за потери зрения до 10 секунд и более. Даже при скорости 30-40 км/ч автомобиль за это время пройдет около 100 м.

В тумане все предметы представляются человеку в два раза более отдаленными, чем в действительности, поэтому дистанция движения должна быть большей в 2 раза по сравнению с ее безопасной величиной. Однако нельзя не учитывать ухудшения технического состояния транспортного средства. При езде по лужам и глубокому снегу вода и снег проникают к тормозным колодкам, снижая эффективность действия тормозов. Неровность покрытия и часто встречающиеся ямы на дорогах быстрее обычного приводит к разбалансированию управления основными узлами автомобилей, что проявляется в самопроизвольном повороте колес, усложняющим точность вождения и приводящим к аварийной ситуации.

Развитое сельскохозяйственное производство нуждается в качественных дорогах с шириной проезжей части не менее 6 м, поскольку по ним, кроме транспортных средств, перемещается и крупногабаритная сельхозтехника. Необходимо учитывать, что в период уборочной компании поток транспортных средств и сельхозтехники значительно возрастает и за сутки может перевалить за 1000 единиц. В другое время года это число ограничивается несколькими десятками, в связи с чем складывается впечатление, что основным режимом эксплуатации является свободное перемещение при отсутствии встречных и попутных транспортных средств. Это, по-видимому, служит поводом для применения дорожной одежды с покрытиями переходного и низшего типов, которые не готовы для восприятия нагрузок от нагруженных автомобилей.

Если учесть, что стоимость дорожной одежды в общей стоимости дороги достигает 60-70 %, то создание сети благоустроенных магистралей потребует значительных капвложений. В то же время отсутствие таких дорог, как считают специалисты сельского хозяйства, приводит к значительному удорожанию продукции, потере ее из-за несвоевременного вывоза, недобору урожая, нарушения сроков хранения под открытым небом.

Сложившаяся ситуация приводит к мысли о создании альтернативных с меньшими капвложениями автодорог, конструкции которых хорошо известны. По-видимому, в их число следует включить колейные дороги усовершенствованного типа (патент РБ, автор статьи), поскольку они в большей степени соответствуют также и безопасному движению.

Как известно, наиболее опасным для дорожного движения является сочетание поворотов малого радиуса и продольных уклонов большой величины. Объясняется это тем, что при спусках происходит разгружение задней и перегрузка передней оси автомобиля, а при гашении скорости путем торможения происходит скольжение передних колес и занос колес задней оси. Проблема безопасности движения по колейной дороге может быть решена не только путем фиксации колес с помощью колесоотбойных барьеров и устранения уклонов. Решение этой проблемы связано также с применением пролетных строений, например, из унифицированных П- и Т-образных балок, чаще всего железобетонных, выполненных с длиной 12, 15 и 18 метров. В качестве опор служат сваи. Почти 95 % элементов в данном случае являются сборными.

Выравнивание дороги с помощью мостовых строений (путепроводов) решает еще одну важную задачу уменьшения последствий паводков, которые захватывают не только отдельные участки, но и целые населенные пункты.

Преимущество таких сооружений состоит также и в том, что они не препятствуют передвижению воды и животных, т.е. сохраняют связь между обеими сторонами дороги без помех для транспортного движения.

Строительство мостов (путепроводов) из железобетона не означает, что древесина в этом случае значительно уступает. Не следует забывать, что бетон, обладая значительным сопротивлением к вжимающим нагрузкам, в 10-15 раз хуже работает на растяжение. Это хрупкий материал. Появление трещин в нем при приложении статических, а тем более динамических нагрузок вполне вероятно. В погодных условиях Беларуси это означает начало разрушения, поскольку замерзание влаги увеличивает размеры трещин вплоть до полного разрушения.

Конгломератное строение бетона делает его уязвимым при изменениях температуры, так как входящие в него компоненты из-за различия теплофизических свойств имеют различные удельные деформации, способные нарушить монолитность материала. Следует также учитывать, что в Беларуси в течение холодного периода года отмечается до 140 и более циклов замораживания-оттаивания. Это означает, что долговечность дорожных материалов во многом зависит от их свойств морозостойкости.

В отличие от железобетона древесина имеет небольшую восприимчивость к воздействию отрицательных температур и лучше переносит динамические нагрузки, обладает более высокой коррозийной стойкостью. Как отмечают специалисты, современный уровень химической защиты древесины позволяет повысить огнестойкость деревянных конструкций и увеличить срок их службы.

О выгодности строительства мостов из древесины говорит и опыт мостостроителей дальнего зарубежья. В результате проведенных ими наблюдений было выявлено, что первоначальная стоимость мостов с клеенными деревянными конструкциями почти в 2 раза меньше, чем железобетонных. Эксплуатация в течение 50 лет потребовала также в несколько раз меньших затрат на ремонты.

В период Великой Отечественной войны (1941-1945 г.г.) в Красной Армии был накоплен немалый опыт возведения в кратчайшие сроки переправ из круглого леса через водные преграды и болота, способных выдерживать нагрузки не только от обычных транспортных средств, но и от тяжелой бронетехники.

Существующая информация о долговечности деревянных мостов свидетельствует, что раньше всего разрушение начинается в опорах из-за их недостаточной устойчивости против гниения. При этом отмечается, что можно считать нормальным, когда за время службы опор моста пролетные строения могут обновляться 2-3 раза. В этой связи предпочтение отдается комбинированным мостам с деревянно-металлическими пролетными строениями, опирающимися на опоры из монолитного бетона, камня или других местных долговечных строительных материалов.

Возникает вопрос, как может выглядеть дорога, включающая участок колейного пути, предназначенный только для автомобильного транспорта. По-видимому, она должна включать также и след (грунтовую дорогу) для проезда сельхозтехники.

Целесообразно также учитывать защитные ограждения от снежных заносов. Еще в период развертывания строительства дорожной сети в Беларуси было замечено, что лесные полосы вдоль дорог защищают их от снежных заносов. Основным фактором снегозащиты служило уменьшение скорости снеговетрового потока за счет той естественной преграды, которой являются кроны деревьев и кустарник.

Отмечается также, что зеленые насаждения вдоль дороги служат для водителей ориентиром за пределами фактической видимости проезжей части и подчеркивают особенности рельефа местности. Помимо этого они выполняют роль щита для полей и населенных пунктов от вредного влияния выхлопных газов.

Оздоровление воздушного бассейна городов напрямую связывают с выносом промышленных предприятий, иначе говоря, осуществление четкого разграничения промышленной и селитебной зон в градостроительной практике. Естественно, в этих условиях возникает потребность в новых видах скоростного пассажирского транспорта. В странах дальнего зарубежья нашли эффективное применение колейные дороги в городских и пригородных транспортных системах. Отмечается, что по удобству и комфортности поездки они не уступают индивидуальному транспорту, а по расходу средств и затратам времени на поездку во многих случаях выгоднее его. Широкое использование электроэнергии повышает экологическую безопасность. В большинстве случаев такие дороги расположены над поверхностью земли. По одному из вариантов ширина двухколейной линии составляет 6,5 м, минимальный радиус кривой 40 м, допустимый уклон не более 10°. Отмечается, что этот вид транспорта выгодно отличается от традиционного (трамваев) благодаря большей скорости, плавности и безшумности хода в сочетании с высокой безопасностью. Приведенный вид транспорта при средней скорости около 50 км/час призван решить проблему мощных маятников пассажирских потоков в утренние и вечерние часы пик, поскольку в этот период скорость автотранспорта в центральной части города падает до 8-15 км/час.

Движение по клейной дороге осуществляется с помощью обрезиненных или с пневматическими шинами опорных вертикально установленных колес. Выбор направления контролируется с помощью горизонтально расположенных колес. Они связаны с ведущей осью транспортного средства, но могут быть установлены по бокам направляющих стенок, когда колейная дорога имеет форму желоба, или в центре, когда помимо колей в средней части имеется продольно установленная двутавровая направляющая балка, по боковым поверхностям которой перемещаются горизонтальные направляющие колеса. При отсутствии двутавровой балки профиль колей имеет форму уголка. Их горизонтальная поверхность служит для размещения опорных колес, а вертикальная -направляющих колес. Данный вид транспорта позволяет при автоматизации отказаться от ручного управления.

На каждой движущейся оси транспортного средства устанавливается по одному тяговому электродвигателю. Размещение датчиков и кабелей вдоль дороги обеспечивает связь 2-х колей с центром управления, контролирующим разгон и торможение транспортных средств. Электронное управление с установкой телевизионных камер позволяет наблюдать за посадкой на любой остановке и руководить движением посредством громкоговорящей связи. В ряде стран Европы такая транспортная система эксплуатируется в течение 20 часов в сутки с обеспечением интервала подачи транспортных средств в пределах нескольких минут.

В общем виде приведенная выше колейная дорога может представлять собой наземный путепровод с оборудованными на нем остановочными пунктами.

Согласно опубликованным данным, и в России имеются воздушные автомагистрали, подтверждающие проектные технико-экономические показатели и обладающие архитектурной выразительностью. В качестве несущего остова используются висячие преднапряженные пролетные строения из высокопрочных конструкционных материалов, позволяющих использование систем с активным регулированием их технического состояния в процессе эксплуатации. Подчеркивается, что данные висячие путепроводы в сравнении с подземными дорогами в 2,5 раза дешевле и требуют существенно меньших сроков строительства. Их преимущество состоит также и в том, что не нарушаются подземные (наземные) коммуникации, зеленые насаждения, обеспечивается возможность проезда различных видов транспорта.

Однако не следует снимать со счета достоинства подземного транспорта, в частности, трубопроводного. Его преимущество не только в минимальном взаимодействии с окружающей средой, что весьма важно при непредсказуемости погодных условий. Разность глубин размещения трубы позволяет транспортному средству получать дополнительное ускорение под влиянием гравитации. Если такие системы для перевозки пассажиров окажутся дорогим мероприятием, то для транспортирования грузов, например, в контейнерах, в производственные цехи и готовой продукции на склад во многих случаях могут успешно конкурировать с наземным транспортом. Во-первых, снимается проблема пересечения людского и транспортного потоков, во-вторых, повышается устойчивость работы транспортной системы.

В сельскохозяйственном производстве подача кормов на ферму таким образом заметно повысит производительность труда, поскольку в течение большей части года из-за дождей и снежных заносов, а также по иным причинам осуществить это другими видами транспорта гораздо сложнее.

Для тяги в трубопроводном транспорте могут быть использованы различные виды оборудования, среди них конвейеры и воздушные винты.

В нынешних экономических условиях необходимо считаться с тем, что какие бы привлекательные программы дорожного строительства не предлагались, осуществление их потребует больших капитальных вложений. В странах дальнего зарубежья многие престижные дороги являются собственностью частных компаний. Естественно, за пользование ими взимается плата, введение платы за пользование дорогами в России активно обсуждается в печати. В частности, указывается, что строительство автодорог коммерческого характера становится прибыльным, если по ним в течение суток проезжает не менее 20 тыс. автомобилей. Обращается внимание на то, что с ростом перевозок грузов автотранспортом и особенно транзитных, необходимы концепции платных дорог, устраивающие как собственников, так и пользователей ими. Такие дороги в ряде случаев рассматриваются как альтернативные. Плата взымается при наличии определенного придорожного сервиса, например, при обеспечении скоростного движения, экономии топлива, сокращения расстояния.

Вместе с тем хозяйственники и специалисты-дорожники имеют различные точки зрения на этот счет. Распространено мнение, что ставить инвестиционные проекты строительства дорог в зависимости от получаемой прибыли в наших условиях вряд ли будет оправданным, хотя в перспективе такая возможность не исключается.

Привлечение к инвестированию коммерческих предприятий и организаций непростое дело, поскольку в настоящее время кроме убытков от эксплуатации многих дорог ничего не ожидается. Основной причиной является снижение сроков эксплуатации по сравнению с проектными. При этом упоминается отсутствие способности к упругим деформациям у асфальтобетонных покрытий на битумной мастике в летнее время (остаточные деформации) и образование трещин зимой при низких температурах, приводящих к разрушению покрытия. Также отмечается, что эксплуатация дорог, сроки ремонта которых истекли, вызывает более интенсивное их разрушение и значительное увеличение стоимости этих работ, в отдельных случаях - на порядок по сравнению с проектом.

По-видимому, целесообразно производить реконструкцию с целью придания дороге необходимых качеств на перспективу (20 лет). При этом можно достичь улучшения технико-экономических показателей не только при использовании новейших технологий и эффективных дорожных материалов, но и с изменением первоначальной трассы дороги в плане и продольном профиле. Естественно, такой подход потребует дополнительных инвестиций.

Разумеется, ожидать того, что инвесторами станут коммерческие фирмы можно лишь при условии, когда будет четко просматриваться реальная прибыль и минимальные сроки окупаемости капвложений.

В Берлине еще в 80-е годы был реализован проект прокладки автострады через жилые дома. При этом образовались обособленные параллельные тоннели коробчатого сечения длиной по 600 м. Помимо оригинальности, такое техническое решение имеет рациональное зерно. Суть его состоит в том, что комбинирование устройства дорог с другими видами построек в определенных условиях способно дать немалый экономический эффект. Конечно, использование при этом жилищного строительства связано с увеличением трудоемкости и стоимости при обеспечении изоляции от шума и вибрации. В то же время, создание, например, складских помещений, гаражей и т.п. позволит улучшить технико-экономические показатели эксплуатации такой дороги. Это мероприятие будет способствовать также и улучшению качества основания дорожной одежды и повышению безопасности движения.

Эффективность этого сочетания можно реализовать также и при ремонте и реконструкции дорог на участках, изобилующих крутыми подъемами и спусками. Выравнивание с помощью насыпи - весьма дорогостоящее мероприятие. И вот почему. Верхняя часть дорожного полотна должна быть выполнена на глубину как минимум 0,6-1,2 м из непучинистого грунта. Недоуплотнение по высоте - это дефект, который впоследствии способен изменить водно-тепловой режим земляного полотна, а вместе с ним и расчетные значения характеристик грунта, приводящие к сокращению срока службы дорожной одежды. В то же время устройство тоннелей сможет решать задачи в изменении направления ветра таким образом, чтобы он выдувал снег с дороги. Одновременно упрощается вопрос создания кювет-резервов для накопления снега при машинной очистке дорог.

С помощью этих сооружений может быть решена проблема устройства пересечений автомагистралей в разных уровнях, позволяющих увеличить пропускную способность транспортных узлов, повысить скорость и безопасность движения, ликвидировать или значительно уменьшить задержки транспорта и пешеходов на перекрестках, сократить излишние расходы, вызываемые задержками и снижением скорости их движения.

Создание вместо насыпей системы тоннелей, например, из сборного железобетона, выполненных открытым методом, обеспечивает не только надежное основание дорожной одежде, но и способствует решению проблем дорожных служб по хранению техники, созданию административно-хозяйственных помещений. Участвующие в финансировании строительства (ремонта или реконструкции) дороги коммерческие фирмы могут устроить в тоннелях стоянки для автомобилей, складские помещения и т.п..

На фото 1 приведены автодорожные насыпи, вместо которых могут быть выполнены тоннели; на фото 2 - въезд-выезд в тоннель, оборудованный под гаражи-стоянки для легковых автомобилей.

Николай МЕЛЬНИКОВ