Состояние дорожной сети и его влияние на работу автомобильного транспорта

На содержание автомобильного транспорта и дорожной сети расходуются огромные материальные, финансовые и технические ресурсы. Следовательно, все более важной становится проблема повышения эффективности этих расходов как части управления процессом автомобилизации страны, т.е. развитием и совершенствованием автодорожной системы в целом и отдельных ее подсистем, в том числе и сети автомобильных дорог.

Только на содержание и ремонт существующих федеральных дорог расходы возросли с 2205, 1 млрд. неденоминированных рублей в 1995 г. до 12446, 5 млн. деноминированных рублей в 2000 г., или более чем в 5 раз (табл. 1.24 и рис. 1.6). Тем не менее развитие и состояние дорожной сети России не отвечает требованиям эффективной работы автомобильного транспорта и не обеспечивает интенсификацию его функционирования.

Таблица 1.24

Исполнение расходной части бюджета федерального дорожного фонда
Российской Федерации за 1995—2000 гг.

* С учетом деноминации.

Дорожная сеть страны также развивается экстенсивным путем. Это выражается в том, что технические характеристики новых дорог почти не отличаются от старых: расчетная скорость, обеспеченная грузоподъемностью автомобиля и допустимая осевая нагрузка остаются без изменения многие годы. Не увеличиваются сроки службы дорожных одежд и не снижаются затраты на ремонт и содержание, хотя строительная стоимость километра дороги постоянно возрастает. Не уменьшается доля дорожно-транспортных происшествий из-за неудовлетворительных дорожных условий.

Главный недостаток сложившейся дорожной сети – недостаточно прочная одежда на значительном протяжении дорог и низкая несущая способность многих старых мостов. Это объясняется тем, что дорожные одежды, рассчи­танные на пропуск автомобилей с осевой нагрузкой 100 кН, многие годы строили только на дорогах I и II категорий, а в 70-х гг. и на дорогах III категории. На доро­гах IV и V категорий и в настоящее время строят одежды с расчетом пропуска автомоби­лей с осевой нагрузкой до 60 кН. В целом по стране таких дорог около 70—80% про­тяженности дорог общего пользования.

Существенное влияние на износ дорожных одежд оказывает превышение фактических осевых нагрузок автомобилей над рас­четными, которое происходит в настоящее время и намечается на перспективу.

Рис. 1.6. Затраты на ремонт и содержание автомобильных дорог общего пользования в 1997—2000 гг.:

1 – всего; 2 – территориальные дороги; 3 – федеральные дороги

До перевода дорожной сети в состояние, при котором можно пропускать такие нагрузки, необходимо ежегодно ограничивать движение тя­желых автомобилей в весенний расчетный период. Нарушение этих требований может привести к быстрому износу и разрушению автомобиль­ных дорог. По данным AASHO, эквивалентный коэффициент износа дорожных одежд под воз­действием автомобилей с различной осевой на­грузкой по сравнению с давлением на ось 60 кН:

Еще одна серьезная проблема – состояние мостов на дорогах, построенных несколько деся­тилетий назад. Их габариты и техническое сос­тояние не удовлетворяют современным парамет­рам и нагрузкам автомобилей, а также требованиям безопасности движения. На дорогах низо­вой сети имеется много деревянных мостов, пригодных для пропуска одиночных автомобилей малой и средней грузоподъемности. Все они тре­буют скорейшей перестройки. Много железобетон­ных мостов, проработавших по 25—30 лет и более без капитального ремонта. Поэтому транс­портные средства, пропускаемые по мостам, также ограничивают по общей массе.

Одним из главных показателей эффективности функционирования автомобильно-дорожной системы является производительность автомобилей, которая во многом зависит от развития и состояния сети автомобильных дорог.

Годовую производительность автомобиля можно определить по формуле:

, т× км/год, где (1.5)

Т — количество рабочих часов в году;

q — грузоподъемность автомобиля, т;

КB_ГРB, КB_ПРB, КB_ВB — коэффициенты использования грузоподъемности, пробега и времени;

V — средняя скорость движения, км/ч;

— длина ездки, км;

t — время под погрузкой и выгрузкой, ч.

Анализ расчетов по этой формуле показывает, что почти все входящие в нее показатели зависят от дорожных условий.

Так, от состояния дорожной сети во многом зависит количество часов в году работы автомобиля на линии. При плохом состоянии сети автомобили часто простаивают из-за поломок, снежных заносов на дорогах, ограничения проезда тяжелых автомобилей в весенний период по дорогам с недостаточной прочностью дорожной одежды или не могут быть использованы из-за недостаточной прочности мостов. Фактическое число часов работы автомобиля в год может колебаться от 1000 до 4000 ч., а годовая производительность автомобиля за счет изменения числа часов работы меняется в несколько раз. Значительно большее влияние на производительность автомобиля оказывает грузоподъемность и средняя скорость его движения (рис. 1.7). За счет увеличения грузоподъемности, например, с 3 т до 10 т производительность может быть увеличена более чем в 3 раза. За счет увеличения средней скорости движения с 30 км/ч до 90 км/ч производительность может быть увеличена почти в 2, 4 раза. Однако грузоподъемность автомобиля прямо зависит от допустимой осевой нагрузки, а следовательно, от прочности дорожной одежды и несущей способности мостов.

Рис. 1.7. Зависимость производительности автомобиля от его грузоподъемности и скорости

Скорость движения зависит от геометрических параметров дороги, ровности и сцепных качеств дорожного покрытия и его состояния, инженерного оборудования дороги и организации движения, т.е. от уровня содержания дороги.

Эффективность работы автомобильного транспорта характеризуется себестоимостью перевозок, которую можно вычислить по формуле:

, руб./т× км, где (1.6)

СB_прB – приведенные годовые затраты на строительство и эксплуатацию дорог, приобретение автомобилей и их эксплуатацию, руб.;

П – производительность автомобиля, т× км/год.

Таким образом, как производительность автомобиля, так и себестоимость перевозок непосредственно зависят от состояния дорог.

Для примера можно рассмотреть зависимость экономических затрат на содержание транспортных средств при работе автомобилей на дорогах с различной ровностью, полученную по материалам Европейского банка развития и реконструкции (ЕБРР), показанную на рис. 1.8, где ровность покрытия приведена в международных единицах IRI, измеряемых в м/км. Как видно из этих данных, при ухудшении ровности от 1 м/км до 8 м/км экономические затраты на транспортные средства возрастают для легковых автомобилей с 8 до 15 центов США/км, а для тяжелых грузовых автомобилей с 26 до 47 центов США/км.

Рис. 1.8. Зависимость затрат на содержание транспортного средства от ровности покрытия (данные США):

1 – легковые автомобили; 2 – пикапы; 3 – средние грузовые автомобили; 4 – междугородние автобусы; 5 – тяжелые грузовые автомобили

Без значительного повышения технического уровня и эксплуатационного состояния существующих дорог нельзя решить задачу повышения производительности автомобильного транспорта, повышения эффективности затрат на дорожное строительство и эффективности работы всего автомобильного транспорта.

Результаты диагностики и оценки состояния федеральных автомобильных дорог России, а также выборочные обследования дорог субъектов Федерации, выполненные с участием экспертов Мирового банка реконструкции и развития, показали, что по состоянию на конец 2000 г. только приблизительно 40 % протяженности всей сети дорог с твердым покрытием способны обеспечить круглогодичное беспрепятственное движение грузовых автомобилей с осевой нагрузкой 10 тс (100 кН). На остальных дорогах прочность дорожных одежд недостаточна и они нуждаются в крупномасштабных ремонтных работах, связанных с повышением их несущей способности. Выполненные расчеты показали, что для выполнения всех необходимых ремонтных ра­бот потребуется свыше 40 млрд. руб. Учитывая современные темпы проведения ремонтных работ, можно сказать, что период их реализации может составить не менее 15 лет.

В связи с этим необходимой мерой для обеспечения сохранности автомобильных дорог, подтвержденной многолетним опытом развитых зарубежных стран, является сезонное ограничение движения автомобилей по осевым нагрузкам на дорогах с недостаточной несущей способностью дорожных одежд.

Проведенный анализ результатов обследований автомобильных дорог показал, что для сохранения действующей сети дорог необходимо обеспечить следующие объемы и уровни сезонного ограничения движения:

Для федеральных дорог:

на 8 тыс. км (»20% сети) — до 8 тс (80 кН);

на 10 тыс. км (»25% сети) — до 6 тс (60 кН).

Для дорог субъектов Российской Федерации:

на 48 тыс. км (»11% сети) — до 8 тс (80 кН);

на 147 тыс. км (»35% сети) — до 6 тс (60 кН);

на б3 тыс. км (»15% сети) — до 4 тс (40 кН).

На основе данных учета интенсивности и состава дорожного движения на дорогах общего пользования и руководствуясь приведенными выше уровнями необходимого ограничения движения, можно сделать вывод о том, что в весенне-осенний период на большей части дорожной сети России в течение 1—1, 5 месяцев должны быть исключены из состава движения от 30 до 50 % грузовых автомобилей. То есть существенная часть автомобильного парка (около 1, 5 млн. единиц) должна в этот период простаивать. Ущерб от простоя может составить около 5 млрд. руб. в год.

Если движение грузовых автомобилей не ограничивать, то масштабы разрушения дорог могут привести к ущербу в 19, 5 млрд. руб. в год, что почти втрое превышает объем средств, в среднем ежегодно выделяемых на содержание и ремонт только федеральных автомобильных дорог. Таким образом, временное (сезонное) ограничение движения грузовых автомобилей является объективно необходимым мероприятием для обеспечения сохранности автомобильных дорог. Таков масштаб цели допущенного нарушения взаимосвязи между техническими параметрами транспортных средств и транспортно-эксплуатационными характеристиками автомобильных дорог.

Уровень развития и техническое состояние дорожной сети существенно и многообразно влияют на экономическое и социальное развитие как страны в целом, так и отдельных регионов. Дорожная отрасль вносит существенный вклад в интенсификацию работы автомобильного транспорта, а через него и многих отраслей народного хозяйства.

Чтобы перевести автомобильный транспорт на интенсивный путь развития, необходимо значительно увеличить темпы роста производительности автомобилей. Это главная задача для автомобильного транспорта и дорожного хозяйства. Существует три основных направления совершенствования существующей сети дорог: повышение прочности дорожных одежд и грузоподъемности мостов в целях перевода всех дорог на пропуск автомобилей с осевой нагрузкой 100 кН; улучшение геометрических параметров, ровности, сцепных качеств покрытий и других характеристик дорог с целью повышения средней скорости транспортных потоков; одновременный перевод дорог под нагрузку 100 кН и повышение средней скорости движения.

С позиций работы автомобильного транспорта лучшим вариантом является одновременное повышение осевой нагрузки и средней скорости движения автомобилей. Однако в условиях ограниченных финансовых возможностей могут быть рассмотрены и другие варианты решения этой задачи.

Перевод всей дорожной сети под более высокую осевую нагрузку является одним из наиболее перспективных путей повышения производительности автомобильного транспорта. Чтобы повысить производительность автомобиля таким путем, необходимо организовать выпуск автомобилей с повышенной грузоподъемностью, организовать массовые крупнопартионные перевозки грузов этими автомобилями и перестроить существующую сеть автомобильных дорог и мостов в расчете на пропуск тяжелых автомобилей.

К такому переводу не готова система организации автомобильных перевозок, так как доля крупнопартионных перевозок грузов, на которых выгодно применять большегрузные автомобили, сравнительно невелика. Не подготовлена к пропуску тяжелых автомобилей и сеть автомобильных дорог и мостов. Прежде чем выйти на массовый выпуск автомобилей повышенной грузоподъемности, необходимо реконструировать сотни тысяч километров существующих дорог, значительно усилив дорожную одежду на них, перестроить, усилить и уширить десятки тысяч деревянных и железобетонных мостов. Стоимость такой перестройки и усиления очень высока. Увеличение нагрузки на дорожную сеть приводит к ускоренному износу и разрушению дорог, снижению скорости и производительности автомобилей, к росту потребности в автомобилях для перевозки грузов.

В сложившихся условиях на ближайший период более реальным путем повышения производительности подвижного состава является увеличение не грузоподъемности, а средней скорости движения автомобилей. Этот путь может быть реализован с гораздо меньшими затратами, поскольку он не требует значительного изменения параметров автомобилей (например, мощности двигателя, динамических характеристик и т. д.). Современные грузовые автомобили способны по хорошим дорогам развивать скорость даже в груженом состоянии до 90—100 км/ч, в то время как на большей части существующих дорог она не превышает 40—50 км/ч, т.е. технические возможности автомобилей используются не более чем на половину. Использование этого резерва также возможно только при условии развития и совершенствования дорожной сети.

Но в этом случае на первом этапе не потребуется массового усиления дорог и перестройки мостов. Решая задачу повышения средней скорости движения, следует помнить, что оно может привести к увеличению количества ДТП на дорогах, если одновременно не выполнить всех мероприятий по повышению безопасности движения.

Чтобы существенно повысить среднюю скорость и безопасность движения, необходимо в процессе ремонтов улучшить геометрические параметры плана, продольного и поперечного профиля, расширить проезжую часть, устроить краевые укрепленные полосы и укрепить обочины, улучшить ровность и сцепные качества покрытий. Необходимо также повысить качество содержания дорог и организации дорожного движения, создать полный комплекс дорожного сервиса. Этот путь требует в 3—4 раза затрат меньше, чем перестройка дорог. Поэтому целесообразно на первом этапе там, где нет возможности сразу построить дорогу, выполнить комплекс мероприятий и работ по повышению средней скорости движения автомобилей. Одновременно необходимо ускорить темпы перевода всей дорожной сети под осевую нагрузку 10 т. Таковы основные направления стратегической линии технического прогресса в эксплуатации автомобильных дорог.