Повышение безопасности дорожного движения по проспекту Ленинградский: снижение негативного воздействия транспорта на окружающую среду и здоровье человека

Фактически этот общий шум можно разложить между двумя основными источниками:

Ш тяговой энергией транспортного средства (двигатель, карданный вал, зубчатые передачи),

Ш контактом покрышки и покрытия.

У последних моделей тяжелых транспортных средств доминирующей частью общего шума является шум от контакта покрышки и покрытия. С 60-х годов производители двигателей грузовиков добились снижения в 15 раз шума тяговой энергии путем введения проектных усовершенствований.

Однако, если общий шум автотранспортного средства определяется стандартизированными методами, то стандарт, который подходил бы для измерения шума контакта покрышки и покрытия дороги как части общего шума, еще не существует.

Взаимодействие покрышка/дорога

Контакт движущейся покрышки и покрытия производит целый спектр звуковых волн, более или менее различимых, происходящих из-за эффекта качения колеса. Знание механизма возникновения и распространения этих звуковых волн позволяет снизить степень их воздействия на окружение.

Разработаны специальные методы измерения шума для сочетания: покрышка-автомобиль-покрытие.

Были идентифицированы составляющие источники шума и изучено влияние каждого из них на различные параметры, участвующие в генерировании и распространении шума.

Снижение уровня шума качения состоит в контроле процессов его генерирования, распространения и поглощения, которые зависят:

Ш от транспортного средства (веса, количества колес, вибрации, формы кузова),

Ш от покрышки (давление/распространение воздуха под поверхностью протектора, его рисунок, контактная площадь и сцепление поверхности покрышки с поверхностью дороги),

Ш от условия качения (скорость, вращающий момент, температура окружающего воздуха),

Ш от дороги (поверхностные характеристики покрытия, конструкция дорожной одежды, поперечный профиль).

При изучении различных уровней шума от контакта покрышка/покрытие выявлено, что шум качения:

Ш значительно возрастает при увеличении скорости (3 дБ + 0.2/0.5 дБ для каждых 15 км/час),

Ш при движении с постоянной скоростью около 60 км/час шум качения преобладает над шумом двигателя,

Ш при измерении на границе покрытия варьируется от 3 дБ в зависимости от того, используются ли гладкие покрышки или средние (европейских типов) протекторные покрышки,

Ш при измерении на поверхности покрышки, шум варьируется с 6 дБ в зависимости от проектных характеристик дороги (измерения проводились на типичных Европейских главных дорогах).

Для ограничения шума требуется изучить комплексную модель контакта покрышка/покрытие, принимая в расчет характеристики покрытия и покрышки.

Дорожное покрытие и слои износа

Цель покрытия - обеспечение движения транспортных средств с максимальной безопасностью, а именно покрытие должно:

Ш выдерживать перемещающиеся нагрузки,

Ш обеспечивать пользователям безопасность и комфорт при любой погоде, как в дневное, так и в ночное время.

Эта последняя двойная функция достигается в основном с помощью слоя износа, поскольку:

Ш Безопасность пользователя определяется степенью противостояния заносу и шероховатостью поверхности покрытия, особенно важной в дождливую погоду.

Ш Комфорт водителя определяется ровностью покрытия и шумом качения, который также создает неудобства жителям домов, находящихся вблизи дороги.

Пористый асфальтобетон представляет один из наиболее современных и экономичных материалов для покрытий. Это единственный тип слоя износа, который дает хороший результат по снижению шума, одновременно улучшая дорожную безопасность.

Наиболее заметное физиологическое влияние шум оказывает на здоровье. Это воздействие может быть временным или постоянным и вызывать нарушение нормальной деятельности или просто общее раздражение. Эффект варьируется в зависимости от:

Ш индивидуальной чувствительности организма

Ш длительности воздействия

Ш природы шума и его громкости

Ш постоянности уровня шума

Таблица 4.1 Пороги воздействия шума

Повседневное влияние шума на человека:

Ш повышенная раздражительность

Ш сниженная производительность

Ш головные боли

Ш повышение активности язвенных заболеваний

Ш утомление

Ш аллергии

4.1.2 Вибрация

Вибрация - движение точки механической системы под воздействием какой-либо внешней силы, при котором происходят колебания характеризующих ее скалярных величин (виброперемещение, виброскорость, виброускорение).

Колебания в механических системах передаются от дорожной поверхности как через элементы конструкции на находящихся в салоне водителя и пассажиров, а также через грунт, воздействуя на биоту и инженерные сооружения.

Чем выше амплитуда колебаний, тем больше энергия колебательных движений и тем сильнее действие на организм. Однако особенно вредной считается вибрация с частотой 6..9 Гц из-за близости к собственной частоте колебаний человека.

Вибрация тесно связана с шумом: вибрация твердых частей машины вызывает колебания воздуха и звуковые волны, т.е. шум.

4.1.3 Загрязнение воздуха

Воздух - смесь газов, из которых состоит атмосфера Земли, имеющая следующий состав по объему:

Ш азот - 78,09%

Ш кислород - 20,95%

Ш благородные газы - 0,94% (инертные газы: гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, радон)

Ш углекислый газ - 0,03%

Диаграмма 4.1 Смесь газов, составляющая атмосферу Земли

Именно к такому составу смеси человек адаптирован эволюцией.

Загрязнением воздуха считается повышение концентрации углекислого газа и других вредных газов.

Определение, приведенное в законе США "О чистом воздухе" является более полным:

Загрязнение воздуха - загрязнение атмосферы газообразными, жидкими или твердыми веществами, которые:

Ш создают опасность для здоровья человека, животных и растений

Ш вызывают коррозию материалов,

Ш снижают видимость

Ш вызывают нежелательные запахи

Такие вещества как углекислый газ СО2 не могут быть отнесены к загрязняющим веществам по причине их естественного присутствия в атмосфере.

Однако доля углекислого газа в атмосфере возросла в 1,25 раза по сравнению с прошлым веком, что вызывает такие нежелательные последствия, таким как парниковый эффект.

Метеорологические условия и ландшафт местности прямым образом влияют на концентрацию вредных веществ в воздухе. Так города, расположенные на дне долин и впадин больше других страдают от смога.

Основные выбросы от работы автотранспорта:

Ш угарный газ (СО)

Ш углеводороды (НС)

Ш окислы азота (NOx)

Под действием солнечного света эти выбросы претерпевают химические превращения, и список вредных веществ пополняется низкоуровневым (тропосферным) озоном О3 и разнообразными токсинами фотохимического происхождения.

Оценка и выбор мероприятий снижения уровня загрязнения воздушной среды требуют изучения механизмов эмиссии и механизмов распространения вредных выбросов.

Эмиссия - выделение, излучение, выбросы отходов, побочных результатов или загрязняющих веществ в атмосферу.

Методы изучения универсальны и состоят из следующих стадий:

Ш Определение исходных условий

Ш Сбор данных об уровне загрязнения воздуха

Ш Анализ данных

Ш Сравнение с нормативами

Ш Вынесение экспертного заключения

Ш Принятие решения

Механизмы эмиссии

Полная эмиссия автотранспортного средства зависит от трех основных факторов:

Ш режим движения транспортного средства

Ш его скорость

Ш расстояние пройденного пути

Кроме основных факторов на эмиссию также влияют:

Ш пробег автотранспортного средства (степень его износа)

Ш марка автомобиля

Ш масса автомобиля

Ш степень очистки топлива

Ш температурный режим

Режимы движения

Выделяют четыре основных режима движения:

Ш холостые обороты

Ш разгон

Ш маршевый режим

Ш торможение

Все движение транспортного средства состоит из последовательных изменений этих четырех режимов.

Изменение режимов движения приводит к немедленному изменению состава и концентрации выбросов:

Диаграмма 4.2 Изменение выбросов в зависимости от режимов движения

Диаграмма показывает, как изменяется эмиссия основных загрязняющих веществ при изменении режимов движения.

Эмиссия сильно зависит от состояния двигателя:

В начале поездки, когда двигатель еще не разогрет, происходит неполное сгорание топлива, что приводит к дополнительной эмиссии паров бензина и несгоревших углеводородов. Особенно вреден т.н. “холодный старт”, т.е. запуск холодного двигателя. Двигатель работает нестабильно, испытывая большие нагрузки. Значительно увеличивается расход топлива, а, следовательно, и эмиссия.

В конце поездки, когда автомобиль уже припаркован на стоянку, но двигатель еще горячий, происходит дополнительное испарение топлива в атмосферу.

Скорость движения имеет непосредственное влияние на эмиссию.

Эмиссия углеводородов уменьшается с повышением скорости, эмиссия окислов азота - увеличивается.

Диаграмма 4.3 Зависимость эмиссии от скорости движения транспортного средства

Механизм выброса должен рассматриваться комплексно, с учетом всех возможных составляющих. В противном случае возможна ситуация, когда применяемые односторонние меры не только не улучшат экологической ситуации, но могут усугубить ее.

Для принятия обоснованных решений по защите чистоты воздуха требуется всесторонний анализ процесса загрязнения. Точность анализа повышается при увеличении объемов статистических данных.

4.2 Статистические данные метеостанций

Воздействие выбросов автотранспорта на окружающую среду по-прежнему является значительным, особенно в крупных городах. Концентрация фоновых выбросов от автомобильного транспорта по годам представлены в Таблицах 4.1, 4.2, 4.3.

Таблица 4.1 Выбросы автомобильного транспорта на пр. Ленинградский (2003 год)

Таблица 4.2 Выбросы автомобильного транспорта на пр. Ленинградский (2004 год)

Таблица 4.3 Выбросы автомобильного транспорта (2005 год)