Конструкторско-технологические принципы и схемотехнические решения по созданию новых дорожных сооружений с практически неограниченной пропускной способностью и оценка снижения убытков от пробок, аварий и загрязнения воздуха выхлопными газами за счет использования данных решений (стр. 5 )

8.1) Сооружение оболочки существенно повышает эксплуатационные расходы на магистраль.

  Это  неверно по той причине, что в качестве боковых стенок эстакады и верхнего купола, закрывающего парковочные площадки, могут использоваться современные недорогие и негорючие материалы, как прозрачные, так и полупрозрачные вместе с композитными непрозрачными, прочными и негорючими панелями. В этом случае уход за закрытыми и не подвергающимися воздействию природной среды полосам движения многократно облегчается и удешевляется Общая площадь поверхности, которая может быть закрыта  пластиком и другими композитными материалами для двухэтажной магистрали-эстакады двустороннего движения,  составляет от 30 до 40 тысяч квадратных  метров на километр двухэтажной эстакады.

  В качестве таких материалов могут использоваться стеклопластики. Они уже давно применяют как конструкционный и теплозащитный материал при производстве корпусов лодок, катеров, судов и ракетных двигателей, кузовов автомобилей, цистерн, рефрижераторов, радиопрозрачных обтекателей, лопастей вертолётов, коррозионностойкого оборудования. При этом цены на стеклопластик довольно низкие. Так же недорог и прозрачный поликарбонат разных оттенков. Несколько более дорогими являются негорючие и шумопоглощающие алюминиевые композитные панели – порядка 1000 рублей за квадратный метр. Однако они не требуют ухода и формируют при декорировании прекрасный дизайн сооружения. Поверхность остальных открытых участков магистрали-эстакады можно не красить, а покрывать антикоррозионным слоем. В различных пожароопасных местах можно использовать покрытия из термически устойчивых углеродных композитов различного типа.

  Таким образом, если принять в среднем цену квадратного метра оболочки эстакады за 10 долларов, то ее стоимость на километр будет 300-400 тысяч долларов, что составляет от стоимости 1 км эстакады ($7-8 млн.) около 5%. 

  Оценим среднегодовые затраты на эксплуатацию 1 км указанной эстакады.

  Основные статьи затрат: дооборудование и переоборудование; уборка; обновление поверхностных защитных слоев во избежание коррозии; техобслуживание, подача электроэнергии; оплата необходимого персонала.

1. Ежегодно могут быть обновлены табло-указатели, часть светильников, часть телекоммуникационной аппаратуры. Если принять это ежегодное обновление за 10% от стоимости имеющегося оборудования данного типа ($50000), то ежегодные расходы составят $5000.

2. Уборка эстакады может проводиться один раз в две недели или месяц в зависимости от времени года с помощью механизмов с разбрызгивателями воды и щетками изнутри и снаружи подобно мойке электропоездов. Затраты на эти операции пренебрежимо малы. Однако расходы на ежедневную работу моек на въездах составляют за год довольно большую сумму. При наличии двух въездов и круглосуточной работе операторов расходы на оплату их труда за год составляют порядка $70 000. Однако это необязательные расходы, так как чистка колес на эстакадах может и не производится за счет более частой уборки внутреннего объема эстакады. Кроме того, процесс чистки колес автомобилей может быть автоматизирован – с включением вращения щеток через реле только при вхождении автомобиля в зону очистителя. Этим же экономится и электроэнергия.

3. На наружные металлические части, например, раз в пять лет наносится то или иное защитное покрытие, например, краска. Общая площадь данной поверхности составляет порядка 17 000 м?. Соответствующие расходы на краску за пять лет составят порядка $7000 и еще несколько тысяч долларов на оплату труда. Годовые расходы, таким образом, составят около $2000. 

4. Оценка расхода электроэнергии.

4.1. При размещении 160 светодиодных светильников мощностью 35Вт через каждые 50 метров на полосах движения и включении их в среднем на 10 часов каждый день для освещения годовые затраты электроэнергии составляют около 20 000 кВт•час. При цене электроэнергии $0,1 за один кВт•час оплата этого расхода электроэнергии составит $2000.

4.2. При размещении 160 светодиодных табло-указателей мощностью 35Вт через каждые 50 метров на полосах движения в режиме постоянного включения годовые затраты электроэнергии составляют около 50 000 кВт•час. При цене электроэнергии $0,1 за один кВт•час оплата этого расхода электроэнергии составит $5000.

4.3. При постоянной работе очистителей воздуха производительностью 90 000 м?/час с энергопотреблением около 0,12Вт/м? годовой расход электроэнергии составляет порядка 90 000 кВт•час. При цене электроэнергии $0,1 за один кВт•час оплата этого расхода электроэнергии составит $9000.

4.4. По сравнению с вышеуказанным расходом электроэнергии на освещение и работу мощных очистительных установок расход электроэнергии для обеспечения функционирования телекоммуникационных систем и работы чистящих установок в автоматическом режиме невелик. В частности, работа двух очистителей колес автомобилей мощностью около 1 кВт каждая на въездах на эстакаду обеспечивается годовым расходом электроэнергии порядка 15 000 кВт•час. При цене электроэнергии $0,1 за один кВт•час оплата этого расхода электроэнергии составит $1500.

5. Кроме вышеуказанного, необходимо учесть оплату персонала, обслуживающего эстакаду. Так как практически все работы будут автоматизированы, этот персонал будет состоять из нескольких человек, большинство которых представляет аварийную бригаду. Этот персонал может обслуживать 15-20 километров эстакады. Поэтому годовое содержание этих специалистов, размером около $100 тысяч, в пересчете на удельный показатель в 1 км сводится к $5-10 тысячам.

6. Необходимо учесть также те или иные непредвиденные расходы. Их размер оценим в $10 тысяч.

  Таким образом, общие удельные эксплуатационные расходы за один год в среднем составляют около $50 000.

  Для сравнения приведем официальные данные удельной стоимости годовых эксплуатационных расходов для наземной восьмиполосной магистрали в России.

По данным журнала-каталога «Транспортная безопасность и технологии 2005 № 2» («Проблемы безопасности российских автодорог») ежегодно на ремонтно-восстановительные работы 1 километра  автодорог,  проводящихся раз в пять лет (ремонтируется порядка 10 тысяч километров дорог), расходуется 5 миллионов рублей, или около $170 тысяч, то есть $34 тысячи в год. Кроме этого ежегодно на поддержание дорог в надлежащем состоянии в среднем расходуется 13,7 млрд. рублей, или около $1000 на один километр. За 6 лет эта сумма возросла, по меньшей мере, на треть.

  В среднем же в России в настоящее время на ремонт и содержание дорог при протяженности дорожной сети общего пользования 747 тыс. км ежегодно  выделяется порядка $6 тыс. на 1 километр, что меньше величины аналогичных затрат в Европе в 2,5 раза.

  Из этого следует, что ежегодные удельные эксплуатационные расходы на магистраль-эстакаду вполне сопоставимы с расходами на ремонтно-восстановительные работы для аналогичных наземных магистралей.

8.2) Оболочка вокруг эстакады приводит к существенному снижению уровня безопасности дорожного движения, повышается уровень шумовых загрязнений внутри.

  Что касается  возгорания автомобилей или вытекшего топлива, то, как и в подземных туннелях, окружающие материалы, использующиеся на эстакаде, являются негорючими, а внутри эстакады регулярно размещаются противопожарные средства, в основном, на основе выброса пены. Поэтому пожар не только быстро тушится, причем не допускается высокая температура и, как следствие, деформация фундаментальной конструкции, но и не возникает препятствий обычному дорожному движению, которое производится по другим этажам, в отличие от наземных магистралей, где возгорание с разливом топлива, как правило, перекрывает всю трассу, а тушение его часто превращается в проблему, из-за отсутствия регулярно размещенных средств пожаротушения.

Дым сразу же устраняется соответствующими вентиляционными средствами, стоимость которых в общей структуре цены незначительна, а шум от них, как от автомобилей перекрывается оболочкой эстакады. 

  Что касается того, что оболочка повышает содержание загрязняющих веществ в воздухе в объеме магистрали-эстакады и  расходы на эксплуатацию магистрали, то  можно сказать следующее.

  В отношении суммарного объема выходящих из глушителя легкового автомобиля выхлопных газов в среднем можно ориентироваться на следующую цифру – один литр сжигаемого бензина приводит к образованию примерно 16 кубометров смеси различных газов. При скорости 60-70 км/час на прохождение 1 км трассы автомобилем в среднем расходуется  около 0,04 литра бензина и выделяется 0,6 м? выхлопных газов. По одной полосе движения в магистрали-эстакаде при наиболее выгодных условиях движения за один час проходит до 3000 легковых автомобилей, которые могут выделить в объем магистрали-эстакады до 1800 м? выхлопных газов. На одном этаже магистрали-эстакады двустороннего движения протяженностью 1 км, содержащем 4-е полосы движения и 2-е технические полосы, выделяется в четыре раза больше выхлопных газов - до 7200 м?. Следовательно, необходимо установить на данном отрезке магистрали-эстакады, несколько, например,  газоконвертеров «Ятаган» с производительностью не менее 7200 м?. Поскольку полный объем 1 км этажа магистрали-эстакады для легковых автомобилей с учетом технических полос составляет 45 000 м? и в нем выхлопной газ рассеивается, то целесообразно установить 6-ть газоконвертеров  «Ятаган 7,5-1000» с общей производительностью 45 000 м?/час, нейтрализующих вредные компоненты выхлопных газов, снижая их содержание в воздухе указанного объема магистрали-эстакады до нормы, ниже нормы ПДК (3мг/ м?). Установки эффективно работают при содержании вредных примесей в 1 м? воздуха не более 1000 мг. При указанной интенсивности движения на каждом километре одного этажа магистрали-эстакады по максимуму может находиться до 200 автомобилей (до 50 автомобилей на каждой из 4-х полос движения), которые  выбрасывают  в 1 м?  выхлопного газа около  400 мг токсичных веществ. Выхлопной газ, поступающий от автомобилей за час в объеме 7200 м?, рассеивается в воздухе  объема 1км этажа МЭ, составляющего 45000 м?, то есть содержание токсичных веществ в 1 м? воздуха МЭ уменьшается примерно в 6 раз до 100 мг/м?. А это количество вредных веществ в 10 раз меньше предельного значения содержания вредных веществ (1000 мг/м?), которые способны удалить из воздуха  очистные установки данного типа.