Инновационные способы уборки дорог зимой

В разных странах действуют разные законодательные нормы касательно уборки снега и наледи в зимний период. где-то широко применяют химреагенты, где-то ограничиваются песком, солью и каменной крошкой — техника и оборудование, используемые для зимней уборки, тоже могут существенно отличаться от региона к региону. Снег и наледь, которые покрывают дороги зимой, затрудняют движение автотранспорта, являются одной из главных причин возникновения дорожно-транспортных происшествий и часто приводят к транспортному коллапсу, когда на городских улицах и трассах образуются внушительных размеров пробки. По этой причине дорожники тех стран, где снег зимой — норма или, по меньшей мере, вероятность, стараются решить эту проблему в первые же часы после ее возникновения.

Так, в Соединенных Штатах Америки действует «правило трех часов» — именно за такое время снег на дорогах должен быть убран. Прошлая зима с экстремальными морозами и невероятным для США количеством осадков была исключением — но обычно указанного времени американцам вполне хватает для того, чтобы очистить дороги. При этом обязанность очистки трасс и главных улиц в городах лежит на профильных государственных организациях и муниципалитетах, улицы поменьше чистят коммерческие компании, а расчисткой придомовой территории заняты сами граждане: если снег у дома лежит более суток, его владельцу скорее всего выпишут штраф. В расчистке городских улиц в США, как и во многих других странах мира, принимают участие волонтеры — их труд считается очень полезным и почетным. Снег американцы собирают и топят в специальных плавильных установках, которые в этой стране используются в большом количестве.

В северных штатах страны для чистки дорог от снега используются TowPlow — специальные автопоезда с «косым» прицепом. Вслед за базовым автомобилем, чей кузов, как правило, нагружен запасом противоледных материалов, под тупым углом следует прицеп с отвалом во всю его длину. Отвал имеется и впереди машины-тягача. Такая конструкция позволяет очищать сразу две-три, а то и четыре полосы автотрассы, в зависимости от длины прицепа и, соответственно, размера отвала у него на боку.

Было бы несправедливым не упомянуть и новейшую российскую разработку в интересующей нас сфере — мощную снегоуборочную машину на базе полноприводного шасси КАМАЗ-43118. Машина, разработанная совместно специалистами «КАМАЗ» и «Завода СпецАгрегат», имеет просто фантастическую производительность: снегоочиститель фрезерно-роторный СФР-1 модель 103-СА способен убирать до 3500 тонн снега в час. (Для сравнения, производительность представленных на рынке российских аналогов — до 1600 тонн в час.) Кроме того, СФР-1 103-СА характеризуется способностью к максимально возможному отбросу снежной массы на расстояние до 50 метров. В процессе уборки снега машина двигается с помощью гидропривода с бесступенчатым регулированием скорости (управление осуществляется из кабины оператора при помощи джойстика), а в транспортном режиме она перемещается за счет штатного механического привода. Отметим, что первыми заказчиками новинки стали крупная газодобывающая компания и совместное российско-американское предприятие на острове Сахалин — региона, отличающегося особенно обильными снегопадами.

В Канаде, где зимы по своей суровости сопоставимы с российскими, а все дороги принадлежат государству, для очистки проезжей части широко применяют как всем известную техническую соль — хлорид натрия, так и хлорид магния, который в больших объемах добывают в районе Великих озер. Уверяют, что в борьбе со снегом он эффективнее обычной соли — однако металл хлорид магния разъедает еще быстрее, нанося ущерб транспортным средствам и муниципальному хозяйству страны в целом. Впрочем, как только реагент превращает снег в кашу, последнюю оперативно убирают и сгружают в плавильные установки. Именно Канада — родина снегоплавилок: первые машины этого типа, изобретенные здесь, стали работать на улицах Торонто в семидесятых годах прошлого века. Интересно отметить, что в Канаде при строительстве дорог в асфальтобетонную смесь добавляют материал на основе хлористого кальция — верглимит, который, как считают, способствует таянию снега и наледи.

Возвращаясь к разговору о реагентах, используемых для очистки дорог, нельзя пройти мимо новозеландского опыта.  Отрицательные температуры в этой стране редкость, а вот снегопады бывают обильные. По этой причине для обработки дорог здесь используют кальциево-магниевый ацетат. Для металлических частей транспортных средств он не вреднее простой воды, однако эффективен в борьбе со снегом и льдом при температурах не ниже минус семи градусов по Цельсию. Кроме него новозеландцы также используют другие средства, безопасные для местной экологии, — хлорид кальция и мочевину. Последняя, имея низкую коррозийную активность, часто применяется для удаления льда с мостовых конструкций. Однако это органическое соединение обходится в семь раз дороже соли, что и ограничивает сферу его применения в борьбе со снегом и льдом.

А вот в Японии применение химических реагентов на дорогах запрещено почти повсеместно — как, кстати, и шипованная резина на автомобилях. При этом обильные снегопады на севере этой страны случаются регулярно. Под некоторыми участками трасс прокладывают специальные тепловые магистрали, которые топят лед и снег, но глобально проблемы очистки дорог не решают. По этой причине в Японии для борьбы со снежной стихией используют мощную спецтехнику. Впереди идет габаритный трактор, который проторяет путь для других машин. За ним— экскаваторы с удлиненной стрелой, которые ссыпают снег на обочины и выравнивают снежные стены. Наконец, за ними следуют грейдеры, которые удаляют остатки снега и очищают кромку дороги. Учитывая, что снежный покров на острове Хоккайдо может достигать пяти метров, за уборку здесь обычно принимаются, не дожидаясь окончания снегопада. Снежные стены вдоль японских дорог очень популярны в Интернете — их приезжают увидеть туристы со всего мира. Средства, вырученные от их визитов, идут все на ту же уборку дорог.

В континентальной Европе, где до недавнего времени снега выпадало сравнительно немного, к использованию реагентов по природоохранным соображениям относятся негативно. Например, в Берлине, где нет ни снегоуборочных машин, ни снегоплавилок, прошлой зимой со снежной стихией боролись несколько тысяч человек, вооруженных лишь оборудованием ручного класса.

Вместо химреагентов в Германии используют соль, к которой на этапе разбрасывания подмешивают немного щелочи. Делается это для того, чтобы соль приняла полужидкую форму и ее не снес с дороги ветер. При этом дозировка «жидкой соли» должна составлять не более 25 граммов на квадратный метр дороги, а разбрасывать ее можно лишь во время снегопада, причем только на тех улицах, по которым ходит общественный транспорт. Такая жесткая регламентация объясняется необходимостью защиты растений и грунтовых вод, к чему в Германии относятся очень щепетильно. Пешеходные дорожки и придомовую территорию чаще посыпают каменной крошкой или песком — делают это, как правило, собственники домов, сами или нанимая частные компании. То же самое касается уборки снега и наледи: домовладельцы знают, что, если прохожий поскользнется и травмируется рядом с принадлежащей им недвижимостью, возмещать ущерб придется им. Выполнившие свою роль противогололедные материалы аккуратно убираются — каменная крошка при этом высушивается в специальных машинах и используется повторно.

Пожалуй, главным поставщиком инноваций для зимней очистки дорог являются скандинавские страны, прежде всего — Швеция и Норвегия. Зимы в этом регионе достаточно суровые и снежные, а местные жители отличаются большой щепетильностью в вопросах сохранения окружающей среды. Пожалуй, только в скандинавских странах можно увидеть, как прямо во время снегопада дорогу расчищают грузовики-снегоуборщики с передним отвалом, движущиеся со скоростью до 90 километров в час! Но это, скорее, местная традиция.

Что же касается инноваций, в них также недостатка нет. В прошлом десятилетии исследовательница Руна Калбом с острова Готланд предложила обрабатывать дороги не чистой технической солью, а ее смесью… с сахаром! Воздействие этого микса на снег и наледь гораздо сильнее, а вреда для автотранспортных средств — много меньше: сахар в значительной мере минимизирует вред от воздействия едких солей. Смесь соли и сахара хороша и как превентивное средство: на обработанном ей дорожном покрытии наледь образуется гораздо медленнее. Интересно, что сам по себе сахар такого эффекта не дает: его применение эффективно только в комбинации с солью. В составе антигололедной смеси содержание сахара составляет от 25 до 50 процентов. Это новшество, к сожалению, прижилось лишь в одном отдельно взятом лене, хоть на него и были выделены средства из бюджета страны. Возможно, все дело тут в диких животных — они с удовольствием слизывают с дорожного покрытия соль, а ее смесь с сахаром может оказаться для них еще привлекательнее, и тут уж недалеко до возникновения ДТП.

В Швеции и Норвегии, с их сравнительно небольшой территорией, число единиц снегоуборочной техники разного типа составляет несколько тысяч единиц — и это при том, что на юге этих стран обильные снегопады редки. Технология уборки здесь довольно специфичная: в отличие от той же Германии, снег тут не счищают до асфальта, оставляя его слой толщиной в несколько сантиметров. Поверх этого слоя наносят «горячий гравий» — так здесь называют смесь очень горячей (90—95 градусов Цельсия) воды с песком или мелкой каменной крошкой. Обработанный таким образом снег подтаивает, а его остаток укатывается вместе с наполнителем. Сцепление колес автомобиля с такой поверхностью не очень отличается от их сцепления с обычным асфальтобетоном. Укатанной таким способом дорогой при суточном трафике в 1500 автомобилей можно пользоваться неделю — если, конечно, снова не начнется снегопад. Этот метод в 2004 году изобрел шведский ученый Торгейр Ваа — с тех пор он получил широкое распространение как в скандинавских странах, так и в Финляндии. Его единственный недостаток в том, что приготовление и нанесение смеси из кипятка и песка требует специальной, довольно дорогой техники. Справедливости ради нужно заметить, что на дорогах Скандинавии с высокой интенсивностью движения реагенты все же используются: одним песком с водой в этом случае не обойдешься.

В Норвегии и ряде других стран Северной Европы распространена технология обработки дорог двухфазными реагентами. Такие материалы на 75% состоят из твердых гранул, на 25% — из вещества, напоминающего по составу морскую воду. Оба компонента смешиваются непосредственно перед нанесением на асфальт в распределительной тарелке комбинированной дорожной машины: таким образом, на дорогу попадают уже увлажненные гранулы.

Двухфазные реагенты отличает высокая точность распределения и экологичность. Еще одно преимущество — экономичность. Увлажненные гранулы тяжелее, поэтому материал равномернее распределяется по дорожному полотну, его не сдувает ветер и не выбрасывает за пределы проезжей части транспортный поток. Кроме того, такая технология позволяет обрабатывать дорожное покрытие превентивно: за несколько часов до образования ледяной корки или снегопада.

В последние годы эту технологию перенимают и в России. Двухфазные реагенты под маркой «Бионорд» уже три года успешно используют в Казани, а предстоящей зимой начнут применять в Самаре, Перми, Екатеринбурге, Калуге и Новосибирске.

А вот в островной скандинавской стране — Исландии — техника для разбрасывания реагентов не нужна. Опыт, который применяется в Японии лишь на отдельных участках дорог, в населенных пунктах Исландии внедрен повсеместно. Тротуары и проезжая часть дорог здесь отапливаются горячей водой из геотермальных источников, которых на острове очень много. Трубы с природным кипятком, идущие в дома жителей, государственные и коммерческие учреждения, проложены прямо под улицами, по причине чего снег, выпадающий на них, сразу же тает. Это очень экологично и не требует отдельных затрат на уборку зимой.

При том, что в разных странах мира для зимнего содержания дорог и улиц используется сравнительно немного типов спецтехники, методы очистки дорог и улиц от снега и гололеда от региона к региону заметно разнятся. Это заставляет исследователей экспериментировать с новыми противогололедными материалами и их комбинациями, включая как природные материалы (соль, песок, мочевина и так далее), так и химреагенты. Экологичные способы очистки дорог, несомненно, важны и интересны, но снежный коллапс на улицах современных мегаполисов и оживленных трассах приносит экономике огромный ущерб, что побуждает исследователей искать разумный компромисс между сохранением окружающей среды и максимально быстрой очисткой дорог и тротуаров от снега и наледи — в том числе и с помощью инновационных реагентов.