ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЙ УКЛАДКИ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ

 

Ермичев В.А., Сильченко Л.А., Донцов С.А., Ермолин В.В.  

 (БГИТА, г.Брянск, РФ)

 

Особенностью эколого-аналитических проблем дорожного строительства являются наряду с временностью их характера относительно небольшие масштабы участков дорог и осуществление процессов “под открытым небом”, поэтому технологический транспорт, дорожно-строительные машины не являются источниками поступления в окружающую среду значительных объемов загрязняющих веществ. Так, по экспертным оценкам вклад дорожной составляющей в загрязнение окружающей среды составляет 10-15% .

Однако, разнообразие требований к показателям качества дорог как инженерных сооружений вовлекает в процесс строительства широкий спектр разнообразных материалов, а также применение различных технологий укладки дорожных покрытий,  увеличивающих антропогенные нагрузки на окружающую среду.

Так, интегральная оценка экологической значимости различных видов воздействий на окружающую среду в процессе дорожного строительства, проведенная нами, свидетельствует о существенном вкладе в загрязнение окружающей среды  физико-химических характеристик дорожного покрытия, а также параметров технологического режима отдельных стадий дорожного строительства.

Среди многочисленных конструкций дорожных одежд высокими технико-эксплуатационными качествами обладают асфальтобетонные покрытия.

Технологический процесс строительства асфальтобетонных покрытий включает следующие стадии: подготовку основания, укладку  асфальтобетонных смесей, уплотнение  уложенного слоя асфальтобетонного покрытия. При этом в зависимости от вязкости и температуры укладываемой смеси различают горячие и холодные асфальтобетоны. 

Дифференцированное влияние отдельных дорожных факторов на степень загрязнения окружающей среды исследовано недостаточно. Практически отсутствуют сведения   о влиянии температурного фактора  на количество и состав загрязняющих веществ. В то же время концентрации  в воздухе летучих органических веществ напрямую связаны с температурой источника их выделения.

Нами предпринята попытка  сравнительного анализа уровней загрязнения атмосферы при использовании технологий “горячей” и “холодной” укладки  асфальтобетонных смесей.

Загрязнение окружающей среды при разгрузочно-погрузочных работах и проведении основного процесса укладки рассчитывали в соответствии с Методикой инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на асфальтобетонных заводах .

Расчет проводился для двух типов асфальтобетонов: горячего  Гвп и холодного Вх, характеризующихся одинаковым содержанием битума на уровне 4,0- 6,0% мас. и состава битума марки БНД 60/90, содержащего 46,7% углеводородных масел, 29,1% смол и 24,2% асфальтенов.  Температура укладки для горячего асфальтобетона – 120-160^оС, для холодного – 30^оС.

Для оценки использовался индекс относительной токсичности массы (ОТМ),  применяемый в химической промышленности I₀ =    ПДК_j/ПДК₁, где ПДК_j и ПДК₁ – предельно допустимые концентрации вещества, соответственно принятого за эталон и сравниваемого. При помощи индекса относительной токсичности может быть рассчитана ОТМ единичного и суммарного выбросов.

Как показали проведенные расчеты, суммарные выбросы загрязняющих веществ, входящих в состав битумов (åМ_j), составляют  0,96  и 0,33 т/км дороги для горячей и холодной технологий укладки соответственно.

Приведение этих показателей к сменной производительности и расчет åОТМ = (åМ_j*Т_j, где Т_j – показатель относительной агрессивности (токсичности) примеси, рассчитываемый как Т_j = 1/ПДК_jcc показывает, что относительная токсичность выбрасываемых загрязняемых веществ при горячей укладке асфальтобетона  в 3,6 раза выше, чем при холодной. Сравнение с токсичностью выбросов по эталонному ПДК₁ = 0,01 мг/м³  для воздуха свидетельствует о превышении среднесуточных показателей загрязненности атмосферного воздуха близлежащих районов при горячей укладке примерно в 2 раза, а при холодной  в 1,5 раза по сравнению с эталонной величиной ПДК_сс.

Следует отметить, что полученные данные не отражают влияния неблагоприятных условий рассеивания примесей, имеющих место при строительстве дорог в районах с городскими застройками.

Более корректной с этой точки зрения представляется оценка ожидаемого ущерба от выброса загрязняющих веществ в атмосферу   с использованием формулы:

Уа = b*s*åМ_j*Т_j/R,

где b – безразмерная константа, учитывающая климатические особенности и принимаемая в зависимости от географического положения (b = 1,4 для Средней Азии, Закавказья, Крыма; b = 1,2 для Северного Кавказа, Молдавии, Украины; b = 1,0 для территорий, расположенных южнее 65⁰ с.ш.; b = 0,7 для территорий, расположенных севернее 65⁰ с.ш.); s - показатель, учитывающий факторы восприятия, имеющий следующие значения для территорий крупных промышленных узлов, включая парки и дороги, с застройкой: s = 4 для высотной, s = 3 – пятиэтажной, s = 1,5 – двухэтажной, s = 1 – одноэтажной; R – коэффициент разбавления выбросов (м²/с), определяемый по формуле:

R = U*(yH + 20)/2,5

где U – среднегодовое значение модуля скорости ветра; y - безразмерная константа, учитывающая DТ: y = 1,0 – холодные выбросы; y = 2,0 для горячих выбросов; Н – высота источника выброса.

В соответствии с приведенной формулой величина ущерба от выброса загрязняющих веществ при укладке асфальтобетонных смесей  в идентичных условиях    горячим способом по сравнению с таковой при холодном способе   ниже  за счет рассеивающей способности атмосферы.

Результаты проведенного анализа могут быть учтены при разработке средозащитных мероприятий при проведении дорожно-строительных работ.