09 - 07 - 2020
SOFiSTiK – универсальный программный комплекс, использующий метод конечно-элементного анализа
Сбор нагрузок и расчет по грунту фундаментов опор автодорожных, железнодорожных и пешеходных мостов
ООО Малое инновационное предприятие Технопарк МАДИ

Законодательство

Проблемы реализации федерального закона № 184 ФЗ «О техническом регулировании» в вопросах эксплуатации автомобильных дорог

Сравнительный анализ многополосных дорог Российской Федерации и Западной Европы по степени совершенства
геометрических элементов и риску причинения вреда человеку (участнику движения) при Vр = 120 км/ч
Сравнительный анализ многополосных дорог Российской Федерации и Западной Европы по степени совершенства геометрических элементов и риску причинения вреда человеку (участнику движения) при Vр = 120 км/ч
Сравнительный анализ многополосных дорог Российской Федерации и Западной Европы по степени совершенства геометрических элементов и риску причинения вреда человеку (участнику движения) при Vр = 120 км/ч
 
 

Если принять в техническом регламенте на проектирование, строительство и реконструкцию автомобильных дорог риск, равный 1?10–4, в качестве допустимого (обоснованного) [1, 4, 6, 12], то получаем минимально-допустимые параметры дорог, которые можно применять при расчетной скорости 120 км/ч в стесненных условиях (см. графы 7 и 8 в таблице). Отметим, что допустимый риск 1?10–4 обоснован технико-экономическими расчетами по компьютерной программе «NPV- Road» на языке Delphi с использованием таких показателей, как чистая приведенная ценность проекта (NPV) и внутренняя норма рентабельности (IIR) [8, 9, 10]. При этом допустимый риск имеет одинаковое значение (1?10–4) для всех категорий дорог общего пользования, но обеспечивается он параметрами дорог, соответствующими той или иной расчетной скорости. Чем ниже расчетная скорость, тем меньше степень совершенства параметров дорог, но риск движения автомобиля с расчетной скоростью на стесненных участках дорог не превышает значения 1?10–4.

Требования к техническому регламенту, обеспечивающему безопасность на эксплуатируемых дорогах, а значит и ко всем группам документов, связанным с эксплуатацией (национальным стандартам и стандартам предприятий), могут находиться на том же уровне, что и для проектируемых, строящихся, реконструируемых сооружений. Однако, как уже отмечалось, эти требования могут допускать более высокую степень риска, обоснованную технико-экономическими расчетами.

Если на эксплуатируемых дорогах принять уровень допустимого риска причинения вреда, равным уровню риска на дорогах, находящихся в начале жизненного цикла (1?10–4), то потребуется выполнить большой объем работ по усилению конструкций (капитальному ремонту) и модернизации большинства дорог Российской Федерации.

На рисунке показаны примеры влияния качества строительства кривых в плане с радиусами 800 и 650 м (см. таблицу) на риск потери поперечной устойчивости автомобиля при скорости движения 120 км/ч.

Потеря устойчивости автомобиля, движущегося с расчетной скоростью, зависит не только от радиуса кривой, но и от фактических отклонений оси дороги (оси полосы движения) от проектного положения. При соблюдении допусков на данные отклонения, которые характеризуются значением 0,05 м, риск потери устойчивости автомобиля при Vр=120 км/ч на радиусе 800 м составляет 5,0?10–4, а на радиусе 650м он равен 1,4?10–2 (см. рисунок и таблицу). При этом средние квадратические отклонения радиусов принимают значения 54,6 и 44,4 м на радиусах 800 и 650 м соответственно и являются допустимыми. Однако допуски на отклонение оси движения от проектного положения часто не соблюдаются и в среднем такие отклонения на расстояниях 55 м (между точками по оси движения) составляют 0,25 м. В этом случае средние квадратические отклонения радиусов принимают значения: 272,9 м для кривой с радиусом 800 м и 221,7 м при радиусе 650 м. Риск потери устойчивости автомобиля при Vр=120 км/ч на таких кривых значительно возрастает и становится равным: 0,075 на кривой радиусом 800 м и 0,134 при радиусе 650 м (см. рисунок).

В первом случае (при соблюдении допусков на отклонение оси закругления) допустимому значению риска (1?10–4) соответствуют скорости 118 км/ч (при R=800 м) и 102 км/ч (при R=650 м). Во втором случае (когда допуски на отклонения оси не выдержаны) относительно безопасно можно проехать по закруглениям только при скорости до 40 км/ч. При этом риск потери устойчивости автомобиля на обеих кривых будет практически одинаковым и равным 2,1?10–3 (см. рисунок). Как видно, достичь принятого уровня безопасности (допустимого риска 1?10–4) без выравнивания закругления в плане не удастся, так как установкой запрещающих знаков типа 3,24 с обеих сторон закругления со скоростью 40 км/ч удастся добиться только риска 2,1?10–3.

Применение риска причинения вреда, в качестве показателя безопасности автомобильных дорог позволяет ответить на вопрос, почему, обладая наиболее безопасными параметрами по сравнению с европейскими, наши дороги при эксплуатации более опасны, нежели дороги в Западной Европе?

Ответ, к сожалению, банален, и заключается в том, что в России построенные дороги соответствуют по безопасности движения кривой 3 (см. рисунок), а в странах Западной Европы – соответствуют кривой 2, показанной на этом рисунке. И этот эффект проявляется на всех параметрах автомобильных дорог, то есть при низком качестве строительства и эксплуатации дорог значительно увеличивается в Российской Федерации риск причинения вреда (риск заноса, опрокидывания, наезда и столкновения при допустимой по параметрам дорог скорости движения).

Другими словами, такие же проблемы возникают на всех элементах плана, продольного и поперечного профилей существующих дорог (по отклонениям радиусов выпуклых и вогнутых кривых, ширины покрытия и обочин). Поэтому технико-экономическими расчетами по программе «NPV-Road» было установлено, что в технических регламентах и национальных стандартах для эксплуатируемых дорог следует принять в качестве допустимого риск 1?10–3 [2, 3, 5, 11, 17]. Такой подход значительно сократит объемы работ по исправлению параметров дорог и во многих случаях позволит средствами организации дорожного движения (включая ограничение скоростных режимов по степени допустимого риска причинения вреда) обеспечить приемлемый уровень безопасности на дорогах.

Отметим без детального представления, что многие нормированные (предельно допустимые) параметры элементов двухполосных дорог в Российской Федерации также более совершенны, чем предельно допустимые параметры двухполосных дорог стран Западной Европы. При этом риск причинения вреда (в случае качественного строительства) на геометрических элементах отечественных двухполосных дорог, так же как на многополосных дорогах, близок к риску 1?10–4, а на двухполосных дорогах Западной Европы превышает риск 1?10–3 (при допустимых отклонениях параметров). Поэтому при разработке общих и специальных технических регламентов и национальных стандартов следует опираться на отечественную нормативную базу и достижения отечественной науки в области оценки риска в дорожной отрасли.
Влияние качества строительства кривых в плане на уровень безопасности движения
 

Влияние качества строительства кривых в плане на уровень безопасности движения:
1 и 2 – на кривых в плане с радиусами 800 и 650 м соответственно
при допустимых отклонениях оси закругления от проектного положения;
3 и 4 – на кривых в плане с радиусами 800 и 650 м соответственно
при недопустимых отклонениях оси закругления от проектного положения

Согласно требованиям Федерального Закона № 184-ФЗ в техническом регламенте могут содержаться правила и формы оценки сроков соответствия продукции, основанные на определении степени допустимого риска. В дорожной отрасли такими сроками соответствия являются сроки службы дорожных конструкций до усиления (капитального ремонта) или до реконструкции. В этом направлении имеются завершенные разработки, основанные на допустимом риске разрушения конструкций [2, 3, 7, 8, 17]. Значения допустимого риска определены в зависимости от принятых в нормативном документе (в национальном стандарте) требуемых уровней надежности конструкций (сооружений) [2, 3, 7, 8].

Суть нового подхода к техническому регулированию заключается в том, что разрешается отступать от норм и правил, изложенных в национальных стандартах, если безопасность продукции (в нашем случае автомобильных дорог и сооружений на них) соответствует или превосходит безопасность, обоснованную в техническом регламенте, то есть, показано расчетами, что риск причинения вреда меньше допустимого.

Приведем пример такого подхода. Пусть для отвода поверхностных вод с проезжей части дороги II технической категории (Vр=120 км/ч) в национальном стандарте рекомендовано проектировать на участках с затяжными уклонами продольный лоток, устраиваемый вдоль кромки покрытия. Допустим, что проектировщик согласен с рекомендациями, изложенными в научной работе какого-то автора, что такое решение достаточно опасно для пользователей дорог, так как при попадании колеса в лоток возможно возникновение заноса и (или) опрокидывание автомобиля.

Если раньше при проектировании водоотвода проектировщик не имел права отступать от требований нормативов, то сейчас он может, например, увеличить на таком участке ширину покрытия на ширину лотка, установить на кромке покрытия невысокий бордюрный камень и по расчету устроить на покрытии вдоль бордюра вертикальные дренажные водоприемные колодцы, закрытые решетками. При этом отвод воды из колодцев запроектировать на линии сопряжения низа откоса земляного полотна с поверхностью земли по принципу выходного участка водопропускной трубы диаметром 0,75-1 м. Оценив риск причинения вреда при движении автомобиля с расчетной скоростью, проектировщик будет вправе применить это решение, если установленная расчетом величина риска меньше допустимого риска, принятого в техническом регламенте (например, меньше, чем 1?10–4). Если заказчик потребует обосновать это решение технико-экономическими расчетами, то проектировщик обязан будет сделать их с учетом стоимости строительных работ, затрат на эксплуатацию и тяжести последствий ДТП в обоих решениях (изложенном в национальном стандарте и предложенном в проекте). Очевидно, что эта дорога уже не будет называться дорогой II технической категории, несмотря на то, что расчетная скорость и все другие элементы дороги соответствуют этой категории. «Торговая марка» нормированной продукции (то есть дорога II категории) имеет другое решение по поверхностному водоотводу с покрытия дороги, чем принятое проектировщиком (с уширением покрытия, установкой бордюрного камня и устройством водосбросных колодцев). В техническом регламенте должны быть описаны правила идентификации объекта (продукции), правила и формы оценки соответствия (в том числе схемы подтверждения соответствия), определяемые с учетом степени риска. Например, соответствие проектного решения данной категории дороги подтверждается с индексом Н (новация), если расчетная скорость не изменилась, запроектированное количество полос движения соответствует принятой категории дороги, а риск причинения вреда, вызванный данной новацией, при расчетной скорости движения меньше, чем допустимая величина риска в регламенте.

Проектное решение с описанными выше отступлениями от рекомендаций национального стандарта не может быть названо дорогой II категории, но подтверждение соответствия позволяет присвоить этой дороге категорию IIН (категория II с новациями). Со временем, если одни и те же новации будут повторяться в проектах чаще, чем решения, описанные в национальном стандарте, значит пришло время изменить положения национального стандарта для данного проектного решения. Уверены, что такой подход к составлению национальных стандартов будет полностью отвечать целям стандартизации (см. статью 11 ФЗ) и способствовать развитию научно-технического прогресса.

 

Основные выводы

 

1. В ОДМ 218.1.001-2005, наряду с заслуживающими внимания рекомендациями, имеются позиции, противоречащие Федеральному Закону «О техническом регулировании» и поэтому должны быть изменены. В частности раздел 3 ОДМ, названный «Термины и определения», должен содержать понятия и определения «безопасность и риск», которые являются основополагающими при подготовке всех уровней технического регулирования: технических регламентов, национальных стандартов и стандартов предприятий (см. выше). Без использования данных понятий, основные цели Федерального Закона «О техническом регулировании» – повышение уровня безопасности жизни или здоровья граждан, имущества физических или юридических лиц, государственного или муниципального имущества, экологической безопасности, безопасности жизни или здоровья животных и растений и содействие соблюдению требований технических регламентов – становятся недостижимыми.

2. В содержание ОДМ должны быть включены из статей 11 и 17 ФЗ цели стандартизации.

3. Одним из принципов стандартизации, изложенных в статье 12 Федерального Закона, является принцип недопустимости установления таких стандартов, которые противоречат техническим регламентам. Очевидно, что и акты рекомендательного характера не должны противоречить основному Федеральному Закону № 184-ФЗ.

ОДМ 218.1.001-2005 не только не содержит названных выше основополагающих терминов и определений, но и формирует классификационные группы актов рекомендательного характера так, что сначала идет вторая группа документов, устанавливающая параметры автомобильных дорог, а затем только появляется 6-я группа документов, отражающая вопросы безопасности. Таким образом, классификационная группа 2, устанавливающая основные понятия и параметры элементов автомобильных дорог, как бы освобождается от терминов и определений «безопасность» и «риск» в том виде, в котором они изложены в Федеральном Законе № 184, и не относит их теперь к основополагающим. Необходимо, на наш взгляд, группу документов «Обеспечение в дорожном хозяйстве специальных условий производства» представить как 2-ю классификационную группу, отразив в ней рекомендации по реализации основного Федерального Закона № 184-ФЗ в вопросах безопасности продукции. Только после этого можно издавать нормативные документы по проектированию автомобильных дорог, конструкций и искусственных сооружений на них, которые своими параметрами обеспечивают тот или иной уровень безопасности продукции. Действующие с 2003 года ГОСТы (ГОСТ-Р 52398 и ГОСТ-Р 52399) содержат требования к параметрам дорог, отвечающие СНиП 2.05.02-85, и поэтому практически обеспечивают единое значение риска причинения вреда, равное 1?10–4 (см. таблицу). Это необходимо отразить в техническом регламенте по обеспечению безопасности автомобильных дорог при их проектировании, строительстве и реконструкции, а именно: допустимый риск причинения вреда при движении автомобилей с расчетной скоростью по вновь построенным дорогам не должен превышать значения 1?10–4, которое обеспечено требованиями к дорогам в действующих нормативных документах.

4. В дорожном хозяйстве должно быть разработано и принято не более трех технических регламентов: первый – по безопасности при проектировании, строительстве и реконструкции автомобильных дорог; второй – по безопасности при эксплуатации дорог и третий – по безопасности искусственных сооружений на дорогах.

Например, в регламенте по безопасности искусственных сооружений следует отразить, что при проектировании мостовых переходов используется допустимый риск причинения вреда в виде вероятности превышения расчетного расхода воды в реке еще большим расходом. Значение этого риска (этой вероятности) зависит от степени совершенства автомобильной дороги и находится в пределах от 1% (1?10–2) до 2% (2?10–2).

Литература

1. Столяров В.В. Проектирование автомобильных дорог с учетом теори/pв трехуровневой системе технического регулированияи риска: в 2 ч. / В.В. Столяров. – Саратов: СГТУ, 1994. Ч. 1. – 184 с.

2. Столяров В.В. Проектирование автомобильных дорог с учетом теории риска: в 2 ч. / В.В. Столяров. – Саратов: СГТУ, 1994. Ч. 2. – 232 с.

3. Столяров В.В. Дорожные условия и организация движения с использованием теории риска / В.В. Столяров. – Саратов: СГТУ, 1999. – 168 с.

4. Столяров В.В. Теория риска в проектировании плана дороги и организации движения / В.В. Столяров. – Саратов: СГТУ, 1995. – 84 с.

5. Столяров В.В. Экспертиза дорожно-транспортных происшествий на основе теории риска / В.В. Столяров. – Саратов: СГТУ, 1996. – 176 с.

6. Столяров В.В. Риск как мера безопасности движения при проектировании и реконструкции автомобильных дорог / В.В. Столяров // Безопасность на транспорте. – СПб.: ДНТП, 1993. – С. 39-40.

7. Столяров В.В. Риск разрушения и срок службы конкретных конструкций дорожных одежд нежесткого типа / В.В. Столяров // Обеспечение надежности дорожных конструкций и автомобильных дорог при их проектировании, строительстве и эксплуатации. – СПб.: Академия тыла, 1993. – С. 21-22.

8. Столяров В.В. Анализ риска реализации транспортных проектов по уровню окупаемости / В.В. Столяров // Автомобильные дороги. – 1995. № 1-2. – С. 27-31.

9. Столяров В.В. Применение теории риска при оценке экономической эффективности автомобильных дорог / В.В. Столяров, А.Л. Писной // Повышение эффективности эксплуатации транспорта: межвуз. науч. сб. – Саратов: СГТУ, 2001. – С. 161-169.

10. Столяров В.В. Риск и надежность инвестиций / В.В. Столяров // Рыночные отношения в машиностроительном комплексе: межвуз. науч. сб. – Саратов: СГТУ, 1994. – С. 18-23.

11. Столяров В.В. Особенности применения теории риска в проектах ремонта и реконструкции дорог / В.В. Столяров // Проблемы автодорожного комплекса Саратовской области и пути их решения: материалы регион. науч.-практ. конф. – Саратов: СГТУ, 1996. – С. 36-40.

12. Столяров В.В. Теория риска при проектировании ширины покрытий двухполосных дорог / В.В. Столяров // Наука и техника в дорожной отрасли. – 1997. № 1. – С. 17.

13. Столяров В.В. Оценка риска экологического загрязнения придорожной полосы / В.В. Столяров, С.Н. Руднянский // Автомобильный транспорт и дорожное хозяйство на рубеже 3-го тысячелетия: материалы Междунар. науч. конф. – Харьков: ХГАДТУ, 2000. – С. 125-127.

14. Столяров В.В. Экологический анализ транспортных проектов / В.В. Столяров, А.Л. Писной // Актуальные проблемы эксплуатации транспорта: межвуз. науч. сб. – Саратов: СГТУ, 2000. – С. 114-120.

15. Столяров В.В. Использование ЭВМ при прогнозировании числа дорожно-транспортных происшествий / В.В. Столяров, А.Л. Писной // Проблемы транспорта и транспортного строительства: межвуз. науч. сб. – Саратов: СГТУ, 2004. – С. 87-91.

16. Столяров В.В. Введение в теорию риска / В.В. Столяров // Повышение эффективности эксплуатации транспорта: межвуз. науч. сб. – Саратов: СГТУ, 2003. – С. 118-139.

17. Столяров В.В. Риск образования выбоин в покрытии автомобильных дорог / В.В. Столяров, О.М. Жилина, В.А. Мохнев // Повышение эффективности эксплуатации транспорта: межвуз. науч. сб. – Саратов: СГТУ, 2003. – С. 153-165.

18. Столяров В.В. Пути реализации Федерального Закона «О техническом регулировании в области дорожного хозяйства» / В.В. Столяров // Транспорт Российской Федерации. № 5: Журнал о науке, экономике, практике. – СПб.: ПГУПС и РАТ, 2006. – С. 78-81.

19. Эльвик Р. Справочник по безопасности дорожного движения / Р. Эльвик, А. Боргер Мюсен, Трюле Во; пер. с норвеж.; под ред. проф. В.В. Сильянова. – М.: МАДИ (ГТУ), 2001. – 754 с.
Последние статьи

Новости ФОРУМА
 
 

 

Транспортные сооружения - научный журнал

Кафедра Транспортное строительство СГТУ

Блог о расчeтах мостов Портал мостостроителя

Ingener.kz: Всё для инженеров

СК Стройкомплекс-5