Мы уже отмечали, что главнейшими средообразующими факторами современности являются строительство и сельское хозяйство. Одновременно они представляют собой главные природоборческие силы, снизить натиск которых на биосферу становится насущной задачей современности. К XXI в. строительная деятельность уже проявила себя как мощный негативный фактор, разрушающий природную среду.
В конце XX в. здания, сооружения, транспортные коммуникации занимали на Земле более 5 % суши. Это, как правило, были лучшие участки Земли в сельскохозяйственном, климатическом, геологическом отношении. Предполагают, что к концу первого десятилетия XXI в. площадки под строительными объектами займут до 15 % суши. Чрезвычайно высоки темпы строительства автомобильных дорог, которые, если только принимать в расчет дороги самых высоких классов, несколько раз опоясывают земной шар.
Дороги низших классов еще более распространены и общая их протяженность даже не учтена. Следует заметить, что высококлассные автострады обычно серьезно обеспечены инженерно-геологической, геоэкологической и общеэкологической информацией, что в целом делает их экологичными. Дороги низших классов прокладывают прежде всего по удобным для человека и транспортных средств направлениям, иными словами — по благоприятным участкам территорий, нарушая их гомеостаз. Строительство аэродромов пока не приобрело размаха автодорожного строительства, но если не произойдет качественного изменения принципов летательных аппаратов, то аэродромы будут занимать наилучшие в геоэкологическом отношении участки, причем в нарастающих темпах, в силу возрастающей потребности людей в перелетах.
Экологическая (природоохранная) разрешительная документация. Основы. Объекты I-IV категорий.
Возведение автомобильных дорог и аэродромов как при строительстве, так и при эксплуатации неизбежно нарушает природное равновесие. При строительстве дорог происходит:
- 1) нарушение земной перхности прокладкой самой дороги (планировкой поверхности аэродрома) и разработкой карьеров нерудных строительных материалов для создания дорожной насыпи, полотна и дорожных сооружений (и это даже при наличии баланса земляных масс по трассе дороги);
- 2) сведение леса, подлеска, кустарников;
- 3) уничтожение болот;
- 4) снятие почвенного покрова;
- 5) засыпка ручьев и малых водотоков;
- 6) каптаж родников;
- 7) уничтожение пахотных земель и лугов;
- 8) нарушение режима поверхностных водотоков при строительстве мостов, виадуков, акведуков;
- 9) нарушение режима подземных вод;
- 10) создание преград для просачивания атмосферных осадков в толщу грунтов.
В эксплуатационный период дорожных объектов наибольшему негативному воздействию подвергается атмосферный воздух за счет выброса выхлопных газов автомобилей, причем не только на самой трассе, но и на достаточно значительном расстоянии от нее. Происходит механическое загрязнение атмосферы и территории пылью, перерезаются пути миграции живых организмов, изменяется режим временных потоков дождевой и талой воды, создаются преграды для снега при метелях, усиливается эрозионная деятельность ветра и атмосферных вод и т. д.
Инновационные технологии: пути повышения межремонтных сроков службы автомобильных дорог
При строительстве аэродромов прежде всего разрушается поверхностный почвенный слой, сводится травяной и кустарниковый покров, не говоря уже о вырубке всех деревьев. Естественно, возникает шум от работы строительных машин, особенно при планировочных работах, которые полностью уничтожают естественный рельеф.
Значительный объем механического загрязнения атмосферы связан с большими площадями планировочных работ. Первичную планировку проводят до создания дорожных покрытий, а затем по всей площади аэродрома создают взлетно-посадочные полосы, рулежные дорожки, транспортные дорожки для загрузки и заправки авиалайнеров, перроны, места стоянок самолетов и вертолетов. При этом частично восстанавливается почвенный покров между застроенными участками с посевом высокоустойчивых газонов.
К сожалению, до настоящего времени нет более или менее обоснованного нормативного документа, который определял бы допустимый уровень негативного экологического воздействия на природную среду при аэродромном и дорожном строительстве. Собственно и не проводили специальные исследования для создания такого документа. В настоящее время для нормативного обеспечения геоэкологической безопасности следует руководствоваться действующими СанПиНами, СНиПами, ГОСТами для промышленно-гражданского строительства и, при наличии таковых, региональными нормативными актами Министерства природных ресурсов и его региональных отделений.
Источник studref.comXI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2019
Актуальность. В мире проблема эксплуатации и восстановления существующих дорог, в частности, дорожного покрытия есть весьма актуальным заданием для всех служб дорожного строительства. А вопрос использования рециркулированного материала покрытия в дорожной одежде с экологической точки зрения наиболее актуален.
Так как существующее во многих странах асфальтобетонное покрытие имеет возможность многократного использования после его съема. Но это связано с существенным загрязнением атмосферы за счет разогрева старой смеси для добавления вяжущего – битума. Все это не есть правильно с экологической точки зрения.
Проблема. Несовершенство и моральная устарелость асфальтовых и бетонных покрытий дорог.
Цель. Рассмотрение достижения в разработке технологий устройства дорог будущего.
Объект исследования. Первоочередные проблемы современных городов, связанные с дорожным строительством.
Задания работы. Рассмотреть подробно современные научные разработки относительно конструкции и состава дорожного полотна.
Основная часть. Пока молодое поколение стран постсоветского пространства с восторгом наблюдает, как европейцы разумно и с чувством долга относятся к сбору и сортировке мусора по всевозможным категориям, ученые в этих странах уже придумали, как именно использовать накопленное вторсырье.
Так, Голландия одной из первых начинает строить практичные и весьма экологически чистые, с точки зрения воздействия на окружающую природную среду, дороги из пластика. Гениальность идеи в том, что это, пожалуй, самый неисчерпаемый и очень вредный для нашей планеты материал, который человечество использует каждый день в очень больших объемах. Мы каждый день покупаем воду в пластиковых бутылках, продукты в коробках из пластика и кладем их в полиэтиленовые пакеты, которые также есть пластик. С темпами современного мира мы даже принимаем пищу из пластика, что также не есть безопасно при многократном использовании.
Строительная компания Volker Wessels представила миру проект «Plastic Road». Концепция проекта заключается в том, что материалом новых дорог будущего станут модульные плиты из отходов пластмассы (рис. 1).
Рисунок 1 Модульные плиты из отходов пластмассы
Преимущества дороги из готовых пластиковых модульных плит таковы.
• Низкая себестоимость из-за использования вторсырья.
• Отличный источник утилизации специфического мусора – пластика, который невозможно переработать полностью без нанесения вреда атмосфере и планете.
• Модульные плиты имеют малый вес, легко транспортируются в больших объемах и просты при монтаже в готовое изделие – дорогу. Это преимущество дает возможность устраивать такие дороги даже на песке.
• Конструкция блока-плиты внутри полая, что позволяет свободно прокладывать внутри различного рода коммуникации, кабеля и водоотводы. Также, пожалуй, одним из весомых достоинств полой структуры является возможность собирать и хранить дождевую воду какое-то время. Это свойство позволяет предотвратить затопление дорожного полотна при экстремальных погодных условиях.
• Высокая скорость монтажа. Например, для автомагистрали счет идет не на месяцы, а на недели.
• Низкий уровень шума в сравнении с другими дорожными покрытиями.
• Высокая устойчивость к износу, а также атмосферным воздействиям. Пластиковые дороги стойко эксплуатируются при интервале температур от −40°C до +80°C.
• Высокий уровень устойчивости к химическим материалам горюче-смазочного характера.
• Отсутствие способности накапливать теплоту.
• Длительность в эксплуатации. Срок службы такой дороги примерно в 3 раза выше бетонного или асфальтового покрытия.
• Высокое качество. В процессе службы пластиковое покрытие буквально не дает трещин и выбоин.
• Возможность повторного использования плит. В буквальном смысле сборные плиты, изготовленные из рециркулированного пластика, становятся новым вторсырьем для переработки и производства обновленных дорожных блоков.
• Э кологичность. Как и говорилось выше, использование пластика повторно, не сжигая его, дает возможность защитить нашу планету от выбросов в атмосферу вредных веществ. А именно диоксинов. Их существует огромное количество, но самыми опасными ученые считают диоксины, которые выделяются при сгорании пластика и полиэтилена.
Выделение и накопление таких веществ опасно не только для будущего нашей экологии, но и для человечества уже сегодня. Действие этих ядов на организм масштабно и необратимо. Ведь период полураспада диоксина в клетках человека происходит на протяжении 12 лет и более. Профилактических мер для борьбы с воздействием таких ядов сегодня не существует.
Проект «Plastic Road» уже успел объединить вокруг себя мировых отраслевых гигантов. Над усовершенствованием и тестированием прототипа «Plastic Road» работают дорожно – строительная компания KWS Infra, лучшие специалисты Volker Wessels, компания Wavin – мировой лидер поставки пластиковых трубопроводных и дренажных систем, переработки пластмасс, а также нефти – газовая компания Total.
Еще одним направлением в разработке трасс будущего занялись компания Heijmas и дизайнер Даан Роозегаарде, а именно – созданием «умных» дорог. Они предлагают усовершенствовать разработку дорог из вторсырья, добавив энергосберегающий аспект, что является сегодня еще более популярной и важной нишей современного мира.
Проект носит название «Smart Highway». Концепция проекта заключается в интерактивном освещении дорожного полотна. Используя новейшие разработки современности, компания создает прототип дороги, которая будет полностью себя обеспечивать. Для освещения такой трассы будет использоваться накопленная с помощью дорожной разметки энергия светового дня.
Такой собранной солнечной энергии будет хватать на 10 часов, что как раз достаточно для освещения дороги в ночное время суток. Конечно, совсем без фонарей не обойтись, так как погода непредсказуема, поэтому вдоль дорог будущего будут также размещены светодиодные фонари. Источником их питания могут служить небольшие ветряные мельницы. Плюс в том, что такие фонари могут включаться лишь в период, когда мимо проезжают автомобили. Это позволит существенно сэкономить энергию, накопленную в течении дня.
Очередным уникальным свойством, которым обладает «Smart Highway», является способность информировать водителя о погодных условиях внешней среды. Так, вдоль дорожного полотна будет появляться информационное табло с символами, описывающими данные о погоде. Табло обезопасит и предупредит водителя о гололеде, мокрой дороге или низкой температуре за окном.
На сегодняшний день для человечества уже не в новинку ездить на электрокарах. Поэтому разработчики также учли перспективы увеличения количества данных моделей авто. Новое полотно будет иметь способность зарядного устройства для электрокаров. Заряд будут обеспечивать индукционные катушки, размещающиеся под слоем верхнего покрытия вдоль всего полотна (на рис. 2).
Таким образом, дальность езды на электрокарах будет существенно увеличена.
Рисунок 2 Визуальная картина электрокара на дороге
Выводы. Человечество все больше и больше учиться на своих ошибках и трудиться над разработками всевозможных новых технологий, которые не только облегчат людям жизнь, сэкономят ресурсы и средства, но и будут как можно более приемлемыми для нашей планеты и окружающей среды. Мы в силах построить мир, не разрушая фундамент всего живого. Необходимо только быть едиными в своих намерениях, отношении к природе и будущему. Разработки экологических дорог будущего служат отличным этому примером.
1. Три отраслевых лидера реализовали совместный проект по созданию рабочего прототипа пластиковой дороги. Режим доступа к ресурсу https://www.wavin.com .
2. Plastic Road. A revolution in building roads. Режим доступа к ресурсу https :// www . plasticroad .
eu / en .
Источник scienceforum.ruВоздействие строительства дорог на экосистемы
Любая дорога представляет собой отчужденную у природной среды полосу, искусственно приспособленную к движению с заданными техническими и экологическими показателями.
Для экологической системы, для природного ландшафта дорога является чужеродным элементом. Чем плотнее сеть дорог, тем выше интенсивность движения по ним, тем большую озабоченность проявляет общество в отношении их воздействия на условия обитания. Большие объёмы работ связаны с большим потреблением природных ресурсов, и соответственно, выбросами загрязняющих веществ в биосферу.
Загрязнение окружающей среды при работе дорожно-строительной техники (краны, автопогрузчики, передвижные компрессоры, экскаваторы, катки, автогудронаторы и пр.) носит временный характер, обусловленный продолжительностью строительства (ремонта) дороги и обуславливает:
К ядовитым веществам и материалам, используемым в дорожном хозяйстве, относятся: ядовитые сжатые и сжиженные газы (хлор, сернистый газ, аммиак, бутан, пропан), этилированный бензин, метанол (метиловый спирт), бензол, дихлорэтан, ацетон, антифриз, анилин, смолы (карбамидные, синтетические) кумароновые, эпоксидные, фурфороланилиновые, дегти, лакокрасочные разбавители и т.п. К едким веществам и материалам относятся: кислоты (азотная, соляная, серная, уксусная, масляная и другие), щелочи, сода каустическая, разжижители битума, органические растворители и т. п.
При возведении земляного полотна автомобильных дорог первой технологической операцией является снятие плодородного слоя (верхней гумусированной части почвенного профиля, обладающей благоприятными для роста растений химическими, физическими и агрохимическими свойствами). При срезке почвенного слоя на полосе отвода и перемещении его на некоторое расстояние почва подвергается механическому нарушению, которое приводит к нарушению морфологического строения почв, и как следствие происходит трансформация физико-химических, биохимических, водно-физических свойств почв:
б) уплотнение почв в результате выполнения строительно-монтажных, транспортных и заготовительных работ;
в) разрушение почвенной структуры (возникает при использовании дорожной техники без достаточного учета физико-механических свойств плодородного слоя);
г) заболачивание (изменение водного режима земель из-за необеспеченности водоотвода или поднятия грунтовых вод);
д) иссушение (например, связанное с понижением уровня грунтовых вод);
е) оползни (отрыв и перемещение вниз по склону земляных масс);
е) химическое загрязнение в результате выброса выхлопных газов и возможных протечек горюче-смазочных материалов;
ж) уничтожение коренной растительности.
На вырубках в полосе землеотвода при неглубоком уровне грунтовых вод в благоприятствующих для этого геоморфологических условиях активизируются процессы заболачивания.
Возможные воздействия автомобильной дороги на геологическую среду, почвенный покров и земли могут проявиться в изменении стабильности грунтовых масс, сопротивляемости эрозии, плодородия почвенного покрова, проявлении неблагоприятных экзогенных процессов.
Воздействие на поверхностные воды в период проведения строительных работ вызвано:
— изъятием воды на хозяйственно-питьевые нужды и водоотведением при работе строителей;
— загрязнением природных вод сточными водами, а также отходами, образующимися в период строительства;
— эрозия берегов. Изменение сечения русла;
— изменение формы потока, сечения русла, расхода воды;
— изменение русла у мостовых переходов.
Основное возможное воздействие на подземные воды при производстве строительно-монтажных работ связано с сооружением земляного полотна, что вызывает изменение и перераспределение поверхностного и в меньшей степени подземного стока, условий увлажнения грунтовой толщи на прилегающей к дороге территории. Заглубление фундаментов под уровень грунтовых вод, укладка водопропускных труб, строительство мостовых опор и т.д. уменьшает площадь поперечного сечения потока грунтовых вод, это вызывает подъем их уровня. К подъему уровня грунтовых вод также приводит строительство на заболоченных участках и болотах без выторфовывания. Наиболее существенное воздействие на водотоки и водоемы будет оказываться при строительстве мостов в их местах пересечения с проектируемой автомагистралью.
Шум, создаваемый в процессе строительных работ, образуется в результате сложного суммирования шумов различных локальных источников разной звуковой мощности (бульдозера, эксковаторы, компрессоры, пневмомолотки, автосамосвалы).
Строительство и реконструкция дорог связаны с потреблением значительных объемов материалов: удельный расход на 1 км приведенной длины (2Ч3,5 м) дороги составляет (кг): битума — 650, металла — 820, термопласта — 0,0074, краски — 0,0062, металла (арматуры) — 0,82, противоголеледных реагентов — 2,05. В период строительства и ремонта автодороги, как и в процессе ее эксплуатации происходит разрушение почвенного покрова на участке строительства, а также загрязнение и захламление прилегающей территории (расчет отходов материалов при строительстве (при использовании сыпучих материалов — песка, щебня, асфальтобетонных смесей, бетонной смеси; использовании пиломатериалов, кирпича, электродов и т.д.; при монтаже железобетонных конструкций и т.д.).
Инженерные сооружения, к числу которых относятся мостовые переходы, трубы, развязки, тоннели различного заложения, подпорные стенки и защитные сооружения имеют свою специфику влияния на окружающую среду. При строительстве мостовых переходов происходит переформирование береговой линии, изменение сечения водотока и контуров водоема, при этом нарушается гидрологический режим, проявляются размывы и потеря общей устойчивости массива, одновременно зачастую возникает необходимость охраны рыбных запасов, так как могут быть уничтожены нерестилища и зимовальные ямы, в которые ежегодно устремляются косяки рыбы. Источниками загрязнения водной среды при строительстве мостов являются: взмучивание воды глинистыми частицами при производстве всех видов земляных работ в русле и пойме водотока, в результате размывов русла при его стеснении постоянными элементами моста и временными вспомогательными устройствами, попаданием нефтепродуктов (ГСМ, топлива и др.), цемента, добавок к смесям (и пр.), отходов стройплощадок и т.д.
Высокая концентрация взвешенных осадков снижает продуктивность водных организмов и вызывает исчезновение наименее устойчивых видов из местообитаний в зоне воздействия сооружаемых мостовых переходов. Гибель кормовых организмов приведет к снижению рыбопродуктивности участков водных объектов, которые попадают в зону производства работ при строительстве мостов и прокладке водопропускных труб. Взвешенные минеральные частицы, попадающие в водотоки при перепланировке береговой линии, при работе строительной техники в руслах и на берегах рек, ухудшают качество воды, оказывают негативное влияние на динамику численности популяции гидробионтов, как следствие нарушаются биотические связи в водном сообществе. При оседании минеральных частиц обширная зона вдоль берегов покрывается осадком, в результате этого разрушаются сложившиеся биотопы, цикличность размножения зоопланктона, наблюдается гибель организмов на личиночной стадии развития.
Воздействие на флору и фауну территории на стадии строительства автодороги начинается с вырубки лесных и кустарниковых насаждений и раскорчовки в полосе будущего коридора трассы и на участках под вспомогательные объекты. В результате антропогенной нагрузки меняется структура фитоценозов: в травяно-кустарничковом ярусе вблизи трассы вероятно выпадение чувствительных видов лесного разнотравья (особенно редких видов), их замена луговыми и видами, синантропизация флоры.
При строительстве дорог на болотах отмечается гибель мохового покрова, исчезновение ряда болотных видов и появление рудеральных, а также корневищных гидрофильных растений (хвощей, вейников, пушицы). Строительство автодорог затрагивает площади местообитаний животных, их кормовые угодия. Животные испытывают факторы беспокойства (шум, вибрация, свет от работающей транспортно-строительной техники). В ходе сооружения дороги возникают барьерные факторы, препятствующие свободной их миграции к местам временного и постоянного обитания, что затрудняет обмен генофонда и поиск кормовых ресурсов.
Источник studopedia.ru