Повышение эффективности выполнения работ по ликвидации снежно-ледяных отложений на автомобильных дорогах федерального значения с помощью снегоплавильных установок

УДК 338.32.053.4

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ ПО ЛИКВИДАЦИИ СНЕЖНО-ЛЕДЯНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ НА АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГАХ ФЕДЕРАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ СНЕГОПЛАВИЛЬНЫХ

УСТАНОВОК

Кикава Н.П., Ст. преп. кафедры экономики дорожного хозяйства МАДГТУ

В статье произведен анализ сложившейся технологии утилизации снежно-ледяных отложений на автомобильных дорогах общего пользования федерального значения и предложены методы ее совершенствования. Представлены критерии, методы и расчетные формулы оценки эффективности внедрения снегоплавильного оборудования. Приведен расчетный пример оценки сравнительной эффективности использования традиционных методов утилизации снежно-ледяных отложений и снегоплавильных установок.

Ключевые слова: содержание автомобильных дорог, дорожно-эксплуатационная техника, транспортные машины, снегоплавильное оборудование, оценка эффективности.

IMPROVING THE EFFICIENCY OF THE WORK TO DEAL WITH SNOW BANKS ON THE FEDERAL HIGHWAY USING SNOW MELTING EQUIPMENT

Kikava N., Senior Lecturer, Road facilities economics chair, MADI

The article provides an analysis of the existing technology of recycling snow banks on the public roads offederal importance and suggests ways to improve it. The paper suggests criteria, methods and formulas to assess the effectiveness of the snow melting equipment. The author also cites the example of the economic efficiency of using traditional methods of disposal of snow banks and the use of special equipment.

Keywords: road maintenance, road operating machinery, transportation machinery, snow melting equipment, evaluation of economic efficiency.

Качество выполняемых работ по содержанию автомобильных дорог во многом определяется эффективностью использования материальных, трудовых и денежных ресурсов, направляемых на их выполнение.

Согласно действующей «Классификации работ по Капитальному ремонту, ремонту и содержанию автомобильных дорог» вся номенклатура работ по содержанию дорог разделяется на 2 периода: весенне-летне-осенний и зимний. В зимний период дорожно-эксплуатационные предприятия осуществляют свою деятельность в условиях повышенных требований к уровню содержания и безопасности выполнения работ.

Одними из самых ресурсоемких работ в зимний период являются мероприятия по борьбе с зимней скользкостью и ликвидации снежно-ледяных отложений, ввиду максимально жестких ограничений к срокам устранения этих явлений.

Так, ликвидация снежно-ледяных отложений (СЛО) на искусственных сооружениях автомобильных дорог должна быть осуществлена в срок не позднее 4 часов с момента образования снежных валов [1]. Вывоз снега с участков дорог, огражденных шумозащитными экранами должен быть организован в течении 24 часов после завершения снегопада (метели).

На сегодняшний день, наибольшее распространение получила технология ликвидации СЛО путем использования «сухих» снегосва-лок. Снегоприемные пункты занимают значительные площади территории, и удалены от места возникновения и производства работ, что вызывает холостые перепробеги транспортных машин и снижение их производительности.

Альтернативой сухим снегосвалкам может стать использование мобильных снегоплавильных установок, которые предназначены для утилизации СЛО путем принудительного таяния снега.

Преимущества мобильных снегоплавильных установок заключаются в значительном снижении потребности в транспортных машинах и затрат на их эксплуатацию, ввиду общего сокращения транспортной работы, а также в повышении оперативности утилизации СЛО с проезжей части.

Оптимальным критерием для оценки эффективности применения снегоплавильных установок по сравнению с традиционными способами утилизации снежно-ледяных отложений является показатель чистого дисконтированного дохода (ЧДД) [2], который представляет собой разницу между суммарными дисконтированными доходами и расходами от внедрения технологий плавления СЛО. В такой постановке задачи ЧДД может быть записан как:

чддспу=222 t =1 i=1 j =1

T N M f T . ^ ^СПУ ^

л. -кспу + kß + c c

>0

(1 + ву

V У

Где: КСПУ - капитальные вложения, направленные на приобретение комплекта ¡-х машин, для организации плавления СЛО, руб.; ССПУ - затраты на эксплуатацию ¡-х машин и оборудования при организации технологии плавления СЛО, руб.;

Л^ - остаточная стоимость вышедших из производственного процесса ]-х машин, при ликвидации СЛО по традиционной схеме, руб.; К - экономия капитальных вложений на плановое обновление вышедших из производственного процесса ]-х машин в год t в связи с

внедрением СПУ, руб руб

С - экономия эксплуатационных затрат на вышедшие из производственного процесса ]-е машины в год t в связи с внедрением СПУ,

Т-срок эксплуатации СПУ, лет; ^расчетный год;

Е - ставка дисконтирования (8%);

Остаточная стоимость вышедших из производственного процесса машин, в результате внедрения технологий плавления СЛО, формируется исходя из расчета списочной потребности в автомобилях-самосвалах и лаповых погрузчиков, задействованных в процессе погрузки и вывоза СЛО на сухие снегосвалки. Потребность в данном виде машин всецело зависит от разового максимально-возможного объема СЛО на искусственном сооружении, который может быть рассчитан как [3]:

f h О Л

э м р 1000 р

• к

таян

,м3

Где: Qсн - объем снега на участке дороги (м3);

8Э)М - площадь дорожных покрытий огражденных шумозащитными экранами, площадь мостов, путепроводов, развязок (м2); Ьмм -максимальное разовое количество твердых осадков (15 мм в условиях Москвы и Московской области [4]); Б , - плотность воды, плотность СЛО (1000 кг/м3; 500 кг/м3);

воды снег \ 7

Ктаян - коэффициент таяния снега = 0,7 (от действия реагентов и прочих факторов).

Расчет списочной потребности автосамосвалов при традиционной схеме утилизации СЛО определяется как:

60*/ч п = ----

циклов

,ед

Где: Q - объем снежных отложений на участке дороги (м3); П - производительность (объем кузова) самосвала (м3);

Пцжлов - количество циклов за нормативное время ликвидации снежной массы на участке. Количество циклов работы транспортных машин определяется как:

боч

п =--

ЦИГС706

,ед.

Где: t - нормативное время ликвидации снежных отложений (на экранированных участках - 24 часа, на искусственных сооружениях - 4 часа);

^цижла- продолжительность 1 цикла доставки снежной массы до снегоплавильной установки (мин). Расчетная формула для определения продолжительности 1 цикла работы самосвалов может быть рассчитана как:

( „ \

^ цикл

Чкузова % gQ ^погрузчика J

ратгр V

CP ,rs

,мин.

пСПУ

Где: 1 - среднее расстояние возки снега на участке (км); Уср- средняя скорость движения самосвала (км/ч); q - объем загрузки кузова самосвала (м3);

%узова Г

t - время, необходимое для маневра самосвалов под погрузку лаповым погрузчиком (3-5 мин); П - производительность лапового погрузчика (м3/час);

погрузчика г с ^ \ ' ^

^рщр - время разгрузки кузова самосвала (1 мин).

Количество лаповых погрузчиков рассчитывается на основе часовой производительности машины и нормативного времени ликвидации СЛО таким образом, чтобы удовлетворить требованиям ритмичности и бесперебойности работы транспортных машин, осуществляющих

вывоз снега к местам ликвидации и может быть рассчитана по формуле:

„

лп Пчас г

, ед.

Где: Плпчас - часовая производительность лапового погрузчика, м3/час.

В случае, если оценка эффективности внедрения СПУ планируется на этапе проектирования искусственного сооружения, то при расчете показателя чистого дисконтированного дохода вместо остаточной стоимости выбывших из производственного процесса ]-х машин следует использовать значения первоначальной (рыночной) стоимости их приобретения.

Стоимость приобретения снегоплавильных установок также зависит от потребности в данном типе оборудования, которая может быть оценена как:

О

Пгпу  24

,ед.

Где: Пспучас - часовая производительность снегоплавильного оборудования, м3/час.

Ввиду того, что СЛО аккумулируются с проезжей части на специально отведенной площадке размещения СПУ, нормативный срок утилизации отложений может быть смещен до 24 часов.

Эксплуатационные расходы на машины и оборудование в общем случае могут быть оценены как:

Т

^ _ V 1 гргод у-тас

С ~2Т' ' 'руб.

г=1

Где: Тгод - годовой режим работы ¡-й машины, час.;

Счас - стоимость 1 часа эксплуатации ¡-й машины, руб./час.; Для автомобилей самосвалов годовой режим работы может быть определен по формуле:

лгод

гг-год Хсн * + ¿А

' ,час.

У куяма

Где: Q год - годовой объем снежно-ледяных отложений, м3;

Годовой объем снежно-ледяных отложений может быть рассчитан по формуле 2 с той лишь разницей, что в расчётах должен быть использован показатель годового количества твердых осадков (183,7 мм для условий Москвы и Московской области [4]), а не максимально разовый.

Для других машин, годовой режим работы может быть оценен по формуле:

'Y toó__

Q"

П,'

гт)

час

Где: Пчас - часовая производительность ¡-й машины, м3/час.;

Эффективность применения комплекса снегоплавильного оборудования продемонстрирована на примере проектируемой транспортной развязки, расположенной в Истринском районе на пересечении автомобильной дороги 1Б категории М-9 «Балтия» и автодороги местного значения «Истра-Вельяминово-Давыдовское» - Лукино» (рис. 1). Принятой схемой транспортной развязки является неполный обжатый «клеверный лист» с десятью съездами (С1-С10). Общая площадь асфальтобетонного покрытия, подлежащего уборке составляет 24 573

Рис. 1. Схема транспортной развязки «Истра-Вельяминово-Давыдовское» - Лукино»

Таким образом, объем разовых снежно-ледяных отложений, подлежащих утилизации в максимально сложных погодно-климатических

условиях в соответствии с формулой 2 составит:

0:71

24573м2 *

15мм... 1000кг / м

зА

V

1000 500кг/м

* 0,7 = 516л/3

/

Для транспортировки снега к местам утилизации предполагается использовать самосвалы типа КамАЗ-55111 с объемом кузова 10 м3[5],время 1 цикла работы которыхрассчитывается по Формуле 5 с учетом того, что дальность транспортировки СЛО до сухой снегос-валки составляет 8,6 км. Средняя рыночная стоимость 1 единицы данного типа самосвала составляет 1 820 000 тыс. руб. В свою очередь стоимость часа работы КамАЗ-55111 обходится в 815 руб./час.

Погрузка СЛО в автомобили-самосвалы осуществляется с использованием лапового погрузчика КО-206А, производительностью 200 м3/час. [5], стоимость единицы которого составляет 1 980 000 руб., а час работы обходится в 720 руб./час.

Таким образом, время одного цикла работы автомобилей-самосвалов составит:

/

[ 0,wJ

200.W / ч

-60

, - 8,6км

+ 5 мин + 2  ---- 60 + шин = 43,4мин

30км!ч

^ цикл

\------ '  /

Количество циклов работы самосвалов определяется по Формуле 4 и составит:

60 4 43,4

- 5,53циклов

Потребность в автомобилях-самосвалах,определяемая по формуле 3, составляет:

= = 5>53 циклов

Годовой режим работы автомобилей-самосвалов определяется по формуле 9 и составит 455 часов. Лаповый погрузчик, занятый обслуживанием автомобилей-самосвалов,будет иметь аналогичную загрузку и, соответственно, показатель времени работы за зимний сезон.

В то же время, при максимальном суточном объеме утилизации снега в 516 м3 наиболее возможно использовать снегоплавильную установку типа СТМ 12 производства ЗАО «ВНИИСТРОЙДОРМАШ», сменная эксплуатационная производительность которой составляет до 420 м3/смену, что позволяет ей утилизировать снежно-ледяные отложения в максимально сложных погодно-климатических условиях за 9,8 ч.работы. Полное время работы машины за зимний сезон, определяемое по формуле 10, составляет 120 часов.

Стоимость приобретения 1 единицы снегоплавильной установки типа СТМ 12 по данным завода-изготовителя составляет 2 230 000 руб., а час эксплуатации обходится в 1180 руб.

Для доставки СЛО на временную площадку складирования предлагается также использовать самосвалы типа КамАЗ-55111, потребность в которых сокращается в виду того, что среднее расстояние перевозки в границах развязки составит 0,68 км.

С учетом этого, потребность в автомобилях-самосвалах может быть снижена с 9 до 2 единиц по сравнению с традиционным способом утилизации, а время их работы за зимний сезон сократится с 455 часов до 95 часов.

м

Вместе с тем, для обеспечения непрерывной работы снегоплавильного оборудования необходимо задействовать 2 фронтальных погрузчика, один из которых обеспечивает погрузку СЛО, сформированных в валы в автомобили-самосвалы, а второй - в бункер снегопла-вильной установки.

В рассматриваемых производственных условиях, максимально подходящим фронтальным погрузчиком, способным обеспечить технологический процесс погрузки и плавления СЛО может стать погрузчик типа Беларус 1221 П11 с объемом ковша в 1,1 м3[5]. Стоимость 1 единицы погрузчика Беларус 1221 П11 в среднем на рынке дорожно-эксплуатационных машин составляет 1 420 000 руб., а 1 час эксплуатации обходится 531 руб./час.

Располагая полученными технико-экономическими показателями количественной потребности и режимов работы дорожно-эксплуатационных и транспортных машин при различных технологических схемах организации работ по ликвидации снежно-ледяных отложений, с помощью формулы 1 возможно осуществить расчет экономической эффективности внедрения снегоплавильного оборудования (таблица 2).

Таблица 2. Расчет эффективности ликвидации СЛО с помощью снегоплавильных установок

годы Положительные потоки (экономия) Отрицательные денежные потоки (затраты на внедрение технологий плавления) ЧДД руб.

Кап. Вложения i; самосвалы и лаповые погрузчики, руб. id Is ь ™ s -J, = О íj ¡c tí S ^ с T i= S Й м ¿ Я £ £ О 1S 5 5 5 ^ ч >. ¡¡a fx г, U С m я g vd Ï & % ь а — - О се Й Ст-ть эксплуатации С ГГУ .руб. Кап. Вложения в погрузчики, руб. id 1 6 tí I g V S ; у S и S £ BS S Я £ e

1 0.93 14 720 000 616 925 2 230 01)0 141 600 2 840 000 127 440 9 257 301

2 0.86 616 925 141 600 127 440 9 555 556

3 0.79 616 925 141 600 127 440 9 831 719

4 0.74 616 925 141 600 127 440 10 087 424

5 0.68 616 925 141 600 127 440 10 324 189

6 0.63 616 925 141 600 127 440 10 543 416

7 0.58 14 720 000 616 925 141 600 2 840 000 127 440 17 678 269

8 0.54 616 925 141 600 127 440 17 866 221

9 0.50 616 925 141 600 127 440 18 040 250

10 0.46 616 925 2 230 000 141 600 127 440 17 168 466

Полученные результаты показывают высокую эффективность внедрения снегоплавильного оборудования. Так, использование установки СТМ 12 обеспечивает сокращение затрат на приобретение дорожных и транспортных машин на 9 650 000 руб., а также ежегодных эксплуатационных затрат на 347 885 руб. по сравнению с традиционными методами ликвидации СЛО. В результате этого, себестоимость утилизации 1 м3 снежно-ледяных отложений сократилась со 110,57 руб./м3 до 54,85 руб./м3.

Литература:

1. ГОСТ Р 50597-93. Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения. -М.: Изд-во стандартов, 1993. -12с.;

2. ОДМ «Руководство по оценке экономической эффективности использования в дорожном хозяйстве инноваций и достижений научно-технического прогресса» (введено в действие распоряжением Минтранса России от 10.12.2002 № 0С-1109-р);

3. ОДМ 218.2.018-2012 Методические рекомендации по определению необходимого парка дорожно-эксплуатационной техники для выполнения работ по содержанию автомобильных дорог при разработке проектов содержания автомобильных дорог). /РОСАВТОДОР.-М., 2012. - 89с.;

4. СНиП 23-01-99. Строительная климатология./ Утв. постановлением Госстроя России от 11.06.99 г. № 45. - 58 с.;

5. Манаков Н.А., Глазов А.А., Понкратов А.В. Строительная, дорожная и специальная техника отечественного производства / Н.А. Манаков, А.А. Глазов, А.В. Понкратов. - М.: ЗАО «БИЗНЕС-АРСЕНАЛ», 2000. - 816 с.