Осветленные асфальтобетонные покрытия и возможности энергосбережения в наружном освещении

А. В. Степанов, генеральный директор, СГУП "Мосгорсвет"

О. Г. Корягин, главный специалист, СГУП "Мосгорсвет"

О сновной задачей установок наружного освещения улиц и дорог с транспортным движением является обеспечение нормируемых уровней средней яркости поверхности асфальтобетонных покрытий проезжей части и равномерности распределения яркости и ограничение слепящего действия.

(Примечание: яркость - поверхностная плотность силы света в данном направлении, единица измерения - кандела на квадратный метр, кд/м².) Нормируемые яркостные параметры достигаются за счет рационального проектирования наружных осветительных установок на основе учета отражательных характеристик асфальтобетонных покрытий, имеющих диффузно-направленный характер отражения. Осветленное асфальтобетонное покрытие - это шероховатое асфальтобетонное покрытие, в котором гранитный щебень заменен на светлый искусственный или естественный высокопрочный щебень. В качестве светлого щебня, позволяющего повысить отражающие свойства асфальтобетонного покрытия, за рубежом используются не только природные кварциты, известняки, но и искусственные каменные белые материалы: синопал, люксовит, призмо и др., имеющие требуемые физико-механические и значительно более высокие отражательные свойства по сравнению с естественными материалами.

В Москве Государственным институтом "Стекла" в начале 1970-х годов был для этой цели разработан светлый каменный материал "дорожный ситал", или сокращенно "дорсил", на базе утилизации мартеновских шлаков, отработана технология и было начато опытно-промышленное производство на Ново-Тульском металлургическом заводе. Рецептуры осветленных асфальтобетонных покрытий были разработаны НИИ "Мосстрой" совместно с трестом "Мосасфальтстрой", а опытные участки осветленных покрытий уложены были на Пролетарском проспекте, Фрунзенском валу, Пушкинской улице, Б. Бронной и др. Проведенные ЦНИИЭП инженерного оборудования и АКХ им. К. Д. Памфилова светотехнические исследования показали, что "дорсил" по своим свойствам приближается к "синопалу". Время проявления светлого щебня после укладки покрытия, когда с него сдирается битумная черная пленка шинами проходящего транспорта, зависит от интенсивности движения машин и составляет 8-10 месяцев, а стабилизация отражательных характеристик происходит через 1,2-1,5 года. Возможно ускорение сроков "осветления". Перечисленные выше участки осветленных покрытий, уложенных с соблюдением требуемой технологии, простояли существенно дольше обычных. Например, на Б. Бронной - 25 лет.

Рисунок 1. Зависимость коэффициента использования светового потока светильника РКУ-400 по яркости (с широкой кривой светораспределения) от относительной ширины дороги для шероховатых асфальтобетонных покрытий

В процессе проведенных исследований было установлено, что насыщение отражательных характеристик осветленных покрытий наступает при содержании дорсила 43 % и более. При этом повышение коэффициентов использования светильников (с широким характером светораспределения) по яркости Ul составляет ~60 % по сравнению с обычными шероховатыми (рис. 1) и ~40 % по сравнению с гладкими асфальтобетонными покрытиями. На этот же процент увеличивается и средняя яркость установок НО. Кроме того, обеспечивается улучшение поперечной равномерности распределения яркости, что весьма важно для широких московских улиц. Для влажного состояния покрытий преимущества осветленных еще весомее по сравнению с традиционными.

Таким образом, использование осветленных асфальтобетонных покрытий приводит к увеличению их яркости и равномерности распределения яркости без повышения мощности осветительных установок.

Весьма важным является появление новой возможности улучшения поперечного распределения яркости при одностороннем размещении светильников за счет изменения процентного содержания "дорсила" в составе асфальтобетонной смеси по полосам движения. На рис. 2 приведен пример использования такой возможности: первая полоса движения - гранитный щебень, вторая полоса - вместо гранитного щебня 33 % "дорсила", третья полоса - 38 % "дорсила", что обеспечивает очевидное выравнивание поперечной яркости. Такая необходимость обычно возникает для расширяющихся участков автомобильных дорог при сохранении осевого размещения опор и светильников. Для МКАД, например, за счет укладки крайних полос осветленными покрытиями с содержанием "дорсила" (38 и 43 %) можно в 1,5 раза повысить их существующую яркость, ничего не меняя в осветительной установке.

Рисунок 2. Распределение яркости покрытия трехполосной проезжей части в поперечном направлении при одностороннем расположении светильников РКУ-400 (f=0)и разном составе щебня по полосам движения

Естественно, что чем выше уровень нормируемой средней яркости осветительной установки, тем больше достигается абсолютная экономия установленной мощности и расхода электроэнергии. Поэтому наиболее эффективно использование осветленных покрытий в транспортных тоннелях, где имеют место высокие уровни освещения, особенно в дневное время.

Насколько дороги светлые щебни? Расчеты, проведенные ранее ГНИИ "Стекла" и НИИ "Мосстрой" показали, что по сравнению с карельским или украинским гранитным щебнем, щебень из "дорсила" дороже не более чем в 2,5 раза, а осветленный асфальтобетон по стоимости превышает обычный только в 1,9 раза.

Существенное удешевление осветленного покрытия может быть достигнуто за счет использования светлых естественных каменных материалов. В Европе помимо искусственных белых щебней широко используется норвежский лаборадорит (лизит). 90 % его карьерной добычи идет на изготовление асфальта в Норвегии, Германии, Дании и других странах. Остальные 10 % - ограждающие бетонные блоки зданий, керамическое и фарфоровое производство. Стоимость 1 тонны такого щебня зависит от размеров фракций и составляет 25-35 немецких марок. В России, наверняка, имеются разведанные запасы таких материалов.

Необходимо желание и заинтересованность руководства строительного комплекса и городских заказчиков, которые не проявляются, видимо, по той причине, что дополнительные затраты должны нести строители-дорожники, а экономию получает городское наружное освещение.

Удорожание во въездной зоне транспортного тоннеля верхнего 4-сантиметрового по толщине осветленного с использованием лабрадорита асфальтобетонного покрытия проезжей части шириной 15,6 м и длиной 160 м составит менее стоимости 5-тоннельных светильников ЖПУ 05-400-001, ЗАО НПСП "Светосервис" или 12 светильников ЖСУ 22-400-001 Лихославльского завода "Светотехника". Осветленное покрытие позволит за срок службы покрытия только на одной въездной зоне тоннеля получить экономию электроэнергии не менее 1 млн. кВт·ч, сократить эксплуатационные расходы и, главное, снизить время введения ограничений движения в тоннелях, вызванных нахождением в нем автоподъемника при обслуживании светильников.

Помимо тоннелей осветленные покрытия рекомендуется использовать на магистральных улицах общегородского значения, площадях, скоростных дорогах, а также для выделения наиболее конфликтных участков, таких как разделение направлений движения и т. п.

Важным преимуществом осветленных покрытий в городе является меньший их нагрев в летний период, что способствует снижению износа покрытий и улучшению состояния воздушной среды, благодаря меньшему испарению канцерогенных испарений битума.

Преимущества осветленных покрытий свидетельствуют о необходимости проведения работ по их использованию в Москве.

Тел.: (095) 924-7353