CC BY
21
БЕЗОПАСНОСТЬ СТРОИТЕЛЬСТВА И ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА
УДК 574:628.4:625.7/.8 DOI: 10.22227/1997-0935.2021.9.1217-1227
Экологические особенности обращения с объектами дорожно-строительного комплекса
Н.И. Шестаков1, К.Л. Чертес2, О.В. Тупицина2, В.Н. Пыстин2
1 Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
(НИУ МГСУ); г. Москва, Россия; 2 Самарский государственный технический университет (СамГТУ); г. Самара, Россия
АННОТАЦИЯ
Введение. Активное развитие транспортной сети автомобильных дорог — одно из направлений строительной деятельности, экологическая безопасность которой не в полной мере соответствует природоохранным требованиям. Дорожно-транспортный комплекс (ДТК) оказывает отрицательное воздействие на все существующие компоненты экосистем, но наибольшее воздействие связано с образованием отходов. Для минимизации отрицательного воздействия обращения с отходами ДТК на компоненты окружающей среды необходимо дополнить известные приемы оценки создаваемых схем и методов подходами, сопряженными с анализом экологической безопасности. Материалы и методы. В связи с тем, что большинство образующихся при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте автомобильных дорог отходов являются многокомпозитными, предложена классификация по укрупненным типам в зависимости от их химического состава и состояния.
Результаты. Для численной оценки параметра биопозитивности при сравнительном анализе некоторых технологий опробован метод анализа иерархий, который основан на принципах декомпозиции, парных сравнений и синтеза приоритетов. В общем случае оценка биопозитивности представляет собой иерархическую процедуру, включающую операции, связанные с преобразованием шкалы и ее агрегированием. В качестве критериев, по которым ведется < и оценка, выбраны наиболее значимые факторы, отражающие влияние данных технологий на окружающую среду. $ с Выводы. Представленные расчеты параметра биопозитивности для рассматриваемых методов реконструкции ав- з н томобильной дороги на заболоченных участках показывают, что наименьшее влияние на окружающую среду ока- У к зывает технология выторфовывания. Показатель биопозитивности при выторфовывании в два раза выше, чем при 3 _ применении геоконтейнерной обработки заболоченных участков. О Г
и О
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: биопозитивность, реконструкция автомобильных дорог, образование отходов, строительные у Ч отходы, многокомпозитные отходы, битум, грунт, асфальтобетон, метод анализа иерархий м I
о «
ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Шестаков Н.И., Чертес К.Л., Тупицина О.В., Пыстин В.Н. Экологические особенности об- Я ^ ращения с объектами дорожно-строительного комплекса // Вестник МГСУ 2021. Т. 16. Вып. 9. С. 1217-1227. DOI: ^ ^
10.22227/1997-0935.2021.9.1217-1227 <- 9
° 7
l 3
Ecological features of handling objects of the road construction complex o (
о
о
Nikolay I. Shestakov1, Konstantin L. Chertes2, Olga V. Tupicyna2, Vitaliy N. Pystin2
1 Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) u S
(MGSU); Moscow, Russian Federation; o z
2 Samara State Technical University (SSTU); Samara, Russian Federation a 3
n 4
ABSTRACT о §
Introduction. The active development of the transport network of highways is one of the areas of construction activities, t i the environmental safety of which does not fully comply with environmental requirements. The road transport complex has a negative impact on all existing components of ecosystems, but the greatest impact is associated with the formation of waste generated during the reconstruction of highways. To minimize the negative impact of the road construction complex waste < ^ management on environmental components, it is necessary to supplement the well-known methods of assessing the cre- U о ated schemes and methods with approaches associated with the analysis of environmental safety.
5 i
Materials and methods. Due to the fact that most of the waste generated during the reconstruction of highways is multi- m № composite, a classification by enlarged types is proposed, depending on their chemical composition and state of aggregation. Results. For the numerical assessment of the biopositivity parameter in the comparative analysis of various technologies, _ the method of hierarchy analysis was tested, which is based on the principles of decomposition, pairwise comparisons and ( у synthesis of priorities. In general, the assessment of biopositivity is a hierarchical procedure that includes operations related § к to the transformation of the scale and its aggregation. The most significant factors reflecting the impact of the technologies 9 9 under consideration on the environment were selected as the criteria for the assessment.
Conclusions. The presented calculations of the biopositivity parameter for the considered methods of reconstruction 2 2 of highways in swampy areas showed that the peat technology has the least impact on the environment. The bio-positivity 1 1 index during peat extraction is 2 times higher than when using geocontainer processing of wetlands.
© Н.И. Шестаков, К.Л. Чертес, О.В. Тупицина, В.Н. Пыстин, 2021 1217
Распространяется на основании Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC)
CD CD
№ DO
■ B"
KEYWORDS: biopositivity, reconstruction of highways, waste generation, construction waste, multi-composite waste, bitumen, soil, asphalt concrete, hierarchy analysis method
FOR CITATION: Shestakov N.I., Chertes K.L., Tupicyna O.V., Pystin V.N. Ecological features of handling objects of the road construction complex. Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2021; 16(9):1217-1227. DOI: 10.22227/1997-0935.2021.9.1217-1227 (rus.).
ВВЕДЕНИЕ
Качественные автомобильные дороги являются главной составляющей развития транспортной инфраструктуры на территории России. От их безопасности и протяженности напрямую зависят скорость перемещения грузов, обеспечение транспортным сообщением населенных пунктов, а также взаимодействие различных видов транспорта в едином транспортном процессе.
В последнее время объемы дорожных работ в РФ стремительно увеличиваются, в том числе и за счет осуществления различных государственных проектов. Так, в 2017 г. началась реализация приоритетного проекта «Безопасные и качественные дороги», который охватил 36 регионов России, а в 2019 г. в 83 субъектах РФ запущен национальный проект «Безопасные и качественные автомобильные дороги». Основной объем работ, связанных с увеличением общей протяженности автомобильных дорог, относится к капитальному ремонту и ремонту (рис. 1, а), увеличиваются объемы строительства и реконструкции мостов, путепроводов, водопропускных труб, подпорных стенок и шумозащитных сооружений (рис. 1, Ь).
При внедрении проекта «Безопасные и качественные автомобильные дороги» только за 2020 г. общая площадь укладки различных типов дорожных покрытий составила свыше 140 млн м2, а зе-^ мельная площадь, занятая дорогами, дорожными
N N О О N N
оТсп К (V U 3 > (Л
с и
to «в <0 ф
Î]
сооружениями и зданиями, выросла за 3 последних года на 43 % и достигла 1,33 млн га [1, 2].
Среди различных применяемых типов покрытий автомобильных дорог наиболее распространенные — асфальтобетонные. В качестве основных компонентов асфальтобетонных смесей, помимо минеральных заполнителей и битума, используются модифицирующие многокомпонентные добавки различного генезиса. Например, добавки на основе блок-сополимера бутадиена и стирола увеличивают температурный диапазон эксплуатации асфальтобетонных покрытий, стабилизирующие добавки на основе целлюлозы или хризотил-асбеста контролируют процессы стекания вяжущего при транспортировке и укладке щебеночно-мастичных асфальтобетонов [3]. Объем различных типов покрытий, уложенных на территории России в 2020 г., представлен в табл. 1.
Прогресс дорожно-строительного комплекса (ДТК) сказывается на увеличении потребности в дорожно-строительных материалах и, как следствие, количества образования отходов. Обеспечение устойчивого развития ДТК вызывает необходимость повышения экологических требований к сети автомобильных дорог [4-6]. Экологический подход служит исходной позицией при таком развитии и базируется на рациональном применении природных и энергетических ресурсов с образованием минимального количества образующихся отходов и выбросов.
О ё
о
о о
со <
со S:
8 «
™ §
ОТ "
от Е
Е о CL О
^ с
ю о
S «
о Е
СП ^ т- ^
от от
ïl
О (0
4836
После строительства и реконструкции After construction and reconstruction
336
После капитального ремонта и ремонта After major overhaul and repair
a b
Рис. 1. Динамика роста количества принятых в эксплуатацию объектов дорожно-транспортного комплекса: a — автомобильные дороги; b — мосты и путепроводы
Fig. 1. Growth dynamics of the number of road transport facilities put into operation: a — highways; b — bridges and overpasses
Табл. 1. Количество различных типов покрытий автомобильных дорог общего пользования, уложенных за 2020 г. Table 1. The number of different types of road surfaces for public roads installed in 2020
Тип покрытия Cover type Объемы при строительстве и реконструкции, км Volumes during construction and reconstruction, km Объемы после капитального ремонта и ремонта, км Volumes after major overhaul and repair, km
Асфальтобетонные Asphalt concrete 1149,4 4072,5
Цементобетонные Cement concrete 3,0 12,9
Из щебня и гравия, обработанных вяжущими материалами From crushed stone and gravel treated with binders 3,9 21,7
Из щебня и гравия, не обработанных вяжущими материалами From crushed stone and gravel, not treated with binders 312,4 702,6
Из грунтов и местных малопрочных материалов, обработанных вяжущими материалами From soils and local low-strength materials treated with binders — 26,5
По приведенным данным (табл. 2) из Приказа Минстроя России от 16.01.2020 № 15/пр «Об утверждении Методики по разработке и применению нормативов трудноустранимых потерь и отходов материалов в строительстве» и ГЭСН 81-02-27-2017 «Государственные сметные нормативы. Государственные элементные сметные нормы на строительные и специальные строительные работы. Сборник 27. Автомобильные дороги» выявлено, что основной массив отходов относится к минеральной и органоминеральной группе.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В процессе эксплуатации автомобильные дороги и дорожно-транспортные сооружения подвергаются длительному и многократному воздействию от движущихся автомобилей и природно-климатических факторов. Под действием таких комплексных нагрузок в автомобильной дороге накапливаются остаточные деформации, которые в дальнейшем приводят к разрушению ее покрытия и дорожных сооружений. При постепенном нарастании нагрузок происходит разрушение автомобильной дороги до предельного состояния, при котором стандартные мероприятия по содержанию и ремонту уже не обеспечивают выполнение требований к характеристикам дороги, и возникает необходимость ее реконструкции [7, 8].
Реконструкция автомобильной дороги способствует значительному улучшению геометрических параметров дороги, прочностных, эксплуатационных и других характеристик дорожной одежды, искусственных сооружений, инженерного оборудования и элементов обустройства.
Состав работ и технологических процессов, проводимых при реконструкции, зависит от многих
факторов, общие работы можно представить в виде блок-схемы, разделив ее на подготовительный, основной и заключительные этапы (рис. 2).
В процессе проектирования реконструкции автомобильной дороги стараются максимально применять образовавшиеся материалы [9], но такая возможность существует лишь при соответствии качества материалов требованиям проекта. При работе с дорожной одеждой в большом количестве образуются асфальтобетонный гранулят, сфрезерованный бетон, щебень и песок из нижних слоев, а также полимерные материалы из дренирующих, армирующих, морозозащитных слоев. Реконструкция связана с землеотводом, вследствие чего осуществляется изъятие или отчуждение земельных участков, необходимых для размещения как самой автодороги, так и ее конструктивных элементов и элементов инфраструктуры. При интенсивном транспортном потоке на расстоянии до 30-50 м от бровки земляного полотна происходит загрязнение почвы выше допустимых пределов транспортными выбросами, которые содержат свинец, цинк, медь, нитраты, а также хлориды. Эту загрязненную почву складируют отдельно и затем используют в нижних слоях конструкции дорожной одежды, при засыпке оврагов или благоустройстве площадок [10-12].
Состав отходов может существенно отличаться при одинаковых видах выполняемых работ, что значительно усложняет подходы к созданию эффективной системы их утилизации [13]. Основной массив отходов включает битумы, как наиболее распространенное вяжущее для большинства дорожных работ, однако тенденция развития дорожной отрасли стабильно увеличивает объемы применения полимерных материалов. Отходы, образующиеся при дорожно-строительных работах, в большинстве своем являются многокомпозитными или комплексными.
< п
iH
kK
G Г
0 со § СО
1 2 У 1
J со
и-
^ I
n ° o
з (
о §
E w
§ 2
n 0
2 6
r 6
t (
Cc §
ф )
f!
! о
о» в
■ T
s У
с о !!
О О 10 10
Табл. 2. Нормативы потерь и отходов материалов в процессе дорожно-строительного производства1 Table 2. Norms of losses and waste of materials in the process of road construction production1
Типы отходов Waste types Нормативы потерь и отходов, % Losses and waste standards, % Количество материала на 1000 м2 покрытия, т Amount of material per 1,000 m2 of coating, t Допустимое количество отходов на 1000 м2 покрытия, т Allowable amount of waste per 1,000 m2 of coating, t
1. Органические 1. Organic
Мастики битумосодержащие и битумы Bituminous mastics and bitumen 3 0,14 0,0042
Вяжущие полимерно-битумные Polymer-bitumen binders 3 0,128 0,00384
Краски, лаки, масла Paints, varnishes, oils 3 0,073 0,00219
2. Минеральные 2. Mineral
Щебень, гравий при устройстве щебеночной подготовки Crushed stone, gravel when arranging crushed stone preparation 4,5 335 15,1
Камни бутовые Rubble stones 5 385 19,3
Бетон монолитный (слой 20 см) Monolithic concrete (layer 20 cm) 1,5 482 7,3
3. Органоминеральные 3. Organomineral
Смеси асфальтобетонные (слой 5 см) Asphalt concrete mixtures (layer 5 cm) 2 125 2,5
Щебень, обработанный битумом Crushed stone treated with bitumen 2,5 145 3,6
Грунт, укрепленный битумной эмульсией (слой 20 см) Soil reinforced with bitumen emulsion (20 cm layer) 2 420 8,4
N N
о о
tv N
СП cn
* <D U 3
> 1Л
с и
to <o
<0 щ
¡1
<D <u
о £
о о CO <
cd
8 « §
(Л [J
со IE —
с
E о
CL ° ^ с
ю о
S g
о E en ^
t- ^
о
<л
(Л
О (0 №
Классификацию отходов можно представить по многим признакам, но наиболее важным критерием служит состав материалов, так как от него напрямую зависит подход к дальнейшей переработке и утилизации образовавшихся отходов (табл. 3).
При обращении с отходами применяется совокупность методов, которая способствует увеличению степени переработки, обезвреживания и дальнейшего использования отходов [14]. Основное направление в процессе работы с отходами ДТК -- это переработка материалов с последующей возможностью применения в качестве альтернативы природным горным породам. Существующие методы обращения с отходами можно представить как последовательный набор технологических этапов, выбор которых зависит от состава и назначения перерабатываемой группы отходов. Первый этап —
1 ГОСТ Р 57678-2017. Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Ликвидация строительных отходов.
накопление и сортировка отходов по обобщенным признакам, таким как химический или вещественный состав, размеры, агрегатное состояние и т.д. Далее чаще всего в технологических линиях проходит этап измельчения с применением дробильного или помольного оборудования, после чего следует сепарация или разделение на фракционные составляющие получившегося массива отходов. Для отходов, содержащих органические материалы, дальнейшая переработка связана с воздействием повышенных температур и приводит к перераспределению или пластификации.
Однако данные методы и их технологические цепочки пригодны исключительно для однокомпо-зитного отхода и затруднены для отходов многокомпозитных.
Существующие экологические подходы к объектам дорожно-транспортного строительства и приемы обращения с отходами не позволяют осуществлять
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЙ этап PREPARATORY STAGE
ОСНОВНОЙ ЭТАП THE MAIN STAGE
ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП THE FINAL STAGE
Рис. 2. Блок-схема поэтапных работ при реконструкции автомобильной дороги Fig. 2. Block diagram of stage-by-stage works during the reconstruction of the highway
Табл. 3. Классификация отходов, образовывающихся при реконструкции автомобильной дороги Table 3. Classification of waste generated during the reconstruction of the road
Тип отходов Waste type Наименование отхода Waste name Агрегатное состояние и физическая форма Physical state and physical form
1. Грунто-органические 1. Soil-organic
Грунто-полимерные Soil-polymer Отходы грунта с геотекстилем Waste soil with geotextile Сыпучие материалы Bulk materials
Отходы грунта с георешетками Waste soil with geogrids Сыпучие материалы Bulk materials
Отходы грунтовых геооболочек Waste of soil geosheaths Сыпучие материалы Bulk materials
Отходы грунта, укрепленного полимерными стабилизаторами Waste soil reinforced with polymer stabilizers Смесь твердых материалов Mix of solid materials
Грунто-битумные Soil-bituminous Отходы грунта, загрязненного битумом Waste soil contaminated with bitumen Сыпучие материалы Bulk materials
Отходы грунта, загрязненного битумной эмульсией Waste soil contaminated with bitumen emulsion Сыпучие материалы Bulk materials
2. Армо-минеральные 2. Armo-mineral
Конгломератной структуры Conglomerate structure Лом бетонных изделий, отходы бетона в кусковой форме Scrap of concrete products, concrete waste in lump form Кусковая форма Lump shape
Лом железобетонных изделий, отходы железобетона в кусковой форме Scrap of reinforced concrete products, waste of reinforced concrete in lump form Кусковая форма Lump shape
< П
ф е
u> t
i ?
3 О M
с
0 со n С/з
1 S y 1 J CD
u-
^ I
n °
S 3 o
=s (
О =? о n
СО
со z 2 со О
Г 6 ^^ (
Un
CD CD
l С
3
n 1
e>
n
■ T
s У с о n n
J° J°
M 2
О о 10 10
Окончание табл. 3 /End of the Table 3
Тип отходов Waste type Наименование отхода Waste name Агрегатное состояние и физическая форма Physical state and physical form
Рыхло-зернистой структуры Loose-grained structure Лом дорожного полотна автомобильных дорог (кроме отходов битума и асфальтовых покрытий) Scrap of the roadbed of highways (except for waste bitumen and asphalt pavements) Смесь твердых материалов Mix of solid materials
Отходы габионов Waste gabions Смесь твердых материалов Mix of solid materials
3. Минерально-битумные 3. Mineral-bituminous
Лом асфальтобетонных покрытий Scrap of asphalt concrete pavements Смесь твердых материалов Mix of solid materials
Лом щебеночно-мастичных асфальтобетонных покрытий Scrap of crushed stone-mastic asphalt-concrete pavements Смесь твердых материалов (включая волокна) Blend of solid materials (including fibers)
Битумосодержащие минеральные отходы Bituminous mineral waste Отходы мокрой газоочистки при производстве битуминозных смесей Waste from wet gas cleaning in the production of bituminous mixtures Дисперсные системы Disperse systems
Отходы асфальтобетона и/или асфальтобетонной смеси в виде пыли Waste asphalt concrete and/or asphalt concrete mixture in the form of dust Пыль Dust
Отходы щебня, обработанного битумом в производстве асфальта Waste of crushed stone treated with bitumen in the production of asphalt Твердое Solid
4. Синтетические 4. Synthetic
Отходы битума нефтяного Waste petroleum bitumen Кусковая форма Lump shape
Монополимерные Monopolymer Отходы геоплит Waste geoplit Твердое Solid
Отходы геомембран Waste geomembranes Полотна Canvases
Отходы модифицирующих добавок для битума Waste modifying additives for bitumen Жидкое Liquid
Композитные полимерные Composite polymer Эмульгаторы для катионных битумных эмульсий на основе алкиламинэтоксилата, утратившие потребительские свойства Emulsifiers for cationic bitumen emulsions based on alkylamine ethoxylate that have lost their consumer properties Жидкое Liquid
Отходы битумной пропитки для упрочнения асфальтобетонного покрытия Waste bitumen impregnation for hardening asphalt concrete pavement Жидкое в жидком, эмульсия Liquid in liquid, emulsion
N N О О tV N
men К (V U 3 > (Л
с и
m «в
(О
о H
<u <u
О S
ОТ " ОТ iE
Е О
CL ° ^ с
ю о
S «
о Е
СП ^ т- ^
от от
s
iE 3s
О (О №
дорожные работы с минимальным воздействием и экологической безопасности дорожно-транспорт-
на компоненты экосистем. ного строительства с использованием многокомпо-
Выходом из создавшейся ситуации выступает зитных материалов, производство которых основано
создание комплексной системы оценки состояния на биопозитивных технологиях.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Биопозитивные технологии можно рассматривать как совокупность параметров технологии, направленной на уменьшение негативного воздействия на окружающую среду, состоящую из рациональных и эффективных технологий обезвреживания и переработки материалов, с минимальными: выбросами в окружающую среду, производимыми выделениями, использованием ограниченного пространства и энергии, а также образованием побочных продуктов либо без них [15].
Определение численного параметра биопозитивности возможно при сравнительном анализе подобных технологий по ряду известных критериев или параметров, которые можно представить как аналитические иерархические модели. Наиболее эффективным алгоритмом их решения является метод анализа иерархий (МАИ), который заключается в декомпозиции проблемы на более простые составляющие и дальнейшей обработке по парным сравнениям. Эффективность и востребованность данного метода подтверждается широким применением его как зарубежными, так и отечественными учеными от управления на межгосударственном уровне до решения отраслевых и частных проблем в любой отрасли. В основе метода анализа иерархий лежат три принципа: декомпозиции, парных сравнений и синтеза приоритетов.
Выявление показателя биопозитивности начинается с построения иерархической структуры, которая включает цель (итоговый показатель биопозитивности), критерии (по которым определяется биопозитивность) и альтернативы (предметы сравнительного анализа). Для решения задачи во внимание принимаются разные количественные параметры и качественные характеристики, объективные данные и субъективные экспертные оценки. С помощью процедуры их парных сравнений МАИ позволяет определить приоритеты достижения цели и построить матрицы сравнений. Затем выполняются анализ этой матрицы и полилинейная свертка
Табл. 4. Критерии биопозитивности Table 4. Bio-positivity criteria
всех приоритетов иерархии, рассчитываются приоритеты альтернатив относительно главной цели, а лучшей считается альтернатива с максимальным значением приоритета.
Оценка биопозитивности для технологий проводится по критериям, указанным в табл. 4.
Рассмотрим сравнение показателей биопозитивности при работе с возведением земляного полотна на болотах или слабых основаниях при реконструкции автомобильной дороги на примере двух технологий: выторфовывание и геоконтейнерная обработка заболоченных участков.
Выторфовывание производится при сооружении насыпи на слабых грунтах, в том числе болотных, без их удаления с целью снижения неравномерности ее осадки путем устройства в основании насыпи обоймы или платформы из армирующих и дренирующих геоматериалов: тканых и нетканых геотекстилей, плоских геосеток в комбинации с объемными геоматериалами. Основа метода заключается в выдавливании торфа собственным весом насыпи. После рыхления торфа устраивают специальные торфоприемники (траншеи вдоль подошвы насыпи), отсыпают насыпь узким фронтом, затем осуществляют воздействие виброударной и ударной нагрузкой.
Геоконтейнерная обработка заболоченного грунта [16] позволяет проводить комплексную обработку по обезвоживанию и стабилизации с последующей очисткой фильтрата за счет последовательного нагнетания и выдерживания в оболочках на основе тканых полимерных материалов односторонней проводимости [17].
Первый этап — иерархическое воспроизведение проблемы, где вершиной иерархии является показатель биопозитивности (общая цель проблемы), а уровнями приоритетных параметров — составляющие критерии, которые указаны в табл. 4. В качестве уровня альтернатив рассматривается вы-торфовывание и геоконтейнерная обработка заболоченных участков.
Обозначение критерия Criterion designation Описание критерия Description of the criterion Обозначение критерия Criterion designation Описание критерия Description of the criterion
К1 Выбросы в атмосферу Air emissions К5 Потребление электроэнергии Electricity consumption
К2 Сбросы в воду Discharges to water К6 Занимаемое пространство Occupied space
КЗ Образование отходов Waste generation К7 Выделение тепловой энергии Heat release
К4 Использование природных ресурсов Use of natural resources К8 Вибрационное и шумовое воздействие Vibration and noise impact
< п
i н
kK
О Г M 2
o
n СО
1 S y 1
J со
u-I
n °
s 3 o
=s ( n
со со
0)
м со о
S 6
r 6 c я
h о
SS )
ii
n о
о» в ■ £
s у с о <D *
M M
о о 10 10
Табл. 5. Численная шкала относительной важности Table 5. Numerical scale of relative importance
Интенсивность относительной важности Intensity of relative importance Определение Definition
0 Варианты не сравнимы The options are not comparable
1 Равная важность Equal importance
З Умеренное превосходство одного над другим Moderate superiority of one over the other
5 Существенное или сильное превосходство Substantial or strong superiority
2,4 Промежуточные решения между двумя соседними суждениями Intermediate solutions between two adjacent judgments
Табл. 6. Матрица парных сравнений относительно показателя биопозитивности Table 6. Matrix of paired comparisons in relation to the biopositivity index
Критерий Criterion К1 К2 КЗ К4 К5 К6 К7 К8 Вектор матрицы Matrix vector Приоритет (вес критерия) A priority (criterion weight)
К1 1 1 1/З 1/З З З З З 1,З16 0,1З6
К2 1 1 1/З 1/З З З З З 1,З16 0,1З6
КЗ З З 1 1 З З З З 2,280 0,2З6
К4 З З 1 1 5 З З З 2,4З0 0,251
К5 1/З 1/З 1/З 1/5 1 З 1 1 0,621 0,064
К6 1/З 1/З 1/З 1/З 1/З 1 1/З 1/З 0,З82 0,040
К7 1/З 1/З 1/З 1/З 1 З 1 1 0,662 0,068
К8 1/З 1/З 1/З 1/З 1 З 1 1 0,662 0,068
S 9,ЗЗ 9,ЗЗ 4,00 З,87 17,ЗЗ 22,00 15,ЗЗ 15,ЗЗ 9,670 1,000
Индекс согласованности Consistency index 0,07705
N N
о о
tv N
СП cn
* <D
U 3
> 1Л
С И
to <o
«ó щ
i!
CD CD
O ё
о
Отношение согласованности (при СС = 1,41) Consistency ratio (with CC = 1.41)
5,46 %
о о СО <
8 « Sí §
ОТ [J
от iE —
с
Е о
CL °
^ с
ю о
S «
о Е
с5 °
СП ^
т- ^
Табл. 7. Результаты расчета матрицы парных сравнений альтернатив и глобальных приоритетов Table 7. Results of calculating the matrix of paired comparisons of alternatives and global priorities
Критерий Criterion Вес критерия Criterion weight Выторфовывание Peat Геоконтейнерная обработка Geocontainer handling
К1 — Выбросы в атмосферу K1 — Emissions to the atmosphere 0,1З6 0,25 0,75
К2 — Сбросы в воду K2 — Discharges to water 0,1З6 0,16 0,84
КЗ — Образование отходов КЗ — Waste generation 0,2З6 0,50 0,50
К4 — Использование природных ресурсов К4 — Use of natural resources 0,251 0,25 0,75
К5 — Потребление электроэнергии K5 — Electricity consumption 0,064 0,25 0,75
К6 — Занимаемое пространство K6 — Occupied space 0,040 0,16 0,84
К7 — Выделение тепловой энергии K7 — Release of thermal energy 0,068 0,25 0,75
К8 — Вибрационное и шумовое воздействие K8 — Vibration and noise impact 0,068 0,84 0,16
ОТ
от
2 3
i*
o (ñ
Окончание табл. 7 /End of the Table 7
Критерий Criterion Вес критерия Criterion weight Выторфовывание Peat Геоконтейнерная обработка Geocontainer handling
Глобальный показатель Global indicator 0,333 0,667
Показатель биопозитивности Bio-positivity indicator 3,0 1,5
Далее всем выбранным критериям должна быть присвоена оценка по шкале относительной важности (табл. 5) [18, 19], а полученные результаты заносятся в матрицу парных сравнений (табл. 6).
После установления собственных весов каждого из критериев биопозитивности проводится попарное сравнение двух вариантов возведения земляного полотна на заболоченных участках отдельно по каждому из критериев (табл. 7) [20].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБСУЖДЕНИЕ
Анализируя результаты приведенных расчетов, можно сделать вывод, что максимальное
значение глобального приоритета, равное 0,667, получено для метода геоконтейнерной обработки заболоченного грунта, однако так как величина биопозитивности отображает значения минимального негативного воздействия на природную среду при минимальных ресурсах, то она должна быть обратно пропорциональна рассчитанному глобальному воздействию. Таким образом, показатель биопозитивности для технологии выторфовывания заболоченного грунта в два раза превышает рассматриваемый альтернативный метод, и решение о его выделении наиболее рационально отвечает экологическим требованиям.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ажлуни А.М., Шарыгина О.Л. Национальные проекты России и их реализация // Вестник аграрной науки. 2019. № 6 (81). С. 72-76. DOI: 10.15217/ issn2587-666X.2019.6.72
2. Прилуцкая В.А. Проблемы экологии при строительстве и эксплуатации автомобильных дорог // Международный журнал прикладных наук и технологий Integral. 2017. № 4. С. 27.
3. Фаткулина А.В. К некоторым вопросам экологии на автомобильных дорогах // Вести Автомобильно-дорожного института. 2013. № 1 (16). С. 172-177.
4. Nie J., Wang J., Gou S., Zhu Y., Fan J. Technological development and engineering applications of novel steel-concrete composite structures // Frontiers of Structural and Civil Engineering. 2019. Vol. 13. Issue 1. Pp. 1-14. DOI: 10.1007/s11709-019-0514-x
5. Kasharin D.V. Using biopositive constructions made of composite materials in water and electricity supply for recreational facilities // 2017 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). 2017. DOI: 10.1109/ ICIEAM.2017.8076275
6. Mohamed Ahmad F.H., Jamal M.H., Mohd Sam A.R. Green technology and sustainable urban drainage systems using eco-composite porous concrete: A preliminary study // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019. Vol. 220. P. 012039. DOI: 10.1088/1755-1315/220/1/012039
7. Козачек А.В., Беляева Н.П. Теория и практика нормативного расчета величин загрязнения окружающей среды на автомобильном транспорте и транспортных предприятиях. Тамбов : Тамбовский государственный технический университет, 2015. 80 c.
8. Жуков В.И., Горбунова Л.Н., Севастьянов С.А. Оценка воздействия транспортно-дорожно-го комплекса на окружающую среду. Красноярск : СФУ, 2012. 21 с.
9. Шукуров М.М., Нурдинов М.А., Солиев Б.А., Исмоилов Р.И. Дорожно-транспортный комплекс, и их воздействие на окружающую среду // Oriental renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences. 2021. № 4. С. 689-696.
10. Чижиков И.А. Применение биопозитивных конструкций и технологии при строительстве грунтовых сооружений в сложных гидрогеологических условиях // Вестник евразийской науки. 2012. № 4 (13). С. 107.
11. Бойко Н.И., Кораблев Р.А., Бусарин Э.Н., Разгоняева В.В. Методы оценки взаимодействия автомобильных дорог с окружающей средой // Новые материалы и технологии в машиностроении. 2011. № 14. С. 128-130.
12. Кныш В.А., Ларичкин Ф.Д., Невская М.А., Федосеев С.В., Блошенко Т.А., Мелик-Гайказов Т.А. и др. Рациональное использование вторичных минеральных ресурсов в условиях экологизации и внедрения наилучших доступных технологий: монография. Апатиты : Кольский научный центр Российской академии наук, 2019. 252 с. DOI: 10.37614/978.5.91137.417.4
13. РаменскаяЛ.А. Применение концепции экосистем в экономико-управленческих исследованиях // Управленец. 2020. Т. 11. № 4. С. 16-28. DOI: 10.29141/2218-5003-2020-11-4-2
14. Рыбак В.А., Шокр А. Аналитический обзор и сравнение существующих технологий поддержки
< п
IH
kK
G Г
S 2
0 со § СО
1 S
y 1
J со
u-
^ I
n °
S 3 o
=s (
oi
о §
§ 2 n g
S 6
A CD
Г œ t ( an
S )
ii
. В
■ г
s □
s У с о <D *
M 2 О О 10 10
принятия решений // Системный анализ и прикладная информатика. 2016. № 3. С. 12-18.
15. Чертес К.Л., Шестаков Н.И. Современные биопозитивные технологии переработки отходов коммунально-строительного сектора // Вестник МГСУ. 2020. Т. 15. № 8. С. 1135-1146. DOI: 10.22227/1997- 0935.2020.8.1135-1146
16. Чертес К.Л., Тупицына О.В., Пыстин В.Н. Геоэкологическая оценка накопителей шламов водного хозяйства и разработка технологий их ликвидации // Вестник МГСУ. 2015. № 2. С. 110-129. Б01: 10.22227/1997-0935.2015.2.110-129
17. Чертес К.Л., Тупицына О.В., Сафонова Н.А., Пыстин В.Н., Назаров М.В., Ярыгина А.А. Геоконтейнерная обработка буровых шламов // За-
Поступила в редакцию 5 августа 2021 г Принята в доработанном виде 10 сентября 2021 г. Одобрена для публикации 10 сентября 2021 г.
щита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2014. № 3. С. 36-39.
18. Федосеев В.Н., Зайцева И.А. Информационно-аналитический подход к решению сложных слабоструктурированных задач методом анализа иерархий (МАИ) // Теория и практика технических, организационно-технологических и экономических решений: сб. науч. тр. 2019. С. 72-82.
19. Рязанцев В.И., Морозов А.В. Методика проведения согласования экспертных оценок, полученных путем индивидуального анкетирования методом анализа иерархий // Инженерный вестник. 2014. № 12. С. 19.
20. Burkov V., Titarenko B. Economic mechanisms for environmental risk management // E3S Web of Conferences. 2019. Vol. 91. P. 08009. DOI: 10.1051/ e3sconf/20199108009
N N
о о
tv N
СП en
* 01 U 3
> (Л
с и
m «в «ó ф
¡I
CU CD
o ¡ü
o
o o СО <
8 « Sí §
со " от E
E о
CL U
^ с
ю о
S g
о E
en ^
t- ^
от от
23
iï
о in
Об авторах: Николай Игоревич Шестаков — кандидат технических наук, доцент кафедры строительного материаловедения; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ); 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26; SPIN-код: 2893-7386, Scopus: 57205023447, ORCID: 0000-0002-6809-4993; SHestakovNI@mgsu.ru;
Константин Львович Чертес — доктор технических наук, профессор, профессор кафедры химической технологии и промышленной экологии, член-корреспондент РАЕН; Самарский государственный технический университет (СамГТУ); 443100, г Самара, ул. Молодогвардейская, д. 244; РИНЦ ID: 185126, Scopus: 16308870400, ORCID: 0000-0002-3353-4768; chertes2007@yandex.ru;
Ольга Владимировна Тупицына — доктор технических наук, профессор, доцент, заведующая кафедрой химической технологии и промышленной экологии; Самарский государственный технический университет (СамГТУ); 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, д. 244; РИНЦ ID: 185125, Scopus: 57209210925, ResearcherlD: E-1153-2014, ORCID: 0000-0003-0638-2700; Olgatupicyna@yandex.ru;
Виталий Николаевич Пыстин — кандидат технических наук, доцент кафедры химической технологии и промышленной экологии; Самарский государственный технический университет (СамГТУ); 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, д. 244; РИНЦ ID: 741101, Scopus: 57192370017, ResearcherID: D-8410-2014, ORCID: 0000-0002-4027-1804; Vitaliy.pystin@yandex.ru.
REFERENCES
1. Azhluni A.M., Sharygina O.L. National projects of Russia and their financing. Bulletin of Agrarian Science. 2019; 6(81):72-76. DOI: 10.15217/issn2587-666X.2019.6.72 (rus.).
2. Prilutskaya V.A. Environmental problems during the construction and operation of highways. International Journal of Applied Science and Technology Integral. 2017; 4:27. (rus.).
3. Fatkulina A.V. Concerning some ecological problems on highways. Bulletin of the Automobile and Highway Institute. 2013; 1(16):172-177. (rus.).
4. Nie J., Wang J., Gou S., Zhu Y., Fan J. Technological development and engineering applications of novel steel-concrete composite structures. Frontiers of Structural and Civil Engineering. 2019; 13(1):1-14. DOI: 10.1007/s11709-019-0514-x
5. Kasharin D.V. Using biopositive constructions made of composite materials in water and electricity
supply for recreational facilities. 2017 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). 2017. DOI: 10.1109/ ICIEAM.2017.8076275
6. Mohamed Ahmad F.H., Jamal M.H., Mohd Sam A.R. Green technology and sustainable urban drainage systems using eco-composite porous concrete: A preliminary study. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019; 220:012039. DOI: 10.1088/1755-1315/220/1/012039
7. Kozachek A.V., Belyaeva N.P. Theory and practice of normative calculation of the values of environmental pollution in road transport and transport enterprises. Tambov, Tambov State Technical University, 2015; 80. (rus.).
8. Gorbunova L.N., Sevast'yanov S.V., Zhu-kov V.I. Assessment of the impact of the transport and road complex on the environment. Krasnoyarsk, SFU, 2012; 794. (rus.).
9. Shukurov M.M., Nurdinov M.A., Soliev B.A., Ismoilov R.I. Road and transportation complex and their impact on the environment. Oriental renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences. 2021; 4:689-696. (rus.).
10. Chizhikov I.A. Using biopositiveconstructions and processes in construction of soil structures under complex hydrogeological conditions. Bulletin of Eurasian Science. 2012; 4(13):1-61. (rus.).
11. Boyko N.I., Korablev R.A., Busarin E.N., Razgonyaeva V.V. Methods for assessing the interaction of highways with the environment. New Materials and Technologies in Mechanical Engineering. 2011; 14:128-130. (rus.).
12. Knysh V.A., Larichkin F.D., Nevskaya M.A., Fedoseev S.V., Bloshenko T.A., Melik-Gaikazov T.A. et al. Rational use of secondary mineral resources in conditions of greening and implementation of the best available technologies: monograph. Apatity, Kola Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 2019; 252. DOI: 10.37614/978.5.91137.417.4 (rus.).
13. Ramenskaya L.A. The concept of ecosystem in economic and management studies. Manager. 2020; 11(4):16-28. DOI: 10.29141/2218-5003-2020-11-4-2 (rus.)
14. Rybak V.A., Shokr A. Analysis and comparison of existing decision support technology. System Analysis and Applied Informatics. 2016; 3:12-18. (rus.).
15. Chertes K.L., Shestakov N.I. Modern biopositive technologies of waste processing in the utilities and
construction industries. Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2020; 15(8):1135-1146. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.8.1135-1146 (rus.).
16. Chertes K.L., Tupitsyna O.V., Pystin V.N. Geoecological Evaluation of Water Industry Sludge Ponds and Developing the Techniques of their Disposal. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2015; 2:110-129. DOI: 10.22227/1997-0935.2015.2.110-129 (rus.).
17. Chertes K., Tupitsina O., Safonova N., Pystin V., Nazarov M., Yaryghina A. Geocontainer treatment of drilling cuttings. Environmental Protection in Oil and Gas Complex. 2014; 3:36-39. (rus.).
18. Fedoseev V.N., Zaitseva I.A. Examination of object-spatial modeling of air heat pump method of analysis of hierarchies. Theory and practice of technical, organizational, technological and economic solutions: a collection of scientific papers. 2019; 72-82. (rus.).
19. Ryazantsev V.I., Morozov A.V. Methodology for the coordination of expert assessments obtained by individual questionnaires using the method of analysis of hierarchies. Engineering Bulletin. 2014; 12:1-9. (rus.).
20. Burkov V., Titarenko B. Economic mechanisms for environmental risk management. E3S Web of Conferences. 2019; 91:08009. DOI: 10.1051/e3s-conf/20199108009
Received August 5, 2021.
Adopted in revised form on September 10, 2021.
Approved for publication on September 10, 2021.
Bionotes: Nikolay I Shestakov — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Building Materials Science; Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU);
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; SPIN-code: 2893-7386, Scopus: 57205023447, ORCID: 0000-0002-6809-4993; SHestakovNI@mgsu.ru;
Konstantin L. Chertes — Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of the Department of Chemical Technology and Industrial Ecology, Corresponding Member of the Russian Academy of Natural Sciences; Samara State Technical University (SSTU); 244 Molodogvardeyskaya st., Samara, 443100, Russian Federation; ID RISC: 185126, Scopus: 16308870400, ORCID: 0000-0002-3353-4768; chertes2007@yandex.ru;
Olga V. Tupicyna — Doctor of Technical Sciences, Professor, Associate Professor, Head of the Department of Chemical Technology and Industrial Ecology; Samara State Technical University (SSTU); 244 Molodogvardeyskaya st., Samara, 443100, Russian Federation; ID RISC: 185125, Scopus: 57209210925, ResearcherID: E-1153-2014, ORCID: 0000-0003-0638-2700; Olgatupicyna@yandex.ru;
Vitaliy N. Pystin — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Chemical Technology and Industrial Ecology; Samara State Technical University (SSTU); 244 Molodogvardeyskaya st., Samara, 443100, Russian Federation; ID RISC: 741101, Scopus: 57192370017, ResearcherID: D-8410-2014, ORCID: 0000-0002-4027-1804; Vitaliy.pystin@yandex.ru.
< П
i H
k к
G Г
S 2
0 С/з § С/3
1 S
y 1
J со
u-
^ I
n °
S 3 o
zs ( о §
§ 2 n 0
S 6
A CD
Г 6 t (
S )
ii
® о о» в
■ T
(Л У
с о <D *
О О 2 2
