Зимнее содержание автомобильных дорог

Федеральное государственное образовательное  учреждение

Высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерно-строительный институт

Кафедра «  Автомобильные дороги и городские сооружения»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

ЗИМНЕЕ СОДЕРЖАИЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Руководитель                              __________                          В.В Серватинский

                                                       подпись, дата                           

 

Студент                                        __________                          А.Н. Деев

                                                подпись, дата                      

 

 

 

 

 

 

Красноярск 2013

Введение

Цель  зимнего содержания дорог – обеспечение безопасного движения автомобилей с заданными скоростями и нагрузками, защита дороги, зданий и сооружений на ней от неестественного физического износа. Эта цель достигается путем защиты и очистки дорог от снежных заносов, лавин, предотвращения образования и устранения возникающей ледяной корки на проезжей части, борьбы с наледями.

В процессе выполнения курсовой работы необходимо решить следующие задачи:

– проанализировать природно-климатические условия работы автомобильной дороги в зимний период;

– выявить снегозаносимые участки, определить объемы снегоприноса, определить способы снижения снегозаносимости;

– разработать и обосновать выбор мер защиты дороги от снежных заносов;

– назначить технологию расчистки снежных отложений;

– определить средства борьбы с зимней скользкостью и потери, вызванные зимней скользкостью;

– разработать график зимнего содержания автомобильной дороги.о

 

Способы уменьшения снегозаносимости

Многочисленность  факторов, вызывающих образование снежных  заносов, затрудняет правильное назначение в период проектирования мер, предотвращающих  снегозаносимость. Поэтому на дорогах, принятых в эксплуатацию, часто приходится принимать меры к уменьшению снегозаносимости, когда опыт зимнего содержания выявит заносимые снегом места и причины снежных заносов.

Главными  мерами, обеспечивающими незаносимость насыпей, являются подъем земляного полотна до незаносимой отметки и придание поперечному профилю дороги обтекаемого для снеговетрового потока очертания.

Следует определить снегозаносимые участки. Высота незаносимой насыпи:

 

Нн = Нп + DН,      (2.1)

 

где	Нп –	расчетная высота снежного покрова с  вероятностью превышения 5% (Нп = 0.59 м);
	DН –	возвышение над снежным покровом, обеспечивающее незаносимость насыпи, м.

 

Возвышение  насыпи над расчетным уровнем  снежного покрова определяют из двух условий: повышения скорости снеговетрового потока до значения, обеспечивающего перенос снега через дорожное полотно без образования снежных отложений; и беспрепятственного размещения снега, сбрасываемого с дорожного полотна при очистке.

Для выполнения первого условия возвышение насыпи над расчетным уровнем снежного покрова DНп должно быть не менее 0.5 м [4, стр. 17].

Для выполнения второго условия возвышение насыпи над расчетным уровнем снежного покрова DН_со должно быть не менее 0.35 м.

Так как DНп=0.5 м > DН_со=0.35 м, принимаем DН=0.5 м. Таким образом высота снегонезаносимой насыпи должна быль не менее (формула 2.1):

Нн = 0.59 + 0.5 = 1.09 м.

Для уменьшения снегозаносимости выемок рекомендуем раскрывать выемки глубиной менее 1 м (уклон откоса 1:10), в выемках глубиной до 5 м с крутыми откосами (1:1.5 ¼ 1:2) устроить дополнительные полки шириной не менее 4 м для проезда роторных снегоочистителей. Для улучшения обтекания пересечений снеговетровым потоком следует по возможности уменьшить число ограждений, ориентирующих столбиков и других препятствий, которые могут задерживать снег, переносимый метелью.

 

Рисунок 2.2 – Поперечные профили заносимых выемок и насыпей

 

 

Выявление снегозаносимых участков

 

Выявляем  месторасположение и степень  снегозаносимости отдельных участков дороги в соответствии с имеющимся профилем и отразить результаты в графике организации зимнего содержания дороги.

Снегозаносимостью называют подверженность дорог снежным заносам. Количественно снегозаносимость определяется как отношение объема снега, отложившегося на дорожном полотне к общему объему снега, принесенного метелью к дороге.

По степени  снегозаносимости различают следующие категории заносимых участков:

1) слабозаносимые – насыпи от Нп=0.59 м до Нн=1.09 м; пересечения в одном уровне; насыпи с барьером безопасности;

2) среднезаносимые – раскрытые выемки; полувыемки-полунасыпи; нулевые места и невысокие насыпи ниже Нп=0.59 м; дороги, проходящие через населенные пункты;

3) сильнозаносимые – нераскрытые выемки, подветренный откос которых не может вместить снег, приносимый метелями и выпадающий при снегопадах; все выемки на кривых.

4) незаносимые-насыпи более Hn=1,09; выемки ниже Hв=5 м, а также нераскрытые выемки, подветреный откос которых может вместить весь снег на дорогу за зиму.

 

 

 

Определение объема снегоприноса

 

Снегопринос – объем снега, приносимого на погонную длину 1 м дороги в единицу времени. Он зависит от размеров бассейна снегоприноса, ориентации дороги относительно направления преобладающих ветров, толщины снежного покрова, плотности, температуры и влажности снега, силы ветра и других факторов.

 

Разработка мер защиты дороги от снежных заносов

 

Заносимые участки автомобильных дорог  можно защитить от снежных заносов  тремя путями: задержать переносимый  метелью снег на подступах к дороге и вызвать образование снежных  отложений на безопасном для дороги расстоянии; увеличить скорость снеговетрового потока, когда он проходит над дорогой и этим предотвратить образование снежных отложений на дорожном покрытии; полностью укрыть дорогу от снега с помощью специальных сооружений.

 

Защита дороги от снежных заносов  путем установки снегозащитного забора

 

Надежным  средствам защиты дорог от снежных  заносов служат высокие снегозащитные  заборы.

Снегозащитные заборы бывают двухпанельные с просветностью решетки 50% и однопанельные с просветностью решетки до 70%. Однопанельные заборы в основном применяют для вторых и третьих рядов многорядных линий заборов, двухпанельные – при устройстве заборов в один ряд или в ближайшем к дороге ряду многорядных линий заборов.

Заборы  строят из дерева или сборные из железобетона. Для обеспечения эффективной  работы заборов по снегозадержанию  их следует располагать по возможности перпендикулярно к направлению господствующих ветров так как при этом отложения отодвигаются от забора. Наименьшее допустимое расстояние между забором и дорогой определяется протяженностью зоны действия забора на ветровой поток, направленный нормально к забору и составляет 15 высот забора.

 

Защита дороги от снежных заносов  с помощью лесопосадок

 

Снегозащитные лесные полосы – рационально подобранные по составу и концентрации насаждения вдоль дороги, выполняющие ветрозащитные, декоративные и некоторые другие функции.

Преимущество  снегозащитных полос перед другими  видами защиты состоит в том, что  они требуют меньше затрат, надежны  в работе, гасят силу ветра и  служат одновременно эстетическим оформлением  дороги.

Снегозащитные полосы обычно состоят из нескольких рядов древесных пород и кустарниковой  опушки, расположенной с полевой  стороны лесополосы.

Технология расчистки снежных  отложений

 

Цель  снегоочистки – полностью удалить выпадающий снег или в кратчайшие сроки убрать с проезжей части и обочин уже выпавший снег. Снегоочистка состоит из двух технологических операций – резание и транспортировка снега. Основным процессом, определяющим производительность снегоочистки, является процесс резания, то есть отделение от снежного массива пластов режущим органом очистительных машин.

Наиболее  широко распространена патрульная снегоочистка. Технология патрульной снегоочистки сводится к следующему: при небольших снегопадах или малой интенсивности метели снег очищают одноотвальными скоростными  плужными снегоочистителями типа Д-666. При скорости движения 30¼40 км/ч снег отбрасывают отвалом без образования на проезжей части валов. С увеличением скорости движения до 60¼80 км/ч снег отбрасывают отвалом на расстояние 10¼20 м, и эффективность патрульной очистки возрастает, поскольку на обочинах не образуются снежные валы.

Патрульную  очистку ведут продольными проходами, смещаясь от оси к обочинам. Если снегопад не превышает 3–5 см в час, то возможно применение одиночной машины. В противном случае, а так же при интенсивном движении, работу ведут отрядом снегоочистителей: машины движутся в одном направлении в 30¼60 м друг от друга и c перекрытием следа на 30¼50 см. За один проход снег удаляется со всей полосы движения.

На рисунке 6.1 представлена схема движения машин  при движении снегоочистительного  отряда, очищающего дорогу от оси к  обочине. При данной технологии необходимы очистители с поворотным отвалом.

Необходимое число машин для патрульной очистки  автомобильной дороги определяется по формуле

 

,      

 

где	L –	длина обслуживаемой автомобильной  дороги, км;
	n –	число проходов снегоочистителей, необходимое  для полной уборки снега с половины ширины дорожного полотна, n=3;
	V –	рабочая скорость снегоочистителя, V=30¼40 км/ч;
	Ки –	коэффициент использования машины в  течение смены, Ки=0.7;
	tn –	время между проходами снегоочистителей, tn=5 ч.

 

машин.

Принимаем 1 машину.

 

Рисунок– Очистка дорог от оси к обочине

 

 

 

Борьба с зимней скользкостью

 

Все мероприятия  по борьбе с зимней скользкостью можно  разделить на три группы по целевой  направленности:

мероприятия, направленные на снижение отрицательного воздействия образовавшейся зимней скользкости (повышение коэффициента сцепления путем россыпи фрикционных  материалов);

мероприятия, направленные скорейшее удаление с  покрытия ледяного и снежного покровов с применением различных методов;

мероприятия, направленные на предотвращение образования  снеголедного слоя или ослабления его сцепления с покрытием.

В практике зимнего содержания для борьбы с  зимней скользкостью применяют фрикционные, химические, физико-химические и другие комбинированные методы.

Суть  фрикционного метода состоит в том, что по поверхности ледяного или  стеклоледяного слоя рассыпают песок, мелкий гравий, отходы дробления и другие материалы с размером частиц не более 5–6 мм без примесей глины. Рассыпаемый материал повышает коэффициент сцепления до 0.3 но задерживается на проезжей части короткое время.

Значительно большее распространение получил  комбинированный химико-фрикционный  метод, когда рассыпают фрикционные  материалы с твердыми хлоридами  NaCl, NaCl₂.

Песчано-солевую  смесь готовят на базах путем  смешивания фрикционных материалов с кристаллической солью в  отношении 1:4. Смеси распределяют пескоразбрызгивателями или комбинированными дорожными машинами с универсальным оборудованием типов КДМ-130, ЭД-403.

Химический  способ борьбы заключается в применении для плавления снега и льда, твердых или жидких химических веществ, содержащих хлористые соли.

Комбинированный способ состоит в распределении  по снежному накату твердых или жидких хлоридов, которые расплавляют или  ослабляют снежноледный слой, после чего снежную массу убирают плужными или плужнощеточными очистителями, а при их отсутствии автогрейдером.

На обслуживании дороги применяют химико-фрикционный  метод. Для хранения противогололедных материалов применяют простейшую базу временного типа (рисунок 7.1). Песчано-солевую смесь готовят осенью с добавкой солей. Норма солей (от 3 до 8%) должна обеспечить несмерзаемость чистого предварительно просеянного песка. Перемешивание бульдозерами, автогрейдерами и другими средствами создает хорошую качественную смесь. Штабель ограждают от увлажнения поверхностным стоком, сверху покрывают пленкой. Подача смеси осуществляется бульдозером в накопительный бункер с контролем взвешивания.