МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ)

Н.В. БОРИСЮК

ЗИМНЕЕ СОДЕРЖАНИЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ И ГОРОДСКИХ ДОРОГ

Методические указания

к курсовой работе

МОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(МАДИ)

Кафедра строительства и эксплуатации дорог

Утверждаю зав. кафедрой профессор ____________ В.В. Ушаков «___» _________ 2016 г.

Н.В. БОРИСЮК

ЗИМНЕЕ СОДЕРЖАНИЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ И ГОРОДСКИХ ДОРОГ

Методические указания

к курсовой работе

МОСКВА МАДИ 2016

УДК 625.768.5 ББК 39.311

Б825

Борисюк, Н.В. Б825 Зимнее содержание автомобильных и городских дорог:

методические указания к курсовой работе / Н.В. Борисюк. ‒ М.: МАДИ, 2016. ‒ 24 с.

В методических указаниях рассматриваются современные ме-тодики и технологические операции уборки и утилизации снежной массы, применяемые при зимнем содержании автомобильных дорог. Анализируется значительный спектр противогололедных реагентов, как по экологическим, так по физико-химическим показателям.

Представлены вопросы теории применения противогололед-ных реагентов.

Методические указания предназначены для студентов направ-ления подготовки 38.03.01 «Строительство», профиль «Автомо-бильные дороги», уровень подготовки «Бакалавр».

УДК 625.768.5 ББК 39.311 © МАДИ, 2016

3

1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Дорога, проходящая через населенный пункт или город, имеет свои особенности содержания независимо от времени года и погодно-климатических условий.

Настоящие методические указания содержат основные предло-жения по выполнению курсовой работы «Зимнее содержание город-ских дорог и улиц» в разделе содержание дороги при прохождении через населенные пункты.

Цель данных указаний ‒ закрепление теоретических знаний, привитие и развитие практических навыков.

В предложенных указаниях изложена последовательность вы-полнения технологических операций и их содержание по межсезонно-му и зимнему содержанию городских дорог и улиц, например, плот-ность распределения противогололедных реагентов в зависимости от их вида, температуры для предупреждения и борьбы со скользкостью дорожных покрытий.

Выбор методики технологических операций зависит от наличия информированности по метеообстановке и факта наличия снегопада. В полной мере приведены применяемые противогололёдные мате-риалы, их фазовая диаграмма и плавящая способность.

Справочный материал, представленный в указаниях, не исчер-пывает потребность в нормативной, справочной и технической лите-ратуре. Перечень литературы приведен после текста методических указаний.

Курсовая работа должна состоять из чертежа в формате А-1 и по-яснительной записки объемом 30...40 листов. В чертеже и пояснитель-ной записке детально описываются технологические процессы и опера-ции при заданных объемах, сроках их выполнения, определенных реа-гентах, которые необходимо применять при заданных условиях.

2. СОДЕРЖАНИЕ И РЕКОМЕНДУЕМАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

В курсовой работе на основании анализа областных (региональ-ных) природно-климатических условий, наличия дорожно-эксплуата- ционной техники и характеристик противогололедных материалов разрабатываются технологические карты и другие мероприятия по зимнему содержанию городских дорог и улиц.

Состав и рекомендации, последовательность выполнения кур-совой работы приведены в табл. 1.

Выполняемые разделы в курсовой работе могут быть разрабо-таны с разной степенью детализации, в зависимости от задания и

4

возможностей использования отдельных проработок в выпускной ква-лификационной работе. Возможными деталями курсовой работы мо-гут быть:

‒ оптимизация расположения пескобаз, баз размещения жидких и твердых реагентов (метод конфигураций);

‒ выбор технологии уборки, технико-экономическое сравнение; ‒ разработка проекта базы приготовления, хранения и отпуска

противогололедных реагентов (жидких и твердых); ‒ технология работ и экономическое обоснование при примене-

нии противогололедных покрытий. Таблица 1

№ п/п Наименование разделов

% к общему объему

1 Анализ исходных данных и природно-климатических условий района (области) 5

2 Анализ применяемых реагентов по плавящей способности, температуре применения, определение норм расхода 10

3 Выбор технологии зимней уборки 5 4 Технологические операции распределения реагентов 10

5 Технологическая операция сгребания и сметания снега с проезжей части 10

6 Технологические операции расчистки перекрестков, остановок общественного транспорта 5

7 Формирование снежного вала 10

8 Технологические операции вывоза снежной массы с погрузкой в самосвалы 5

9 Технологическая операция удаления снега путем перекидки роторными снегочистителями 5

10 Утилизация снежной массы на снегосплавных пунктах, «сухих» снегосвалках 5

11 Составление почасового графика технологических операций зимней уборки 10

12 Технологические операции по предупреждению и ликвидации зимней скользкости 10

13 Выборочная и сплошная посыпка 10 14 Оформление курсового проекта 10

Курсовая работа может содержать и другие детали научно-исследовательского плана, которые могут являться составной частью научной договорной работы, деталью выпускной работы и т.д.

Курсовая работа включает пояснительную записку объемом 30...40 машинописных страниц с расчетом и описанием технологиче-ских схем, операций и графической части в объеме одного чертежного листа (А-1).

5

На лист выносят дорожно-климатический график (месяцы года с октября по апрель), схему улиц и дорог, обслуживаемых подрядной организацией или звеном, технологическую схему уборки снега при заданных интенсивности, времени и температуре (периодичность тех-нологических операций), а также технологическую схему предупреж-дения обледенения. Кроме того, на лист выносится фазовая диаграм-ма применяемого реагента с графической демонстрацией назначения плотности применения и повышения концентрации раствора. На листе также представляется почасовой график технологических операций и технические характеристики применяемых машин.

3. ПОДГОТОВКА И АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

К зимнему периоду относят время с устойчивой средней суточ-ной температурой воздуха ниже 0°С. Этот период, как правило, с ок-тября – ноября месяцев до марта – апреля во Il, lll и lV дорожно-климатических зонах страны. От климатических условий во многом зависит продолжительность состояний дорожного покрытия. Так, к ха-рактерным состояниям в зимнее время можно отнести снежный накат (уплотнение снега), обледенение покрытия (гололед, гололедица).

Данные о фактической продолжительности состояния поверхно-сти покрытия позволяют прогнозировать потребность в противоголо-ледных материалах и средствах механизации.

Продолжительность характерных видов зимнего состояния по-крытий определяется по следующему выражению:

T = λί × Dз, где λзасн, λсн, λобл ‒ коэффициенты длительности состояний (заснежен-ное, снежный накат, обледенение покрытия); Dз – продолжительность зимнего периода.

Коэффициент λi – комплексно учитывает влияние климатических факторов, интенсивности движения и качества содержания дороги, табл. 2.16 [1]. Продолжительность зимнего периода года определяют по многолетним данным измерения среднесуточной температуры воздуха, получаемым по дорожно-климатическому графику данной области.

Ряд исходных данных для выполнения работы берут из задания, на основании титульного списка и схемы чертится план расположения улиц и дорог заданного участка. Далее выбирают реагенты, эксплуа-тационные машины в соответствии с заданными условиями работ. По данным СНиП 2.01.82 «Строительная климатология и геофизика», «Справочника по климату СССР» (М.: Гидрометеоиздат, 1964) выпи-сывают продолжительность зимнего периода по средним многолет-ним данным периода с отрицательной температурой воздуха ниже

6

0°С. Также определяют количество дней обледенения покрытий за зимний период, минимальную и среднемесячную температуру возду-ха, количество и интенсивность осадков в каждый зимний месяц, среднемесячное количество осадков в миллиметрах воды или санти-метрах снега.

Исходя из продолжительности зимнего периода, категории доро-ги или магистрали определяют расчетную продолжительность раз-личных состояний поверхности дороги по методике, приведенной в работе [1].

4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ ЗИМНЕГО СОДЕРЖАНИЯ ГОРОДСКИХ ДОРОГ

4.1. Перечень работ по зимнему содержанию и показатели процесса снегоочистки

Продолжительность зимнего сезона принимается при переходах среднемесячной температуры воздуха через 0 (определяется по до-рожно-климатическому графику).

Основная цель работ по зимнему содержанию дорог – это соз-дание условий для обеспечения безостановочного и безопасного движения с заданной скоростью. Выполнение этой цели включает в себя определенные виды работ при снегопаде:

‒ обработка проезжей части дорог и улиц твердыми или жидки-ми реагентами (в зависимости от принятой технологии) для преду-преждения прикатывания снега и предупреждения накатов соотноше-ние реагент – снег в зависимости от температуры 1к 300‒500;

‒ сгребание и сметание снежной массы в лотковую часть во время и после прекращения снегопада;

‒ образование проездов и проходов в снежных валах совками, погрузчиками или плужными снегоочистителями;

‒ формирование снежного вала; ‒ погрузка снежной массы из валов в автосамосвалы снего-

погрузчиками и вывоз на снежные (сухие) свалки, сплавные пункты или мобильные снеготаялки;

‒ при предупреждении обледенения покрытий или ликвидации обледенения: обработка проезжей части дорог реагентами, как прави-ло, жидкими, и при ликвидации обледенения ‒ обработка твердыми противогололедными материалами.

Внесение реагентов в снег снижает внутреннее трение, сцепле-ние снега с дорожным покрытием и сцепление кристаллов снега между собой. Снег становится сыпучим, не уплотняется и убирается плугом или щеткой. Необходимый технологический эффект может быть полу-чен при соотношении массы снега к массе реагентов (300–1000):1 [2].

7

В настоящее время применяются две технологии уборки снега в городах и населенных пунктах:

1) при получении информации об ожидании снегопада прово-дится распределение жидких реагентов максимально возможной кон-центрации (плотность распределения в зависимости от температуры воздуха). При дальнейшем выпадении снега распределяются твердые реагенты с последующими операциями сгребания и сметания;

2) предусматривает распределение твердых реагентов непо-средственно в выпавший снег и по мере выпадения и накопления снежной массы на поверхности покрытия проводится сгребание и сметание.

4.2. Технология уборки при прогнозировании снегопада

Данная технология ориентирована на ожидание снегопада при наличии данных метеостанций и ориентирована на наблюдаемые па-раметры фактической величины снежной массы на поверхности по-крытия. Данная величина зависит от продолжительности и интенсив-ности снегопада, измеряемого в сантиметрах в час. Максимальная величина снежной массы, которая допускается на поверхности покры-тия, по условиям безопасности и скорости движения составляет 2,5–3,0 см снежной массы. Поскольку снежная масса представляет собой смесь снега с реагентами, то при перемешивании увеличивается ее плотность и снижается объем. Проверенной практикой при этом счи-тается уменьшение толщины слоя по высоте к свежевыпавшему снегу в 1,5…2 раза. То есть 5 см. свежевыпавшего неуплотненного снега соответствуют 3…2 см снежной массы на поверхности покрытия. Дан-ные условия определяют технологический процесс, основанный на практических наблюдениях состояния снежной массы на покрытиях и отвечающий условиям движения.

Таким образом, данная технология полагает: ‒ распределение жидких реагентов до начала выпадения снега; ‒ при выпадении 2 см снега производится обработка твердыми

реагентами; ‒ при выпадении 5 см снега (2…2,5 см снежной массы на по-

верхности покрытия) производится сгребание и сметание снежной массы и далее при продолжении снегопада;

‒ распределение жидких реагентов при продолжении снегопада. При этом принимается следующая плотность при распределе-

нии реагентов табл. 2. На рисунке 1 показана технология уборки снега при интенсивно-

сти снегопада i мм/ч = 3; продолжительности снегопада Т = 5 ч, и тем-пературе воздуха t = -5°С.

8

Рис. 1. Технологическая карта зимней очистки широких магистралей с применением уборочных машин «Бошунг-Джетбрум». Технические характеристики «Бошунг Джетбрум»:

Снеговой отвал, мм 8400 / 6400 Объем бункера жидких реагентов, до 10 м3

Щетка, мм 6000 / 4000 Ширина распределения, 2–10 м

Объем бункера твердых ПГМ, м3 6 Плотность распределения, г / м2 50

9

Таблица 2 Нормы распределения реагентов

Вид реагента Температура воздуха °С до -4 -4…-8 -8…-12 -12…-16 -16…-20

Жидкие реагенты, мл/м2 40 70 90 100 110 Твердые реагенты, г/м2 20 40 50 60 70

4.3. Технология уборки при начавшемся снегопаде

Данная технология предполагает внесение твердых реагентов (хлористый натрий) в выпавший снег в зависимости от температуры и интенсивности снегопада:

Температура воздуха, °С Норма посыпки реагентов, г/м2 Выше -6 15 От -6 до -18 25 Ниже -18 35 При внесении других реагентов необходимо определить норму

их распределения, соответствующую плавящей способности прини-маемых реагентов.

Рис. 2. Технологическая схема уборки снежной массы с дорог города и населенных пунктов

Принято три режима интенсивности снегопада: I режим – интенсивность снегопада 0,5…1 мм/ч; II режим – интенсивность снегопада 1…3 мм/ч; III режим – интенсивность снегопада свыше 3 мм/ч; В таблице и на рис. 2 показана последовательность и времен-

ные параметры технологических операций зимнего содержания дорог.

10

Расчетный снегопад рассчитывают для каждого зимнего месяца по выражению:

сн,

где qр ‒ максимальное количество осадков за месяц зимнего периода, мм воды; tсн ‒ средняя продолжительность снегопада, ч (при отсутст-вии наблюдений принимают по табл. 2.5 [1] от 4 до 12 ч); n – количе-ство снегопадов в месяц [3].

Интенсивность снегопада, температура воздуха и продолжи-тельность снегопада дается в задании.

Таблица 3 Комплексная технология снегоочистки

Режим Температура воздуха, °С

Норма расхода*,

г/м2

Продолжительность технологических операций *, ч

Всего

В том числе

Выдержка Обработкареагентами

Интер-вал

Сгреба-ние, сме-тание

1 2 3 4 5 6 7 8 Первый цикл

1

Выше -6 15 200

От -6 до -18 25 300

7,75 7,75

0,75 0,75

1,0 2,0

3,0 3,0

3,0 2,0

Ниже -18 35 400

2

Выше -6 15 200

От -6 до -18 25 300

4,25 4,25

0,25 0,25

1,0 2,0 - 3,0

2,0

Ниже -18 35 400

3

Выше -6 15 200

От -6 до -18 25 300

2,75 3,25

0,25 0,25

1,0 1,5 - 1,5

1,5

Ниже -18 35 400

Примечания: 1) * – в числителе приведены данные при использовании твердых реагентов, а в знаменателе при использовании пескореагентной смеси; 2) нормы распределения пескореагентной смеси даны для смеси, содержащей по массе 8% реагентов.

Последующие циклы исключают выдержку и несколько увеличи-вают интервал (табл. 4).

11

Таблица 4 Комплексная технология снегоочистки (продолжение)

1

Выше -6 15 200

От -6 до -18 25 300

7,75 7,75

1,0 2,0

3,75 3,75

3,0 2,0

Ниже -18 35 400

2

Выше -6 15 200

От -6 до -18 25 300

4,25 4,25

1,0 2,0 0,25- 3,0

2,0

Ниже -18 35 400

3

Выше -6 15 200

От -6 до -18 25 300

2,75 3,25

1,0 1,5 0,25- 1,5

1,5

Ниже -18 35 400

5. СОСТАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КАРТ НА РАБОТЫ ПО СНЕГООЧИСТКЕ

К первоочередным работам зимнего содержания относится об-работка проезжей части дороги реагентами в жидком или твердом ви-де или пескосоляными смесями. Снег с внесенными в него и переме-шенными с ним реагентами принимает свойства сыпучей массы, кото-рая не прикатывается и не уплотняется.

Для организации работ по распределению реагентов необходи-мо определить маршруты распределителей. Разработка маршрутов подчиняется следующим правилам:

‒ в первую очередь обрабатываются наиболее опасные участки дороги (перекрестки, кривые малых радиусов, подъемы, спуски, места остановок общественного транспорта);

‒ маршрут для каждого распределителя составляется индиви-дуально с учетом минимизации холостых пробегов, использования рабочей ширины распределения реагентов;

‒ вначале обрабатывается полоса движения у тротуара, где ос-танавливается общественный транспорт на остановках.

Потребное количество распределителей на обслуживаемом участке составляет:

12

МПл

Пр Kисп ц, шт ,

где Пл – площадь проезжей части улиц и дорог ДЗУ, мастерского уча-стка, подлежащая уборке, тыс. м2; Кисп ‒ коэффициент использования парка (0,7...0,8); Пр ‒ производительность разбрасывателя, тыс. м2/ч; tц – время цикла, время в течение которого необходимо произвести посыпку (или продолжительность одноразового цикла посыпки).

Эксплуатационная производительность распределителя зависит от рабочей и транспортной скорости распределителя, расстояния до базы материалов, вместимости кузова распределителя, плотности по-сыпки.

Предлагается следующая методика определения производи-тельности.

1. Определяется масса Р реагента, загружаемого в бункер рас-пределителя Р = V · Q, где V – вместимость кузова, т; Q – объемная масса материалов на м2.

2. Протяженность обра ат емой полосы Lпол при плотности распределения q г/м2 и шири ения b м.

б ыване распредел

пол ·

.

3. Площадь посыпки за один рейс определяется по следующему выражению:

S = L b, м2. пол · на посып у

пол

4. Время затрачиваемое к :

, ч, где V – рабочая скорость распределителя, м/ч.

5. Затраты времени на один л распределения реагентов оп-ределяется по следующе у

цикм выражению:

ц 2

з, ч,

где L – расстояние от базы до участка распределения, км; Vср – сред-няя скорость от участка до базы и обратно, км/ч; tз ‒ время загрузки материала, ч.

6. Производительность (техническая) определится по следую-щему выражению:

Пр = S: Тц, м2/ч. Технические характеристики распределителей представлены в

табл. 4. Машины, находящиеся на дежурстве с заполненным кузовом,

соответственно имеют большую производительность за счет исклю-чения времени на загрузку и путь туда и обратно к базе материалов. Определите маршруты и площадь их обработки.

13

Таблица 4 Техническая характеристика распределителей

технологических материалов Показатель

Машина

Базовое шасси

Вместимость кузова, м3

Ширина посыпки,

м

Плотность распределения

Скорость, км /ч

Твердых, г / м2

Жидких, мл / м2 Рабочая Трансп.

ДМК-40 Камаз- 65115 6 4‒0 50‒500 20‒40 20‒40 50‒60

Эд-405 Камаз- 65115 7,1 4‒10 50‒500 50‒150 30 60

ПР-1 ЗиЛ 3,0 4‒12 10‒300 ‒ 25 50

Sabo-3008 Камаз 53213 8,0 2‒8 5‒60 ‒ 25 60

6. СОСТАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТЫ СГРЕБАНИЯ И ОЧИСТКИ ОТ СНЕГА ПРОЕЗЖЕЙ ЧАСТИ ДОРОГ

Сгребание и очистка от снега проезжей части дорог осуществля-ется плужно-щеточными снегоочистителями. Снежная масса сгреба-ется в сторону плугом, а покрытие проезжей части подметается вра-щающейся цилиндрической щеткой.

Потребность в снегоочистителях, одновременно работающих на расчистке проезжей части, зависит от ее ширины и количества снега на дороге.

Как правило, сгребание осуществляется колонной машин, пере-двигающихся уступом с расстоянием между ними по ходу 15…20 м. Каждая машина перекрывает след предыдущей на в = 0,3‒0,4 м.

Необходимое количество плужно-щеточных снегоочистителей определяется по формуле:

M Пл

Пэ Тц, шт ,

где М – количество снегоочистителей; Пл – площадь сгребания и под-метания, тыс. м2; Тц – продолжительность одного цикла очистки, ч.

Эксплуатационная производительность снегоочистителей опре-деляется исходя из того, что каждая машина, кроме первой, обраба-тывает ширину дорожного покрытия, меньшую, чем ширина ее захва-та. Поэтому производительность снегоочистителя м2/ч, равна:

Пр = С · V Kи, · Kп ·

Kп , где Kп – коэффициент перекрытия очищаемой полосы в колонне; С – ширина захвата снегоочистителем, м; b – средняя ширина перекрытия следа снегоочистителями в колонне, м; V – рабочая скорость снего-очистителя, м/ч; Kи – коэффициент использования.

14

Далее определяют площадь по каждому маршруту и количество машин, работающих по ним.

Количество снегоочист в колонне (N) определяется по следующему выражен

ителей ию:

В – –

– 1, шт. ,

где В – ширина проезжей части одного направления, м; С – ширина захвата снегоочистителя, м; а – ширина снежного вала от борта тро-туара до внешней кромки снежного вала, м; b – средняя ширина пере-крытия следа (плуга впереди идущего снегоочистителя), м.

Число машин в колонне зависит от ширины проезжей части и производительности плужно-щеточных снегоочистителей работающих на данном маршруте. Время на дметание и сгребание составит: по

Пп

Пр ,

где Пп – площадь подметания на данном маршруте, тыс. м2; Пр ‒ про-изводительность плужно-щеточных снегоочистителей тыс. м2/ч; n – количество машин на маршруте.

В таблице 5 для составления технологической карты сгребания и сметания снега с проезжей части представлены следующие показа-тели. В таблице 6 представлены технические характеристики снего-очистителей.

Таблица 5 Технологическая карта сгребания и сметания снега

№ п/п

Наименование показателей всего Маршрут

1 Маршрут

2 Маршрут

3

1 2 3

Площадь проезжей части, тыс. м2 Потребное количество машин Общее время сгребания и сметания

Таблица 6 Технические характеристики снегоочистителей

Показатель ПМ-130 КДМ-130 ЭД-405 МДК-6303 К0-823

Базовое шасси ЗиЛ-130 ЗиЛ-130 КамАЗ 65115

МАЗ 6303

КамАЗ 65115

Техническая производитель-ность с отвалом, м2/ч 30000 До

75000

Ширина захвата, мм 2500 2500 2,6/2,0* 2,7/1,04* 2,7 Максимальная скорость, км/ч:

рабочая 20 До 30 10–60 20–60 40–60 транспортная 35 – – – –

Масса машины, кг 5700 5978

* ширина рабочей зоны бокового отвала.

15

7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАТРАТ ВРЕМЕНИ НА ФОРМИРОВАНИЕ СНЕЖНОГО ВАЛА

Формирование снежного вала производится автогрейдерами или унимогами. Вал шириной 2,0...1,5 м формируется на расстоянии 0,3...0,5 м от бортового камня. Работа по формированию вала авто-грейдерами производится двумя или тремя проходами. При первом проходе нож автогрейдера или унимога сдвигает снежную массу, ле-жащую в лотковой части дороги к оси проезда, при втором проходе – к бортовому камню, но так, чтобы была сформирована траншея между валом и бортом тротуара, третьим проходом проводится «подбивка» вала. Как правило, третий проход является обязательным на улицах, где ходят троллейбусы.

Рабочая скорость автогрейдера при формировании снежного вала 4000 погонных метров в час. Зная протяженность магистралей, улиц участка, т.е. протяженность снежных валов (с двух сторон) опре-деляем затраты времени.

Они составят:

·

, ч, где n – число проходов автогрейдера при формировании снежного ва-ла, как правило, три прохода на улицах с троллейбусным движением и два на остальных улицах и магистралях; L – суммарная протяжен-ность улиц и магистралей, на которых формируется снежный вал; V – рабочая скорость автогрейдера (км/ч; м/ч).

8. СОСТАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КАРТ УДАЛЕНИЯ СНЕЖНОЙ МАССЫ С ГОРОДСКИХ ПРОЕЗДОВ

Удаление снежной массы производится вывозом автотранспор-том (самосвалами) к пунктам утилизации. Это снегосплавные пункты, места естественного таяния («сухие» свалки), речные свалки и т.д.

Вывоз снега с проезжей части производится в первую очередь с дорог и улиц города с интенсивным движением и в нормативные сроки.

Удаление снега с погрузкой и вывозом его автотранспортом Снежная масса вывозится автомобилями-самосвалами с нара-

щенными бортами на 600…200 мм. Грузоподъемность и объем кузова наиболее принятых самосвалов представлены в табл. 6.

Объем вывозимого снега определяется по следующей схеме. Реагенты, вводимые в снег, обладают плавящей способностью,

которая зависит от температуры воздуха. Плавящая способность Р, т.е. сколько единиц льда, снега (г, кг,

т) плавит единица химического реагента при данной температуре, оп-ределяется по выражению:

16

Р = Qл / Qр, где Qл – количество льда, которое плавит реагент (кг, т); Qр – единица применяемого химического реагента (кг, т) в течение заданного вре-мени. Для наиболее применяемых реагентов в стране NaCL и CaCl2 плавящая способность в зависимости от температуры определяется следующими выражениями:

Р NaСl = 60 / t; Р CaСl2 = (40 / t) + 2, где t – температура применения реагента.

Практическое применение и экономическая составляющая за счет плавления и снижения объема вывоза снега определяется сле-дующим расчетом.

1. Количество тонн (V) расплавленного снега на улице (магистрали): V = Q·P,

где Q – общий расход реагента на площади S·q (S – площадь посыпки, м2; q – плотность распределения г/м2); Р – плавящая способность реа-гента при температуре применения.

2. В сантиметрах, расплавленного снега (hр), это выразится (при плотности выпавшего снега ρ т/м3), следующим выражением:

hр = (V / S·ρ) · 100, см, где S – площадь улицы, м2; ρ – плотность выпавшего снега, т/м3.

Разница (Н – hр) между высотой выпавшего снега (Н), и рас-плавленного (hр) снега, позволит определить объем снега, подлежа-щий вывозу.

Необходимое количество сн рузчиков определяется по формуле:

егопог

М Пп

Пс с у,

где М – количество снегопогрузчиков; Пп – площадь проезжей части и тротуаров, с которой снег собран в валы, тыс. м2; К1 – коэффициент, учитывающий снег сброшенный с крыш и убранного со дворов (1,15); h – высота выпавшего снега за вычетом плавления снега, м; Пc – эксплуа-тационная производительность снегопогрузчика, м3/ч; tc – время работы снегопогрузчика в сутки 10 ч (светлое время суток); Ку – коэффициент, учитывающий уплотнение снега 2,5‒3,5; n – число дней уборки.

Маршруты снегопогрузчиков устанавливаются исходя из того, что в первую очередь снег вывозится с остановок общественного транспорта, пешеходных переходов, а также с улиц интенсивного движения.

9. УДАЛЕНИЕ СНЕГА ПУТЕМ ПЕРЕКИДКИ НА МЕСТА СКЛАДИРОВАНИЯ РОТОРНЫМИ СНЕГООЧИСТИТЕЛЯМИ

Перекидка снега возможна в ряде случаев на проездах, имею-щих газоны, полосы зеленых насаждений, незастроенные территории,

17

а также на набережных рек. Перекидка снега производится роторными снегоочистителями.

Рис. 3 Почасовой график зимней уборки: 1 – обработка реагентом; 2 – сгребание и сметание снежной массы; 3 – образование разрывов в валах;

4 – формирование снежного вала; 5 – погрузка и вывоз снежной массы

Общие затраты времени на перекидку снега роторными снего-очистителями определяютс п : я о формуле

Пр КПэ у

,

где Тр – время затраченное на перекидку снега роторными снегоочи-стителем, ч; h – высота выпавшего снега (принимается по заданию); Пр – площадь, с которой собран в валы снег для перекидки, тыс. м2; Пэ – эксплуатационная производительность роторных снегоочистите-

18

лей, м3/ч.; К – количество перекидок; Ку – коэффициент уплотнения снега при формировании вала 2,5…3,5.

По окончании определения потребного количества эксплуатаци-онных машин зимнего содержания составляется почасовой график движения машин на участке. Почасовой график зимней уборки дорог участка приведен на рис. 3.

10. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ И ЛИКВИДАЦИЯ ОБЛЕДЕНЕНИЯ ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ

Предупреждение и борьбу с обледенением в первую очередь следует проводить на перекрестках, на улицах и дорогах со значи-тельными уклонами и малыми радиусами, мостах и искусственных со-оружениях.

При борьбе с обледенениями применяют два метода: профилак-тический, предупреждающий образование обледенения и метод пас-сивного воздействия, который заключается в обработке образовавше-гося обледенения для его ликвидации твердыми реагентами или пес-косоляной смесью. Установлено, что в среднем при интенсивном дви-жении транспортных средств гололедная пленка толщиной до 2 мм разрушается при четырехкратной обработке пескосоляной смесью.

Твердым реагентом покрытие обрабатывается в кратчайшие сроки, плотность обработки назначается в зависимости от температу-ры и применяемого реагента.

В задании дается применяемый реагент, а в данных указаниях представлены фазовые диаграммы реагентов, по которым можно оп-ределить их физические характеристики.

В задании дается и толщина водной пленки, образовавшейся на поверхности покрытия в результате замерзания и температура возду-ха. Необходимо определить плотность распределения реагентов для расплавления образовавшегося льда.

Например, температура -3°С, толщина ледяной пленки 0,5 мм. Обращаясь к фазовой диаграмме CaCl2 (рис. 4) при -3°С раствор

хлорида натрия будет находиться в жидком состоянии при 4%-ной концентрации и выше.

Следовательно, можно считать, что если к 960 г воды добавить 40 г хлорида натрия, то при температуре -3°С будет образовываться раствор, который не замерзнет при данной температуре.

Например, если по заданию толщина пленки обледенения 0,5 мм, т.е. на 1 м2 – 450 г льда. Лед толщиной 1 мм на 1 м2 составит 900 г. Оп-ределяем норму распределения реагентов, г/м2, по выражению:

960 – 40 450 – Х,

19

т.е. норма расхода хлорида кальция при -3°С, толщине пленки льда 0,5 мм составит 20 г/м2.

Поскольку концентрация применяемых реагентов определяет их плотность, то по плотности имеющего реагента можно определить его концентрацию (табл. 7).

На базах приготовления и хранения жидких химических реаген-тов возникает необходимость их обогащения (увеличения концентра-ции), если растворы или рассолы имеют недостаточную концентра-цию или, наоборот, снижение концентрации растворов. Как правило, растворы приготавливают эвтектической или близкой к ней концен-трации. При этом достигается наибольшая эффективность, как в пе-ревозке, так и в применении реагентов. Так, распределяя раствор реа-гента, даже высокой концентрации, он быстро ее теряет под влиянием уноса, выпадения снега или дождевых осадков.

Рис. 4. Фазовая диаграмма противогололедных реагентов

20

Таблица 7 Концентрация рассолов при разной их плотности

Плотность рассола при температу-ре 20°С, г / см2

Тип рассола Хлористо

-натриевый Хлоисто- магниевый

Хлористо- кальциевый

% г/л % г/л % г/л

1,02 2,6 29 2,0 26 2,5 25 1,04 5,5 58 4,9 50 4,8 50 1,06 8,3 88 7,2 76 8,3 89 1,08 10,9 118 9,4 101 9,4 102 1,10 13,6 149 11,6 127 11,6 126 1,12 16,2 181 13,8 154 13,7 153 1,14 18,8 214 16,0 182 15,8 180 1,16 21,2 246 18,0 208 17,8 206 1,18 23,7 279 20,1 237 19,9 236 1,20 26,1 312 22,3 268 21,9 263 1.22 – – 24,5 277 23.0 290 1,24 –  – 26,8 332 25,7 319 1,26 –  – 29,0 365 27,5 346 1,28 –  – 30,2 385 29,9 383 1,30 –  –  32,5 422 31,5 409 1,32 –  – 34,8 459 33,1 436 1,34 –  – – – 34,8 466 1,36 –  – – – 36,6 496 1,38 –  – – – 38,1 526

В первом случае концентрация раствора максимальная, следо-вательно, и максимально возможное количество твердого реагента перевозится в растворе. Во втором случае достигается минимальная плотность распределения раствора за счет максимально возможного (по массе) твердого реагента в растворе.

Раствор любого реагента выражается в процентах, так, 32%-ный раствор содержит 320 кг твердого реагента в 1000 кг раствора, т.е. 680 кг воды и 320 кг хлористого кальция содержат 1000 кг 32%-ного раствора.

Пример. Приготовить 22%-ный раствор NaCL в воде. Расчет проводим по следующему выражению:

22 : 78 = Х : 100; Х = (22 · 100): 78 = 28,2. Таким образом, чтобы приготовить 22%-ный раствор NаСL в во-

де, следует взять 28,2 массовых частей NaCL на 100 массовых частей воды.

Чтобы рассчитать массовое количество кристаллогидрата при приготовлении раствора требуемой концентрации (учитывая, что в кристаллогидрате содержится вода, которая разбавляет, раствор), необходимо произвести вычисления по следующей формуле:

21

ВК

1 1100

,

где К – требуемая концентрация безводного вещества в растворе, г на 100 г воды; В – массовое содержание кристаллогидрата, которое сле-дует растворить в 100 г воды, чтобы приготовить раствор с концен-трацией К; Z – отношение (М1) – молекулярной массы кристаллогид-рата к (М) – молекулярной массе безводного вещества.

Пример. Определить, сколько массовых частей MgCL2 6H2O следует растворить в 100 массовых частях воды, чтобы приготовить 22%-ный раствор МgCL2.

1. Концентрация МgCL2 в 22%-ном растворе соответствует (78 : 22 = 100 : Х) содержанию хлористого магния в растворе, равному 28,2 г на 100 г воды.

2. z = 206/98 = 2,1.

3. В = 28,2·2,13

1 ‒ 28,2·(2,1 ‒ 1)100

= 88,0,

т.е. на 100 г воды надо 88 массовых частей MgCL2 6Н2О. Правило «креста» – рис. 5. Требуемая концентрация в растворе

указывается в месте пересечения двух линий, а концентрация в дан-ных растворах – у концов обеих линий слева: вверху и внизу.

Затем на каждой линии производится вычитание одного стояще-го на ней числа из другого, и разность записывают у свободного конца той же линии. Полученные числа (расположенные справа – вверху и внизу) указывают, сколько весовых частей каждого раствора или твердого реагента следует взять, чтобы получить раствор требуемой концентрации.

Пример. Для получения 85 т 21% раствора NaCL с целью обо-гащения природного 14% хлористо-натриевого раствора твердым хлористым натрием, следует взять на 78 весовых частей 14% раство-ра и 7 весовых частей твердого NaCL (99%).

14% 78 ч. 21% 99% 7 ч.

Рис. 5. Правило «креста», получение раствора заданной концентрации

Сумма весовых частей составит 78 + 7 = 85 ч. Масса, приходя-щаяся на одну часть, 1 т. Для приготовления 85 т, 21% раствора необ-ходимо взять 78 частей 14% раствора 78 т (78х1) и твердого (99%) реагента 7 т (7х1).

22

В задании дается плотность жидкого реагента, по которой опре-деляем концентрацию заданного реагента (см. табл. 7).

ЛИТЕРАТУРА

1. Ремонт и содержание автомобильных дорог. ‒ М. Транспорт, 1988.

2. Инструкция по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах (ВСН 20-87) // Минавтодор РФ. – М.: Транспорт, 1988. – 41 с.

3. Борисюк, Н.В. Зимнее содержание городских дорог: учеб. по-собие / Н.В. Борисюк. – М.: МАДИ, 2014.

4. Распоряжение Департамента жилищно-коммунального хозяй-ства и благоустройства города Москвы от 24.06.2011 г. №05-14-367/1 «Технологические карты комплексного содержания объектов дорожно-го хозяйства г. Москвы в зимний период».

23

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие указания ...................................................................................... 3

2. Содержание и рекомендуемая последовательность выполнения курсовой работы ................................................................ 3

3. Подготовка и анализ исходных данных и природно-климатических условий ...................................................... 5

4. Технологические операции зимнего содержания городских дорог .................................................................. 6 4.1. Перечень работ по зимнему содержанию

и показатели процесса снегоочистки ............................................. 6 4.2. Технология уборки при прогнозировании снегопада ................... 7 4.3. Технология уборки при начавшемся снегопаде ........................... 9

5. Составление технологических карт на работы по снегоочистке................................................................... 11

6. Составление технологической карты сгребания и очистки от снега проезжей части дорог ........................................... 13

7. Определение затрат времени на формирование сежного вала .......................................................... 15

8. Составление технологических карт удаления снежной массы с проездов .................................................................. 15

9. Удаление снега путем перекидки на места складирования роторными снегоочистителями ................ 16

10. Предупреждение и ликвидация обледенения дорожных покрытий .................................................... 18

Литература ................................................................................................. 22

Учебное издание

БОРИСЮК Никита Владимирович

ЗИМНЕЕ СОДЕРЖАНИЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ И ГОРОДСКИХ ДОРОГ

Методические указания к курсовой работе

Редактор Т.А. Феоктистова

Подписано в печать 12.04.2016 г. Формат 60×84/16. Усл. печ. л. 1,5. Тираж 75 экз. Заказ . Цена 55 руб.

МАДИ, 125319, Москва, Ленинградский пр-т, 64.