Справочная энциклопедия дорожника (том II) Ремонт и содержание автомобильных дорог. Под ред. А.П. Васильева

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 15.27. Схемы патрульной снегоочистки автомагистралей:

а - скоростными плужными снегоочистителями боковыми отвалами с возможностью их

обгона автомобилями; b - то же, с машиной сопровождения; с - обычными плужными

снегоочистителями; 1, 2, 3, 4 - последовательность движения машин; Р - машина

сопровождения

Большое расстояние между снегоочистителями обеспечивает возможность

обгона их отдельными автомобилями транспортного потока. Однако при

высокой интенсивности движения эти обгоны становятся опасными. В этом

случае интервал между снегоочистителями сокращают до 40-60 м и при

высокой интенсивности движения организуют их сопровождение машиной

службы безопасности движения.

В случае интенсивного снегопада или метели или при невозможности

движения снегоочистителя с высокой скоростью на обочине автомагистрали

образуется вал. Для его удаления в состав звена включают

валоразбрасыватель или шнекороторный снегоочиститель.

Технология очистки от снега многополосных автомагистралей. Опыт

зимнего содержания Московской кольцевой автомобильной дороги (МКАД)

с высокой интенсивностью транспортного потока показывает, что

необходимо обеспечить минимальные помехи движению автомобилей при

выполнении технологических операций и выполнять их со скоростью,

близкой к средней скорости транспортного потока, за возможно короткий

срок и минимальное количество проходов. В противном случае на

автомагистрали очень быстро образуются многокилометровые заторы.

Во избежание задержек движения при очистке снега применяют мощную

снегоочистительную технику, в том числе фронтальные снегоочистители,

оснащённые секционным плугом и боковым отвалом на базе машин МБ

2638, МАЗ-5516 («Супер-МАЗ») и подобные им. Это позволяет уменьшить

количество снегоочистителей в колонне, обеспечить сгребание снега за один

проход при рабочей скорости снегоочистителей в 45-55 км/ч.

Технология работ по очистке от снега отличается от традиционной тем,

что при скоростной уборке в начале снегопада или метели производится

распределение химических реагентов распределителями типа ШМИДТ на

базе МБ 2638 или МАЗ 5551 (КУМ) с шириной обрабатываемой полосы до

10 м. В зависимости от интенсивности снегопада задается плотность

распределения реагентов в диапазоне 5-40 г/м

. Распределители двигаются

уступом, последующий (второй) водитель контролирует распределение по

границе первого. В зависимости от интенсивности снегопада и температуры

воздуха определяется время выхода снегоочистителей, т.е. выдержка, в

течение которой реагент растворяет часть выпавшего снега, а увлажнённый

снег колёсами проезжающих автомобилей перемешивается, в результате чего

на покрытии образуется увлажнённая масса снега.

Эта операция необходима для того, чтобы избежать уплотнения снега

колесами автомобилей. Продолжительность выдержки колеблется от 15 до 30

минут в зависимости от температуры воздуха и интенсивности снегопада или

метели. После этого начинается собственно операция по сгребанию и

удалению снега с дороги. При сгребании снега колонна широкозахватных

снегоочистителей, оснащённых фронтальными плутами и боковыми

отвалами (плугами), обеспечивает однопроходную качественную очистку

магистрали. Убираемая ширина МБ 2638 (первого в колонне) составляет 5,4-

5,5 м, последующих несколько меньше за счет перекрытия следа.

Колонна снегоочистителей после выхода на магистраль выстраивается с

дистанцией между снегоочистителями в 15-20 м (рис. 15.28, а). Это

расстояние считается оптимальным с точки зрения качества уборки, при

котором контролируется перекрытие очищаемой полосы последующим

водителем, а также предупреждается обгон колонны попутными

транспортными средствами. Колонна снегоочистителей, как правило,

сопровождается машиной дорожно-патрульной службы.

Рис. 15.28. Технологическая карта зимней очистки широких магистралей:

а - сгребание снега с проезжей части широкозахватными снегоочистителями; б -

подметание (промёт) проезжей части

При увеличении дистанции и отсутствии сопровождения патрульной

машины ГИБДД возрастает чисто водителей, стремящихся обогнать колонну

путём проезда между снегоочистителями, что приводит к аварийным

ситуациям. В случае наличия в колонне снегоочистителя меньшей мощности,

не выдерживающего скорости, его целесообразно ставить в колонне

последним справа. При этом попытка обгонов снижается из-за значительного

снежного вала, собранного с трёх-четырёх полос. С целью снижения

нагрузки на снегоочиститель целесообразно его проход осуществлять с

боковым отвалом в транспортном положении. Такая организация

обеспечивает большую безопасность работ, так как на крайней полосе

возможна кратковременная остановка транспортных средств, для объезда

которых необходимо убирать боковой отвал, что снижает безопасность

движения и вместе с тем качество работ. Движение колонны осуществляется

со скоростью 45-55 км/ч, при этом снежная масса откидывается после

прохода снегоочистителя на 1-1,5 м от бокового отвала.

После прохода снегоочистителей на поверхности покрытия остается

снежная масса толщиной около 2 см. По окончании сгребания практически

следом идут распределители реагентов (на рис. 15.28 не показаны) с

плотностью распределения при окончании снегопада 5-10 г/м

, а при его

продолжении - 15-25 г/м

Подметание (промёт) производится сразу после распределения реагентов,

если снегопад закончился. В случае если снегопад продолжается, подметание

производится после того, как на поверхности покрытия накопятся отложения

снега толщиной 2-2,5 см (рис. 15.28, б). Для этого применяют те же МБ 2638

с рабочим оборудованием - фронтальной щёткой и использованием бокового

отвала. Фронтальная щётка широкозахватного снегоочистителя отбрасывает

снежную массу справа по ходу движения в валик шириной 1-1,3 м, который

разравнивается боковым отвалом и отбрасывается еще на 1,5-2 м. По ширине

прохода щетки на покрытии остается чистая «черная» поверхность покрытия,

а выровненная боковым отвалом снежная масса толщиной 2-3 см попадает

под фронтальную щётку следующего в колонне снегоочистителя. После

прохода колонны в зависимости от погодных условий проводится

последующая обработка проезжей части противогололёдными реагентами.

15.5. Борьба с зимней скользкостью

Виды зимней скользкости и условия ее образования. Зимняя

скользкость - ледяные образования и снежные отложения на поверхности

дороги, приводящие к снижению коэффициента сцепления колеса

автомобиля с поверхностью дороги и ухудшению ровности.

Гололедица - слой льда, образовавшийся в результате замерзания воды,

которая находилась на тёплом мокром покрытии и превратилась в лёд при

понижении температуры воздуха и охлаждении покрытия до 0°С и ниже.

Гололёд - слой льда, образовавшийся при замерзании осадков,

выпадающих на сухое охлаждённое покрытие.

Снежный накат - уплотнённый и обледеневший при многократном

воздействии колёс автомобилей слой снега со скользкой поверхностью.

Мокрый снег - кашеобразная смесь влажного снега с водой,

образовавшаяся при выпадении мокрого снега из облаков или таяния

снежного слоя на покрытии при быстром повышении температуры воздуха.

Рыхлый снег - отложения на покрытии свежевыпавшего или

принесённого метелью снега.

Гололедицу и гололёд чаше всего объединяют в одно понятие - гололёд.

Методы борьбы с зимней скользкостью. Все мероприятия по борьбе с

зимней скользкостью можно разделить натри группы по их целевой

направленности:

снижение отрицательного воздействия образовавшейся зимней

скользкости и повышение коэффициента сцепления колеса с дорогой путём

россыпи по обледеневшему покрытию минеральных фрикционных

материалов;

удаление с покрытия образовавшегося ледяного или снежного слоя с

применением химических, механических, тепловых и других методов;

предотвращение образования снежно-ледяного слоя или ослабление его

сцепления с покрытием путём профилактической обработки покрытия

противогололёдными химическими веществами или введения

противогололёдных реагентов в состав покрытия. Наиболее часто

применяемые меры борьбы с зимней скользкостью приведены в табл. 15.10.

Таблица 15.10

Рекомендуемые меры борьбы с отложениями, вызывающими зимнюю скользкость

Снежно-ледяные

отложения

Температура

воздуха. °С

Рекомендуемые меры борьбы

Тонкие (1-2 мм)

ледяные плёнки и корки

От 0 до -12 Распределение химических веществ. Удаление остатков

растопленного льда механической щёткой

От -12 до -20 При кратковременном понижении температуры (не более

суток) россыпь фрикционных материалов, смешанных с

химическими веществами. Если низкая температура

удерживается, распределение химических веществ без

фрикционных материалов до полного разрушения ледяных

отложений с удалением остатков льда щеткой

Ниже -20 Распределение химических веществ низкотемпературного

действия с последующим удалением остатков разрушенной

ледяной корки механической щеткой

Уплотнённый снег,

накатанный колёсами

автомобилей до

скользкого состояния

до-10...-15 Удаление с предварительным ослаблением наката

распределением химических противогололёдных веществ

Мокрый снег от 0 до -2 Очистка покрытия автомобильными плужными

снегоочистителями со щётками. В необходимых случаях

распределение небольшого количества противогололёдных

химических веществ

В практике зимнего содержания автомобильных дорог для борьбы с зимней

скользкостью применяют фрикционный, химический, физико-химический и

другие комбинированные методы.

Фрикционный метод состоит в том, что по поверхности ледяного или

снежно-ледяного слоя рассыпают песок, мелкий гравий, отходы дробления,

шлак или другие абразивные материалы с размером частиц не более 5-6 мм

без примесей глинистых частиц. Предельно допустимая доля пылеватых,

глинистых и других загрязняющих примесей не более 3 %. Россыпь

производится пескоразбрасывателями или другими машинами. На неопасных

участках дорог норма расхода песка составляют от 200 до 700 г/м

или около

0,3-0,4 м

на 1000 м

покрытия. На опасных участках - спусках, перекрёстках,

кривых малого радиуса норму расхода практически удваивают.

Рассыпанный абразивный материал повышает коэффициент сцепления до

0,3, но задерживается на проезжей части короткое время - не более 0,5 часа,

сносится завихрениями после прохода автомобилей, разбрасывается

колёсами и сдувается ветром. Для восстановления сцепных свойств

требуются частые посыпки и большое количество пескораспределителей.

Песок при хранении в больших объёмах зимой может смерзаться в комья.

Для повышения эффективности распределяют подогретый абразивный

материал, который проникает в ледяную корку и после примерзания придает

поверхности некоторую шероховатость. Фрикционный метод не устраняет

скользкость, только на некоторое время уменьшает ее отрицательные

последствия.

Комбинированный химико-фрикционный метод состоит в том, что на

поверхность покрытия рассыпают фрикционные материалы, смешанные с

твёрдыми хлоридами NaCl, KaCl, MgCl

, СаС1

. Песчано-солевую смесь

приготавливают на пескобазах путём смешения фрикционных материалов с

кристаллической солью в соотношении 9:1; 8:1; 6:1 или 4:1. Достоинством

песчано-солевых смесей является то, что они не смерзаются и не

слёживаются.

На неопасных участках дорог нормы расхода песчано-солевых смесей

составляют от 100 г/м

до 400 г/м

, или 0,1-0,2 м

на 1000 м

покрытий, а на

опасных 0,3-0,4 м

. Песчано-солевые смеси распределяют специальными

пескоразбрасывателями или комбинированными дорожными машинами с

универсальным оборудованием.

Химический способ борьбы с образовавшейся зимней скользкостью

заключается в применении для плавления снега и льда твёрдых или жидких

химических веществ, содержащих хлористые соли.

Применение химических реагентов позволяет расплавить и устранить лёд

и снег, после чего покрытие становится мокрым, а затем высыхает. Таким

образом, химический метод позволяет полностью ликвидировать зимнюю

скользкость.

Плавление льда химическими реагентами представляет собой сложный

физико-химический процесс, в результате которого реагенты плавят лёд и

образуют водно-соляной раствор, температура замерзания которого

значительно более низкая, чем температура замерзания воды.

Интенсивность процесса взаимодействия характеризуется плавящей

способностью хлоридов q, т.е. количеством расплавленного льда в граммах

одним граммом соли при данной отрицательной температуре воздуха.

Плавящая способность вначале возрастает во времени Т, а далее по мере

наступления динамического равновесия стабилизируется:

q = аТ

, где [[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[ (15.24)

а - коэффициент, зависящий от вида хлорида, равный 1-5;

b - коэффициент, зависящий от температуры воздуха, равный 0,25-0,75.

С понижением температуры воздуха плавящая способность хлоридов

снижается и поэтому норма расхода их увеличивается (рис. 15.29).

Рис. 15.29. Зависимость количества расплавляемого льда хлористым натрием 1 и

хлористым кальцием 2 от температуры

Кроме того, при плавлении льда образуются растворы, которые могут

замерзнуть и стать причиной нового обледенения покрытия.

Температура замерзания раствора зависит от концентрации и вида

хлоридов. Так, раствор хлористого натрия 23 %-ной концентрации замерзает

при температуре -21°С, а раствор хлористого кальция 30 %-ной

концентрации при температуре -50°С (рис. 15.30). Наиболее низкая

температура замерзания и соответствующая ей наибольшая концентрация

раствора называется эвтектической температурой и эвтектической

концентрацией, при которых происходит кристаллизация твердого вещества,

т.е. соли в растворе. Эта точка на графике называется точкой эвтектики.

Рис. 15.30. Фазовая диаграмма растворения противогололёдных солей

При достижении эвтектической температуры происходит резкий переход

всей массы жидкости в твёрдую смесь, которая состоит изо льда и

кристаллов соли, т.е. соль в растворе кристаллизуется.

С учётом некоторого запаса рабочую температуру воздуха для каждого

хлорида принимают не более 2/3 от температуры точки эвтектики.

Так, допустимую температуру применения хлористого натрия принимают -

10°С, хлористого магния -10°С...-15°С, хлористого кальция -15°С...-20°С.

Химические материалы, применяемые для борьбы с зимней

скользкостью. В мировой практике для устранения снежно-ледяных

отложений на автомобильных дорогах и улицах городов применяют большой

перечень различных химических реагентов. Наиболее часто применяют

твёрдые и жидкие хлориды (рис. 15.31).

Рис. 15.31. Химические материалы, применяемые для борьбы с зимней скользкостью

Твёрдые хлориды.

Техническая поваренная соль NaCl. Это наиболее распространённая в

природе соль (каменная соль, самосадочная соль) в виде минералов галита и

сильвинита серого и белого цвета. Из сырья поваренной соли выпускают

пищевую соль, содержащую более 93-99,7 % NaCl, и техническую соль,

содержащую около 93 % NaCl. Для борьбы с зимней скользкостью

применяют молотую соль крупностью от 1,2 мм до 4,5 мм. Хлористый

натрий действует медленно, его плавящая способность в первый час в три-

четыре раза ниже, чем у хлорида кальция. Эвтектическая температура -21°С,

эвтектическая концентрация 23 %.

Техническая соль сильвинитовых отвалов NaCl+KCl -

кристаллический продукт розового цвета, отход производства калийных

удобрений. Этот продукт по своему химическому составу представляет в

основном хлористый натрий (от 90 до 95 %), а также содержит 2-3 %

хлористого калия и 0,5-1 % хлористого магния. Частицы соли сильвинитовых

отвалов имеют крупность до 4 мм при наличии отдельных включений

крупностью до 10 мм. Недостатком этого продукта является высокая

влажность (8-12 %) и поэтому слёживаемость - при положительной

температуре и смерзаемость - при низкой отрицательной температуре.

Хлористый кальций CaCl

- это побочный продукт содового

производства. Частицы его похожи на чешуйки диаметром около 15 мм и

толщиной 1 мм. Поэтому он называется чешуированным и содержит 67 %

хлористого кальция. Это самый быстродействующий материал, время его

полного растворения около 0,5 ч.

Хлористый кальций сильно впитывает влагу, поэтому должен поставляться

и храниться в полиэтиленовых мешках, не допускающих протекания влаги.

Эвтектика хлористого кальция равна -51°С при 32-35 % концентрации, что

позволяет использовать для удаления скользкости при низких температурах

воздуха.

Хлористый кальций фосфатированный (ХКФ) - это смесь

чешуированного хлористого кальция с ингибитором (фосфатом или

суперфосфатом). Добавка ингибитора в количестве 5-7 % от массы соли

существенно снижает коррозийное действие хлоридов. ХКФ поставляется в

полиэтиленовых мешках.

Смеси NaCl + CaCl

. Плавящая способность кальция выше, чем натрия,

поэтому создают смеси оптимального состава, применяемые при более

низких температурах, чем чистая соль NaCl. Оптимальными являются смеси

состава NaCl:CaCl

88:12 при условии применения чешуированного

хлористого кальция. Отличительной особенностью этих смесей является их

неслёживаемость.

Нитрит кальция-мочевина (НКМ) состоит из мочевины CO(NH

)

количестве 60 %, нитрита кальция Ca(NO

)

в количестве 36 %, карбоната

кальция СаСО

в количестве 0,5 %, влаги 2,5 % и нерастворимого остатка

около 1 %.

НКМ представляет собой гранулированный продукт,

малогигроскопичный, хорошо растворимый в воде. Его эвтектическая

температура при 48 % концентрации раствора равна 21,7°С. НКМ

транспортируют и хранят в полиэтиленовых мешках.

Хлористый магний (MgCl

) - это кристаллическая соль в виде гранул и

хлопьев. Получается сушкой раствора природного минерала бишофита,

который добывается методом выщелачивания (подземного растворения).

Представляет собой кристаллическое вещество желтоватого оттенка. Для

придания более качественного товарного вида продукту ЗАО «Бишофит

Авангард» дополнительно очищает рассол от жёлтого оттенка. В результате

на выходе получают чешуйчатый реагент белого цвета.

В отечественной практике эксплуатации дорог применяется под названием

бишофит, биомаг, ХММ (хлористый магний модифицированный).

Приготавливается как в жидком, так и в твёрдом виде. В твёрдом виде