Длина для дорожно – климатического графика

Исходные данные

Вариант № 3

Данные для автомобильной дороги:

1. Область прохождения автомобильной дороги - Петропавлск

2. Направление дороги СЗ 279°30

3. Длина дороги – 35 км

4. Категория дороги – III

 

Длина для розы ветров и расчета снегопереноса	Январь	Июль
С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Повторяемость направлений ветра (%)
Скорость ветра по румбам , м/с	4,2	4,6	6,5	5,8	5,6	6,9	5,0	4,6	4,5	4,5	4,4	3,7	3,6	4,5	4,7	4,8

 

Длина для дорожно – климатического графика

Месяц	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	год
Среднемесячная и годовая температура воздуха 0С	-18,7	-17,3	-11,3	1,5	11,4	16,8	18,8	16,6	10,6	1,8	8,1	15,9	0,5
Среднемесячное количество осадков за месяц мм
Среднемесячная и годовая скорость ветра, м/сек	6,1	6,3	6,6	5,8	5,8	4,9	4,4	4,1	4,7	5,7	6,0	6,0	5,5

 

Высота снежного покрова на последний день декады, см

XI

XII

I

Наибольшая за зиму

5%

Ср

Мах

Мин

II

III

IV

43%

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Казахская автомобильно - дорожная академия им. Л.Б.Гончарова

 

Кафедра ТС и ПСМ

 

 

Практическая работа 3

 

На тему: «Виды снежно-ледяных образований»

По дисциплине: эксплуатация автомобильных дорог

 

Выполнил: Альясов К.Т.

Группа: ТС-12

Проверил: ст. преп. Джуманова К.С.

 

 

Алматы 2015

3. Виды снежно-ледяных образований

В зимний период года ухудшается движение автомобилей из-за низких температур, образования на проезжей части отложения снега и гололеда. Технико-экономические показатели снижаются в результате уменьшения скорости движения и падения коэффициента сцепления с дорожным покрытием. Отложение снега на проезжей части формируется в результате снегопада, снегопереноса ветра, а в горной местности в следствий лавин. Снегоперенос вызывает наиболее интенсивные и опасные формирования снегоотложений на проезжей части, в следствий действий снежных метелей. Различают следующие виды метелей:

1. Общая метель – это перенос ветром ранее выпавшего снега;

2. Верховая метель – перенос выподаемого снега слабым ветром;

3. Низовая метель – это перенос ветром ранее выпавшего снега с поднятием над землей в слое от 0,5 до 4 м.

4. Бураны (пурга) – это перенос снега сильным ветром при скорости более 20 м/с.

Существуют следующие основные типы снежных и ледяных образований на автомобильных дорогах, аэродромах, городских улиц:

1. Изморозь;

2. Гололед;

3. Снежный покров;

4. Снежный накат;

5. Снежно-ледяной накат;

6. Снежно-ледяная каша;

7. Наледи.

Таблица 2.1 Типы снежно-ледяных образовании и их классификация

Типы	Условия формирования	Причины формирования
Изморозь.	Осаждение капель воды без их растекания (туман).	При морозах и заморозках.
Гололед.	Выпадение жидких атмосферных осадков понижение температуры воздуха после дождей и туманов.	При оттепелях.
Снежный покров.	Естественное осаждение атмосферных осадков.	Во время снегопада при ветровом переносе и метелях.
Снежный накат.	Уплотнение снежного покрова	Уплотнение колесным трактором, гусеничными колесами, санями, пешеходом.
Снежно-ледяной накат.	Естественное таяние снежного наката.	В результате трения и искусственного выделения тепла.
Снежно-ледяная каша.	Механическое перемешивание после снежно-ледяного наката.	В результате введения солей.
Наледи.	В условиях резкого повышения и понижения температуры.	В результате излияния воды на покрытие автомобильной дороги.

 

Изморозь – это рыхлое отложения снега, осаждающиеся на поверхности покрытия из переохлажденной влаги и мелких капель воды. Изморозь образуется при температуре от +7 ⁰С до 40 ⁰С,и относительной влажности до 100%.

Гололед – это ледяная корка образуется в зимний период при температуре от 4 ⁰С до 20 ⁰С, и при относительной влажности воздуха от 70% до 100%.

Снежный покров – это, на полотне автомобильной дороги образуются во время спокойных снегопадов, при ветровом переносе снега и в результате обрушения снежных лавин. Снежный покров уплотняется под действием проходящих транспортных средств и образуется снежный накат.

Проникновение талой воды в снежный накат приводит к тому, что снег становится менее прочным и образуется снежно-ледяная каша. Так же снежно-ледяная каша образуется от осыпания солей.

Наледи – это слоистый ледяной накат образуется поздней осенью и зимой при промерзании грунтовых вод. По происхождению наледи делятся на:

Природные (возникающие в естественных природных условиях);

Техногенные (возникают от нарушения водно-теплового режима при дорожном строительстве).

По месту отложения наледи классифицируются:

 

- Русловые;

- Логовые;

- Косо-горные;

- Откосные;

- Равнинные;

-Предгорные.

Таблица 2.2 Физико-механические свойства снежно-ледяных отложении, плотность и твердость

Категория снега и льда	Плотность кг/м3	Твердость кг/см2
Изморозь Гололед Снежный покров   Снежный накат     Снежно-ледяной накат Снежно-ледяная каша Наледи	500 – 700 700 – 900 Во время снегопада 10 – 40 Ветровой перенос 200 – 450 Обрушение лавин 600 – 700 Уплотнение колесным трактором 400 – 600 Уплотнение пешеходом 200 – 400 500 – 900 400 – 1000 700 – 900	40 – 90 90 – 200   0,5 – 1   2 – 10   50 – 90     10 – 50   2 – 5 50 – 180 10 – 500 90 – 300

 

Снежно-ледяные отложения образующиеся на автомобильной дороге по физическому состоянию подразделяются на следующие виды:

- Рыхлый снег;

- Уплотненный;

- Стекловидный лед.

Отложение рыхлого снега образуется при снегопадах, безветренную погоду. Плотность снега составляет 0,06 ÷ 0,2 м³. Накат представляет собой спрессованный снег различной толщины, его плотность 0,3 ÷ 0,6 г/см³.

Стекловидный лед представляет собой гладкую стекловидную пленку толщиной 13 мм.

Коэффициент сцепления 0,08 – 0,15 образуется при температуре 3 ⁰С ÷ 6 ⁰С.

 

Таблица 2.3Плотность и твердость снега

Виды снежного покрова	Плотность	Твердость
Рыхлый свежевыпавший снег	0,01 – 0,2	0,02
Рыхлый слабо уплотненный снег	0,22 – 0,3	0,02 – 0,1
Уплотненный снег	0,3 – 0,4	0,2 – 0,4
Старый, слежавшейся снег	0,48 – 0,52	0,4 – 0,5
Уплотненный накат	0,55 – 0,7	0,5 – 0,7
Стекловидный лед	0,7 – 0,95	Более 0,7

 

Таблица 2.4 Значение коэффициента сцепления в зимний период

Вид снежного покрова	Коэффициент сцепления
Снежный покров мокрый снег сухой снег	0,1 – 0,2 0,2 – 0,25
Снежный накат мокрый снег сухой снег	0,1 – 0,2 0,15 – 0,25
Снежноледяная каша	0,2 – 0,3
Гололед	0,03 – 0,15
Изморозь	0,1 – 0,25
Наледи	0,02 – 0,15

 

На автомобильных дорогах борьба с зимней скользкостью ведется в основном химическим и фрикционным способами. В первом случае распределяют химические противогололедные вещества, которые вызывают полное таяние снежно-ледяных отложений либо нарушают их прочность, после чего отложения разрушаются колесами автомобилей и легко удаляются снегоуборочными машинами. Во втором случае используют уменьшающие скользкость материалы, которые закрепляются на поверхности снежно-ледяных отложений, временно повышая коэффициент сцепления с ними колес автомобилей.

Для борьбы с зимней скользкостью можно использовать кристаллические и жидкие химические вещества:

хлористый натрий (NaCl) кристаллический в виде технической поваренной соли, представляющей собой часть продукции, не используемую для пищевых целей. При борьбе с зимней скользкостью применяют молотую соль крупностью от 1,2 до 4,5 мм; хлористый кальций (CaCl) кристаллический чешуированный с содержанием 67% хлористого кальция и фосфатированный (изготовляют введением в чешуированный хлористый кальций ингибирующей добавки – суперфосфата 5 – 7% по массе), а также жидкий с концентрацией от 32 до 37%; смесь кристаллического хлористого натрия и хлористого кальция в пропорции 88:12. Эта смесь обладает эффективным противогололедным действием и не слеживается при хранении; соль сильвинитовых отвалов – кристаллический продукт, являющийся отходом при переработке минерала сильвинита на калийные удобрения. Этот продукт, накопленный в огромных количествах в отвалах калийных комбинатов, по химическому составу представляет в основном хлористый натрий (от 90 до 95%), содержит также 2 – 3% хлористого калия, 0,5 – 2% сернокислого кальция, 0,5 – 1% хлористого магния и 5 – 10% минеральных примесей. Частицы соли сильвинитовых отвалов имеют крупность до 4 мм при наличии отдельных включений до 10 мм; концентрированные рассолы естественные или искусственные (отходы химических заводов). Химический состав рассолов разнообразен. В зависимости от преобладающих солей они относятся чаще всего к хлоридно-натриевому, хлоридно-кальциевому или хлоридно-магниевому типу. Содержание солей в рассолах от 150 до 300 г/л.

Ввиду того что химические вещества, применяемые для борьбы с зимней скользкостью, вызывают коррозию металлических деталей автомобилей, к ним добавляют ингибиторы, предотвращающие или резко ослабляющие коррозию. В качестве ингибиторов можно применять: одна замещенный фосфат натрия NaH₂PO₄*2H₂O; двузамещенный фосфат натрия NaHPO₄*12H₂O; простой суперфосфат Ca(H₂PO₄)₂; двойной суперфосфат Ca(H₂PO₄)₂+P₂O₅; гексаметафосфат натрия (NaPO₃)₆.

Эффективность действия рассолов можно повысить их обогащением, добавляя кристаллический хлористый кальций в количестве 10 – 12% к объему рассола. Для обогащения можно использовать порошкообразный и чешуированный хлористый кальций, а также реагент ХКФ (хлористый кальций фосфатированный).

Для борьбы с зимней скользкостью можно применять также природные материалы – бишофит, сильвинит, карналит, каинит, а также твердые или жидкие продукты, являющиеся отходами промышленности и содержащие хлориды натрия, кальция и магния в количестве не менее 25%. К ним предъявляют обязательное требование, чтобы вещества были безвредны для людей и животных и не обладали красящими свойствами. Для применения новых местных материалов нужно получить разрешение санитарно-эпидемиологической станции.

В УССР для борьбы с зимней скользкостью применяли зубер (породу, сопутствующую залеганию калийных солей). Минералогический состав зубера, %: галит – 58,5; каинит – 1,49; карналит – 0,09; кизерит – 1,18; сильвинит – 0,28; ангидрит – 0,68; гипс – 1,72; нерастворимый остаток – 34,89. При гололедице зубер распределяют в следующем количестве: 40 – 60 г/м³ при температуре от – 4…6⁰С и 90 – 100 г/м² при 7…+12⁰С.

При борьбе с зимней скользкостью используют следующие фрикционные материалы, повышающие коэффициент сцепления шин с покрытием: песок, мелкий гравий, дробленный каменный материал, топливный шлак. Непригодны материалы, загрязняющие дорогу или легко крошащиеся. Крупность частиц не должна превышать 5 мм, так как более крупные частицы могут повредить проезжающие автомобили, нанести травмы людям, вывести из строя механизмы распределительных машин. Песок следует применять прогрохоченный крупно и среднезернистый с содержанием не более 2 – 3% глинистых частиц. Шлак не должен включать обломков металла. Чтобы предохранить фрикционные материалы от смерзания в период хранения, а также для лучшего закрепления на поверхности снежно-ледяных отложений к фрикционным материалам добавляют твердые кристаллические химические вещества в количестве: 40 кг/м³ в районах со средним минимумом температуры зимой выше – 12 ⁰С; 60 кг/м³ – ниже – 12 ⁰С.

Если возникает необходимость хранения противогололедных фрикционных материалов без добавки соли, их предохраняют от смерзания, укрывая сначала водонепроницаемым материалом (например, полиэтиленовой пленкой), а затем – утеплителем (шлаком, опилками и т.п.), штабеля располагают так, чтобы они не подтоплялись стекающей водой.

Назначая норму россыпи на тех или иных участках дороги, нужно учитывать условия движения, трассу в плане и продольном профиле, вид зимней скользкости. На прямых участках с продольным уклоном менее 20 при гололедице фрикционные материалы следует рассыпать в количестве 0,10 – 0,20 м³ на 1000 м² (большая норма россыпи при интенсивном движении), а в период снегопада (для предотвращения снежного наката) – 0,07 – 0,14 м³ на 1000 м². На кривых, на участках с продольным уклоном больше 20‰, на подходах к пересечениям дорог и в других местах, где по условиям движения может возникать необходимость экстренного торможения, нормы россыпи на 1000 м²: при гололеде 0,30 – 0,40 м³, при снегопаде 0,21 – 0,28 м³.

 

Таблица 2.5 Физико-механические свойства фрикционных материалов.

Металл	Влажность, %	Плотность, т/м3	Коэффициент пригодности
Песок а) крупный б) мелкий	13,9 15,6	1,78 1,6	Кпр=0,6 – 0,65 Кпр=0,75 – 0,85
Кирпичная крошка	___	1,8	Кпр=0,5 – 0,65 во влажном сост. не пригоден
Мраморная крошка	___	2,7 – 2,8	Кпр=0,75 – 0,85
Песок кварцевый	10,0	1,8	Кпр=0,65 – 0,80
Топливный шлак	0,7	0,6 – 0,8	Кпр=0,4 – 0,5 во влажном сост. не пригоден
Гравий		1,84	Кпр=0,65 – 0,75
Отсев каменных материалов	___	1,85 2,2	Кпр=0,8 – 0,85