1

Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Воронежский государственный архитектурно-строительный университет

А.Н. Канищев, Н. И. Паневин, М.А. Лебедева

ЗИМНЕЕ СОДЕРЖАНИЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ: КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Учебно-методическое пособие

Допущено УМО вузов РФ по образованию в области железнодорожного транспорта

и транспортного строительства в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по специальности

270205 «Автомобильные дороги и аэродромы» направления подготовки «Транспортное строительство»

Воронеж – 2011

2

УДК 625.76 ББК 39.311 К194

Рецензенты:

кафедра изыскания и проектирования аэродромов Военного авиационного инженерного университета (г. Воронеж);

А.В. Скрыпников, д.т.н., проф. Воронежской лесотехнической академии

Изложена методика выполнения курсовой работы по дисциплине «Эксплуатация автомобильных дорог». Знакомит с вопросами расчета снегоприноса, снегозащиты и очистки автодорог от снега. Пособие позволит более глубоко изучить и усвоить теоретические знания, приобрести практические навыки, необходимые инженер–дорожнику при выполнении работ по технической эксплуатации автомобильных дорог.

Предназначено для студентов, обучающихся по специальности 270205 «Автомобильные дороги и аэродромы» направления подготовки «Транспортное строительство».

Ил. 21. Табл. 50. Библиогр.: 27 назв.

УДК 625.76

ББК 39.311

3

ВВЕДЕНИЕ

Наиболее сложными и ответственными мероприятиями, выполняемыми службами эксплуатации автомобильных дорог, являются работы по зимнему содержанию. В состав этих работ входят: очистка от снега, предупреждение образования и ликвидация зимней скользкости, защита дорог от снежных заносов, лавин, предотвращение образования наледей, борьба с ними и др. Своевременное и качественное проведение работ должно обеспечивать бесперебойное и безопасное движение транспортных средств с расчетными скоростями при любых погодно-климатических условиях.

Для выполнения требований, предъявляемых к техническому уровню и эксплуатационному состоянию дороги, службы эксплуатации должны обеспечивать высокий уровень зимнего содержания, к основным показателям которого относят:

•ширину чистой от снега и льда проезжей части для дорог с капитальным и усовершенствованным покрытием;

•максимальную толщину уплотненного спланированного снега на переходных покрытиях и обочинах;

•толщину слоя рыхлого снега на покрытии, накапливающегося с начала снегопада или метели до начала снегоочистки и в перерывах между проходами снегоочистительных машин;

•сроки ликвидации снежных отложений и зимней скользкости.

Система мероприятий должна быть построена таким образом, чтобы

создать наиболее комфортные условия для движения автомобилей, а также максимально ускорить выполняемые работы по зимнему содержанию, уменьшить и удешевить их объем.

Основными задачами курсового проектирования являются:

•расширение теоретических знаний, полученных при изучении лекционного курса «Эксплуатация автомобильных дорог»;

•ознакомление студентов со способами решения инженерноприкладных задач с использованием нормативно-технической документации и литературы.

Вкурсовом проекте должен быть выполнен расчет объемов снегоприноса с заданной обеспеченностью в зависимости от различных направлений метелевого ветра. Кроме того, должны быть разработаны мероприятия по организации снегозащиты, патрульной снегоочистки, ликвидации снежных заносов, предупреждению образования зимней скользкости и борьбе с ней на автомобильных дорогах.

Впроцессе разработки проекта для решения поставленных задач необходимо рассматривать возможности применения новейших технологий, а также современных машин и оборудования.

4

ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Курсовой проект состоит из пояснительной записки и графической части. Пояснительная записка должна быть составлена в полном соответствии с требованиями ЕСКД [19]. Принятые решения обосновываются и четко изла-

гаются без излишних теоретических положений в пояснительной записке, объемом которой не должен превышать 30 страниц.

Все страницы должны иметь стандартные рамки и быть пронумерованы

вугловых штампах. В текстовой части записки запрещаются сокращения, не принятые в технической литературе.

Все рисунки и таблицы должны иметь порядковый номер и название.

Вконце пояснительной записки приводится список используемой литературы, ссылки на которую, заключенные в косых чертах, обязательно даются

втексте.

Пояснительная записка должна быть написана авторучкой или оформлена на компьютере с использованием современных текстовых редакторов.

Все листы должны быть сброшюрованы и иметь обложку. Обложка пояснительной записки оформляется в соответствии с образцом (прил. 1).

Графическая часть выполняется на листе формата А1 - 594×841мм. На него выносят картограмму расчетных объемов снегоприноса, схему классификации участков по степени снегозаносимости с размещением снегозащитных устройств, график обработки покрытия противогололедными материалами, условные обозначения.

Все необходимые данные для выполнения курсового проекта приведены в задании.

ПОЯСНЕНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

1. Климатическая характеристика района прохождения трассы

Климатическая характеристика района прохождения трассы составляется на основе данных [25] и прил. 2. При этом приводятся:

•дорожно-климатическая характеристика территории;

•описание рельефа местности;

•описание геолого-гидравлических условий;

•описание растительности.

Особое внимание должно быть обращено на климатические данные для зимнего периода:

•наибольшую высоту снежного покрова с вероятностью превышения 5%.

•дату образования устойчивого снежного покрова;

•число дней с устойчивым снежным покровом;

•число случаев образования зимней скользкости,

атакже среднемесячные январские показатели:

5

•температуры воздуха;

•количества осадков;

•продолжительность метелевой деятельности;

•скорости и повторяемости метелевых ветров;

•в соответствии с прил. 3 необходимо определить район по трудности снегоборьбы, в котором проходит рассматриваемая дорога, и дать его характеристику.

2.Расчет объема снегоприноса и статистическая обработка метеосведений за 10 зимних периодов

2.1. Методика определения расчетного снегоприноса заданной обеспеченности

Количество снега, приносимое метелями к одной стороне дороги в течение зимы, называют объемом снегоприноса. Он составляет лишь некоторую часть от общего объема снега, участвующего в переносе и называемого объемом снегопереноса. Объемы снегоприноса и снегопереноса принято измерять в м3 на 1 м протяжения дороги (м3/м).

Воснову аналитического метода расчета годового объёма снегоприноса

кавтомобильной дороге положены труды Всесоюзного научноисследовательского института железнодорожного транспорта (Д. М. Мельник), Всесоюзного научно-исследовательского института транспортного строительства (В.Н. Ляховский) и накопленный опыт проектноизыскательских работ института «Союзгипролесхоз» по защите автомобильных дорог от снежных заносов.

Сведения метеостанций по ветровому режиму преобразовывают в объемы переносимого снега на основании установленной Д. М. Мельником зависимости между осредненной интенсивностью горизонтального переноса снега и скоростью ветра и скоростью ветра при метелях на высоте флюгера:

где I – интенсивность горизонтального переноса снега, м3/м-ч;

С – коэффициент пропорциональности, величина которого зависит от плотности снега в метелевых сугробах;

V – скорость метелевого ветра на высоте флюгера, м/с :

где γ – плотность снега в метелевых сугробах, т/м3;

6

Количество переносимого снега Wt за время действия t метелевого ветра определенного направления можно вычислить по формуле

Практически для расчета снегопереноса из журналов наблюдений метеостанции выбирают сведения о скорости и продолжительности ветров за 10 - 20 подряд идущих зим при определенных погодных условиях (температура воздуха ниже 0 °С, скорость ветра на высоте флюгера более6 м/с, высота снежного покрова не менее 10 см). Принятая в расчетах продолжительность периода наблюдений (не менее 10 зим) позволяет более точно определитьрасчетный объём снегопереноса принятой обеспеченности.

Формула (2.1.3) позволяет рассчитывать объем снегопереноса за любой промежуток времени зимнего периода.

Для расчета объемов снегопереноса в январе определим повторяемость метелевых потоков по направлениям по формуле (2.1.4) и составим табл. 2.1.1:

где Pмi – повторяемость метелевыхветров поi-му направлению, случаи; Pвi – повторяемость ветра за январь по i-му направлению, опреде-

лённая по [25], % (условно принимаем, что все ветры является метелевыми); Робщ – общее число случаев метелевых ветров (см. задание).

Таблица 2.1.1

Повторяемость метелевых ветров по направлениям в январе

Согласно табл. 2.1.1, составленной на январь, и таблицам расчетных объемов снегопереноса [27] в зависимости от скорости ветра, измеренной на высоте флюгера, определяют расчетный снегоперенос Wянвпер за январь по основным направлениям метелевого ветра.

Для этого в ведомость объемов переноса снега (табл. 2.1.2) заносятся значения повторяемости метелевых ветров Pмi , а по [27] или таблицам (прил. 4) определяют расчетный снегоперенос Wянвперi по основным направлениям ветра.

7

Таблица 2.1.2

W пер

Ведомость объемов снегопереноса янв за январь по основным направлениям ветра

Следует иметь в виду, что таблицы расчетных объемов снегопереноса составлены для снега плотностью 0,25 и 0,30 т/м3. Если плотность снежных отложений не совпадает с принятыми в таблицах прил. 4, в расчеты вводится поправка на фактическую плотность снега. Для этого табличные значения снегопереноса умножаются на коэффициент, равный отношению плотности снега,

принятого по прил.4, к фактической плотности метелевых отложений γ. Аналогично выполняют определение объёмов снегопереноса для других

зимних месяцев.

Годовой объем снегопереноса Wгодпер равен сумме ежемесячных объемов снегопереноса Wмеспер по каждому направлению метелевого потока:

где k – продолжительность зимнего периода, месяц (прил. 2).

Для упрощения расчетов в курсовом проекте годовой объем снегопереноса по i-му направлению метелевой деятельности условно принимаем

Годовые расчетные объемы снегопереноса по основным направлениям метелевой деятельности при заданной скорости метелевого ветра заносятся в строку «Расчётный» таблицы объемов снегопереноса задания.

Для сокращения затрат времени на выполнение курсового проекта в задании приведены расчетные объемы переноса снега за 9 лет.

Годовые объемы снегопереноса служат основой для вычисления объемов снегоприноса Wi к каждой стороне участка автомобильной дороги. Чтобы оп-

ределить объемы снегоприноса, годовые объемы снегопереноса по основным