Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2833.pdf
Скачиваний:
138
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
2.39 Mб
Скачать

13

Таблица 2.1.1П Повторяемость направлений метелевых ветров в январе

Единица измерения

 

Повторяемость метелевых ветров, Рмi ,

 

метелевых ветров

 

 

 

по направлениям

 

 

 

 

С

СВ

В

 

ЮВ

Ю

 

ЮЗ

З

СЗ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

% [25]

6

10

13

 

16

11

 

18

15

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

случаи (формула (2.1.4))

2

4

5

 

6

4

 

7

6

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определим расчетный снегоперенос за январь по основным направлениям метелевого ветра. Для этого из табл. 2.1.1П в ведомость объемов переноса снега (табл. 2.1.2П) заносим значения повторяемости метелевых ветров Рм (в случаях), а по таблицам прил. 4 определяем снегоперенос в январе Wянвi по основным направлениям метелевого ветра.

Таблица 2.1.2П

Ведомость объемов снегопереноса за январь Wянв по основным направлениям метелевого ветра

v,

 

Объемы снегопереноса за январь Wянв по основным направлениям

Средняя скорость ветра при метелях

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ветра, м³/м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

СВ

 

В

ЮВ

 

Ю

ЮЗ

 

З

 

СЗ

м/с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pм c

Wc

Pм cв

Wcв

Pм в

 

Pм юв

 

Wюв

Pм ю

 

Pм юз

Wюз

Pм з

 

Pм cз

 

Wcз

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

 

2

 

7,7

4

15,3

5

 

19,0

6

 

23,0

4

 

15,3

7

26,8

6

 

23,0

4

 

15,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Годовой объем снегопереноса Wгод равен сумме ежемесячных объемов снегопереноса Wмес по каждому направлению метелевого потока по формуле (2.1.5). Для упрощения расчетов в курсовом проекте годовой объем снегопереноса по i-му направлению метелевой деятельности условно принимаем по формуле (2.1.6). Продолжительность зимнего периода определяем по прил. 2.Для Брянской области с учётом округления до целых месяцев в большую сторону она составляет 7 месяцев.

WгодС = (7 2)

7,7 = 38,5 ;

(2.1.6П.1)

WгодСВ = (7 2)

15,3 = 76,5 ;

(2.1.6П.2)

 

14

 

WгодВ

= (7 2) 19,0 = 95,0 ;

(2.1.6П.3)

WгодЮВ = (7 2) 23,0 =115,0

(2.1.6П.4)

WгодЮ

= (7 2) 15,3 = 76,5 ;

(2.1.6П.5)

WгодЮЗ

= (7 2) 26,8 =134,0 ;

(2.1.6П.6)

WгодЗ = (7 2) 23,0 =115,0 ;

(2.1.П.7)

WгодСЗ

= (7 2) 15,3 = 76,5 .

(2.1.6П.8)

Годовые расчетные объемы снегопереноса по основным направлениям метелевой деятельности при заданной скорости метелевого ветра заносим в строку «Расчётный» таблицы объемов снегопереноса задания. Годовые объемы снегопереноса служат основой для вычисления объемов снегоприноса Wi к каждой стороне участка автомобильной дороги. Для этого годовые

объемы снегопереноса по основным направлениям метелевой деятельности умножаются на величину синуса угла между направлением метелевого ветра и осью дороги (α) в формуле (2.1.7)).

Рис. 2.1.1П. Диаграмма для определения снегоприноса по 8 румбам

Так, заданный участок дороги представляет собой два прямых участка (первый ПК0+00 - ПК6+50 и третий ПК20+50 - ПК30+00) с правоповоротной кривой между ними (второй ПК6+50-ПК20+50), имеющей угол поворота 620. С помощью диаграммы (рис. 2.1.1П) определяем угол между направлением метелевого ветра и осью дороги по 8 румбам для каждого прямолинейного участка.

15

Годовой объем снегоприноса с левой и правой стороны определяем для каждого участка дороги.

На первом участке дороги суммарный объем снегоприноса выразится уравнениями:

с левой стороны:

Wслевапр. =WгодСпер. sin 31°+WгодСЗпер. sin 76°+WгодЗпер. sin 59°+WгодЮЗпер. sin14°;

(2.1.7П)

с правой стороны:

 

 

 

 

 

Wсправапр.

=WгодСВпер. sin14°+WгодВпер. sin 59°+WгодЮВпер. sin 76°+WгодЮпер. sin 31.°

(2.1.7П.2)

На третьем участке дороги:

 

 

 

с левой стороны

 

 

 

 

 

W пр.

=W пер. sin 42°+W пер. sin 87°+W пер.

 

sin 48°+W пер. sin 3°

(2.1.7П.3)

слева

 

годСЗ

годС

годСВ

годВ

с правой стороны

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

W пр.

 

=W пер. sin 3°+W пер.

sin 48°+W пер.

sin87°+W пер. sin 42°

 

справа

годЗ

годЮЗ

годЮ

 

годЮВ

(2.1.7П)

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В примере рассматриваем десять зимних периодов, по которым и выполняем расчеты.

Используя полученные формулы, определяем объём снегоприноса от каждого метелевого ветра с учётом его направления. Для этого объёмы снегопереносов, приведённые в задании (для 9 зимних периодов) и полученные «Рас-

чётные» объёмы, умножают на sin угла α..

α – угол, образованный между направлением метелевого ветра и осью прямолинейного участка дороги.

Для удобства вычисления полученные значения объемов снегоприноса заносим в табл. 2.1.3П, начиная с «Расчетного» зимнего периода и далее по заданию.

На третьем участке угол меду направлением метелевого потока и осью дороги от восточного и западного направления составляет менее 100, следовательно, объём снегоприноса с данных направлений равен 0.

После определения объёмов снегоприноса от каждого направления метелевого потока вычисляем суммарные годовые объёмы снегоприноса для каждой стороны дороги. Для чего построчно складываем полученные значения объёмов снегоприноса за каждый рассматриваемый зимний период для каждой стороны дороги.

Полученные суммарные годовые объемы снегоприноса располагаем в статистический ряд в убывающей последовательности и записываем в третий столбец табл.2.1.4П.1. – 2.1.4П.4. Во второй столбец ставим зимний период, соответствующий объёму снегоприноса, записанному в третьем столбце в убывающей последовательности.

 

 

Годовые объемы снегоприноса к дороге при различных направлениях метелевых ветров

Таблица 2.1.3П

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Направление участка дороги

Местоположение

 

 

Годовой объем снегоприноса по i-му направлению Wгодi·sinαi,

 

 

 

Сторона

 

 

 

 

м3

 

 

 

Суммарные го-

 

 

 

 

 

 

Зимний

 

 

 

 

 

 

 

 

довые объемы

 

 

 

начало

конец

 

период

СВ

В

ЮВ

Ю

ЮЗ

З

СЗ

С

снегоприноса

 

 

 

ПК+

ПК+

 

 

Wсум, м3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

 

 

 

 

 

 

Расч.

 

 

 

 

32,42

98,57

74,23

19,83

225,05

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

31,93

29,14

85,39

36,57

183,03

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

27,09

22,29

84,42

42,75

176,55

 

 

 

 

 

Левая

9

 

 

 

 

27,33

98,57

85,39

25,24

236,53

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

10

 

 

 

 

22,26

13,71

25,23

22,15

83,35

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

17,42

20,57

37,84

21,63

97,46

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

11,61

26,57

57,25

5,15

100,58

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

24,43

40,29

75,68

32,96

173,36

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

34,84

70,29

108,67

6,18

219,98

 

 

СВ310

0+00

6+50

 

15

 

 

 

 

20,08

30,00

62,10

36,57

148,75

 

 

 

Расч.

18,51

81,43

111,58

39,40

 

 

 

 

250,92

 

 

 

 

 

 

2

13,55

18,00

91,21

12,88

 

 

 

 

135,64

 

 

 

 

 

 

3

27,10

144,00

60,16

43,26

 

 

 

 

274,52

 

 

 

 

 

Правая

9

28,30

56,57

105,76

23,18

 

 

 

 

213,81

 

 

 

 

 

 

10

8,22

12,00

62,10

39,66

 

 

 

 

121,98

 

 

 

 

 

 

11

13,31

16,29

33,00

36,57

 

 

 

 

99,17

 

 

 

 

 

 

12

19,60

30,00

112,55

44,81

 

 

 

 

206,96

 

 

 

 

 

 

13

26,85

14,57

89,27

49,44

 

 

 

 

180,13

 

 

 

 

 

 

14

7,50

66,86

35,90

5,15

 

 

 

 

115,41

 

 

 

 

 

 

15

7,02

56,57

98,97

26,78

 

 

 

 

189,34

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Окончание табл. 2.1.3П

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Направление участка дороги

Местоположение

 

 

Годовой объем снегоприноса по i-му направлению Wгодi·sinαi,

 

 

 

Сторона

Зимний

 

 

 

м3

 

 

 

Суммарный го-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

довые объемы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

начало

конец

 

период

СВ

В

ЮВ

Ю

ЮЗ

З

СЗ

С

снегоприноса

 

 

 

ПК+

ПК+

 

 

Wсум, м3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

 

 

 

 

 

 

Расч.

51,19

0

 

 

 

 

56,85

38,45

146,49

 

 

 

 

 

 

2

58,88

0

 

 

 

 

41,62

70,90

171,4

 

 

 

 

 

 

3

58,21

0

 

 

 

 

83,23

82,89

224,33

 

 

 

 

 

Левая

9

58,88

0

 

 

 

 

86,95

48,93

194,76

 

 

 

 

 

10

17,70

0

 

 

 

 

25,27

42,94

85,91

 

 

 

 

 

11

26,10

0

 

 

 

 

40,87

41,94

108,87

 

 

 

 

 

 

12

39,48

0

 

 

 

 

60,19

9,99

109,66

 

17

 

 

 

 

13

52,12

0

 

 

 

 

82,49

63,91

198,52

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

74,94

0

 

 

 

 

23,04

11,98

109,96

 

 

ЮВ870

20+50

30+00

 

15

42,82

0

 

 

 

 

21,55

70,90

135,27

 

 

 

Расч.

 

 

99,58

76,40

76,95

0

 

 

252,93

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

98,10

24,97

62,90

0

 

 

185,97

 

 

 

 

 

 

3

 

 

83,23

83,88

41,49

0

 

 

208,60

 

 

 

 

 

Правая

9

 

 

83,98

44,94

72,94

0

 

 

201,86

 

 

 

 

 

10

 

 

68,37

76,89

42,82

0

 

 

188,08

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

53,51

70,90

22,75

0

 

 

147,16

 

 

 

 

 

 

12

 

 

35,67

86,88

77,62

0

 

 

200,17

 

 

 

 

 

 

13

 

 

75,06

95,87

61,56

0

 

 

232,49

 

 

 

 

 

 

14

 

 

107,01

9,99

24,76

0

 

 

141,76

 

 

 

 

 

 

15

 

 

61,68

51,93

68,25

0

 

 

181,86

 

 

18

Значения расчетной обеспеченности принимаем для десятилетнего расчётного периода и определяем по прил.5.

Среднее значение объёмов снегоприноса за десять зимних периодов определим по формуле (2.1.9.). Для этого суммируем годовые объёмы снегоприносов для каждого участка дороги с левой и правой стороны и разделим на десять зимних периодов.

Используя формулы (2.1.10 - 2.1.13), определяем коэффициенты вариации и асимметрии, а также среднеквадратичное отклонение, необходимые для статистической обработки данных и корректировки результатов вычислений с уменьшением возможной их погрешности.

Для упрощения обработки данных при вычислениях используем табл.

2.1.4П.1. – 2.1.4П.4.

Расчет статистических показателей снегоприноса за ряд зим

Таблица 2.1.4 П.1

Местоположение участка дороги ПК0+00 - ПК6+50 (снегопринос с левой стороны дороги)

Порядковый mряданомер

Зимний годы,период

Объемы снегоприноса последоубывающейв - м,вательности

обеспеченРасчетная- ,ность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кm

Кm-1

m-1)2

m-1)3

Cν

Cs

εw

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

9

237

6,7

1,438

0,438

0,192

0,084

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Расч.

225

16,3

1,368

0,368

0,136

0,050

 

 

 

3

14

220

26,0

1,338

0,338

0,114

0,038

 

 

 

4

2

183

35,6

1,113

0,113

0,013

0,001

 

 

 

5

3

177

45,2

1,074

0,074

0,005

0,0004

0,339

-0,187

10,72

6

13

173

54,8

1,054

0,054

0,003

0,0002

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

15

149

64,4

0,904

-0,096

0,009

-0,001

 

 

 

8

12

101

74,0

0,612

-0,388

0,151

-0,059

 

 

 

9

11

97

83,6

0,593

-0,407

0,166

-0,068

 

 

 

10

10

83

93,3

0,507

-0,493

0,243

-0,120

 

 

 

Итого

1645

 

 

 

1,032

-0,073

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

Таблица 2.1.4П.2

Местоположение участка дороги ПК0+00 - ПК6+50 (снегопринос с правой стороны)

 

Порядковый ряданомерm

 

Зимний период

Объемы снегоприноса убывающейв последовательности, м

 

обеспеРасчетнаяченность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кm

Кm-1

m-1)

2

m-1)

3

Cν

 

Cs

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

εw

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

3

275

 

6,7

 

1,538

0,538

0,289

 

0,156

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

Расч.

251

 

16,3

 

1,301

0,301

0,090

 

0,027

 

 

 

 

 

 

 

 

3

9

214

 

26,0

 

1,108

0,108

0,012

 

0,001

 

 

 

 

 

 

 

 

4

12

207

 

35,6

 

1,072

0,072

0,005

 

0,0004

 

-0,183

10,76

 

 

5

15

189

 

45,2

 

0,981

-0,019

0,0004

0,000

 

0,34

 

 

6

13

180

 

54,8

 

0,933

-0,067

0,004

 

-0,0003

 

 

7

2

136

 

64,4

 

0,703

-0,297

0,088

 

-0,026

 

 

 

 

 

 

 

8

10

122

 

74,0

 

0,632

-0,368

0,135

 

-0,050

 

 

 

 

 

 

 

9

14

115

 

83,6

 

0,598

-0,402

0,162

 

-0,065

 

 

 

 

 

 

 

10

11

99

 

93,3

 

0,514

-0,486

0,236

 

-0,115

 

 

 

 

 

 

 

Итого

1788

 

 

 

 

 

1,021

 

-0,072

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Местоположение участка дороги ПК20+50-ПК30+00

 

 

Таблица 2.1.4П.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(снегопринос с левой стороны)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Порядковый номерряда m

Зимний период

Объемы снегоприноса убывающейв последовательности, м

Расчетная обеспеченность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м /

 

 

 

Кm

Кm-1

m-1)

2

m-1)

3

Cν

 

Cs

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

εw

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

3

224

6,7

 

1,511

0,511

0,261

 

0,133

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

13

199

16,3

 

1,341

0,341

0,117

 

0,040

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

9

195

26,0

 

1,316

0,316

0,100

 

0,032

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

2

171

35,6

 

1,158

0,158

0,025

 

0,004

 

 

0,314

 

0,262

 

 

 

 

5

 

Расч.

146

45,2

 

0,986

-0,014

0,000

 

0,000

 

 

 

 

9,93

 

 

6

 

15

135

54,8

 

0,914

-0,086

0,007

 

-0,001

 

 

 

 

7

 

14

110

64,4

 

0,743

-0,257

0,066

 

-0,017

 

 

 

 

 

 

 

8

 

12

110

74,0

 

0,741

-0,259

0,067

 

-0,017

 

 

 

 

 

 

 

9

 

11

109

83,6

 

0,736

-0,264

0,070

 

-0,018

 

 

 

 

 

 

 

10

 

10

86

93,3

 

0,580

-0,420

0,176

 

-0,074

 

 

 

 

 

 

 

Итого

1485

 

 

 

 

 

0,889

 

0,081

 

 

 

 

 

 

 

 

20

Таблица 2.1.4П.4

Местоположение участка дороги ПК20+50-ПК30+00 (снегопринос с правой стороны)

Порядковый ряданомерm

Зимний период

Объемы снегоприноса убывающейв последовательности, м

Расчетная обеспеченность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кm

Кm-1

m-1)

2

m-1)

3

Cν

Cs

 

 

 

3

 

 

 

εw

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Расч.

253

6,7

1,303

0,303

0,092

 

0,028

 

 

 

 

2

13

232

16,3

1,198

0,198

0,039

 

0,008

 

 

 

 

3

3

209

26,0

1,075

0,075

0,006

 

0,0004

 

 

 

4

9

202

35,6

1,041

0,041

0,002

 

0,0001

0,175

0,037

 

5

12

200

45,2

1,032

0,032

0,001

 

0,000

 

5,53

6

10

188

54,8

0,969

-0,031

0,001

 

0,000

 

7

2

186

64,4

0,959

-0,041

0,002

 

0,000

 

 

 

 

8

15

182

74,0

0,937

-0,063

0,004

 

-0,0002

 

 

 

9

11

147

83,6

0,759

-0,241

0,058

 

-0,014

 

 

 

10

14

142

93,3

0,731

-0,269

0,073

 

-0,020

 

 

 

Итого

1941

 

 

 

0,277

 

0,002

 

 

 

 

По формуле (2.1.14) определим расчётные объёмы снегоприноса для различной обеспеченности, по которым можно построить биноминальную асимметричную кривую. Полученные значения заносим в табл. 2.1.5П1.

Таблица 2.1.5П.1

Расчет параметров для построения биноминальной асимметричной кривой заданной обеспеченности Рз [27]

Местоположение участка дороги ПК0+00-ПК6+50 (снегопринос с левой стороны)

Рз, %

Ф

ФСv +1

Wp, м3

1

2

3

4

1

2,47

1,837

302,241

3

1,96

1,664

273,800

5

1,70

1,576

259,301

10

1,30

1,441

236,995

20

0,83

1,281

210,785

30

0,50

1,170

192,383

Pз

Ф

ФСV+1

Wp3

40

0,22

1,075

176,768

50

-0,03

0,990

162,827

60

-0,28

0,905

148,886

70

-0,55

0,814

133,829

21

 

 

 

 

 

 

 

 

Окончание табл. 2.1.5П.1

 

Рз, %

 

 

Ф

 

ФСv +1

 

 

Wp, м3

80

 

-0,85

 

0,712

 

 

 

117,099

 

90

 

-1,26

 

0,573

 

 

 

94,235

 

95

 

-1,58

 

0,464

 

 

 

76,391

 

97

 

-1,79

 

0,393

 

 

 

64,680

 

 

 

Местоположение участка дороги ПК0+00-ПК6+50

Таблица 2.1.5П.2

 

 

 

 

 

 

 

 

(снегопринос с правой стороны)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рз, %

 

 

Ф

 

ФСv +1

 

Wp, м3

 

1

 

2

 

 

3

 

 

 

4

 

 

1

 

2,47

 

 

1,840

 

 

 

328,992

 

 

3

 

1,96

 

 

1,667

 

 

 

298,060

 

 

5

 

1,70

 

 

1,578

 

 

 

282,146

 

 

10

 

1,30

 

 

1,442

 

 

 

257,830

 

 

20

 

0,83

 

 

1,282

 

 

 

229,222

 

 

30

 

0,50

 

 

1,170

 

 

 

209,196

 

 

40

 

0,22

 

 

1,075

 

 

 

192,210

 

 

50

 

-0,03

 

 

0,990

 

 

 

177,012

 

 

60

 

-0,28

 

 

0,905

 

 

 

161,814

 

 

70

 

-0,55

 

 

0,813

 

 

 

145,364

 

 

80

 

-0,85

 

 

0,711

 

 

 

127,127

 

 

90

 

-1,26

 

 

0,572

 

 

 

102,274

 

 

95

 

-1,58

 

 

0,463

 

 

 

82,784

 

 

97

 

-1,79

 

 

0,391

 

 

 

69,911

 

 

 

Местоположение участка дороги ПК20+50-ПК30+00

Таблица 2.1.5П.3

 

 

 

 

 

 

 

 

(снегопринос с левой стороны)

 

 

 

Рз, %

 

 

Ф

 

 

ФСv +1

 

Wp, м3

 

 

1

 

2

 

3

 

 

 

4

 

 

1

 

2,54

 

1,798

 

 

 

266,938

 

 

3

 

2,00

 

1,628

 

 

 

241,758

 

 

5

 

1,72

 

1,540

 

 

 

228,702

 

 

10

 

1,31

 

1,411

 

 

 

209,584

 

 

20

 

0,82

 

1,257

 

 

 

186,736

 

 

30

 

0,48

 

1,151

 

 

 

170,882

 

 

40

 

0,20

 

1,063

 

 

 

157,826

 

 

50

 

-0,05

 

0,984

 

 

 

146,169

 

 

60

 

-0,30

 

0,906

 

 

 

134,511

 

 

70

 

-0,56

 

0,824

 

 

 

122,388

 

 

80

 

-0,85

 

0,733

 

 

 

108,865

 

 

90

 

-1,24

 

0,611

 

 

 

90,680

 

 

95

 

-1,55

 

0,513

 

 

 

76,225

 

 

97

 

-1,75

 

0,451

 

 

 

66,899

 

22

Таблица 2.1.5П.4

Местоположение участка дороги ПК20+50-ПК30+00 (снегопринос с правой стороны)

Рз, %

Ф

ФСv +1

Wp, м3

1

2

3

4

1

2,33

1,408

273,244

3

1,88

1,329

257,959

5

1,64

1,287

249,807

10

1,28

1,224

237,578

20

0,84

1,147

222,633

30

0,52

1,091

211,763

40

0,25

1,044

202,592

50

0,00

1,000

194,100

60

-0,25

0,956

185,608

70

-0,52

0,909

176,437

80

-0,84

0,853

165,567

90

-1,28

0,776

150,622

95

-1,64

0,713

138,393

97

-1,88

0,671

130,241

В соответствии с технической категорией дороги (III) принимаем обеспеченность Pп=10%исоответствующийобъемснегоприноса WР(10%).

Так как в табл. 2.1.5П.1 - 2.1.5П.4 непосредственно имеются значения расчётного объёма снегоприноса для 10 % обеспеченности, построение биноминальной асимметричной кривой не требуется.

Полученные результаты сводим в табл. 2.1.6П.

Таблица 2.1.6П

Сводная ведомость расчетных объемов снегоприноса принятой обеспеченности Техническая категория дороги III , принятая обеспеченность Рп=10 %

Направление

Местоположение

Расчетный объем снегоприно-

участка дороги

 

 

са принятой обеспеченности,

 

начало ПК+

конец ПК+

Wp(10%), м3

 

 

 

левая

правая

СВ 31о

0+00

6+50

236,995

257,830

Кривая α=620

6+50

20+50

223,290

247,704

ЮВ 87о

20+50

30+00

209,584

237,578

Объемы снегоприноса в середине кривой определяем отдельно для левой и правой стороны дороги как среднее значение объемов снегоприноса до кривой и после. Для определения объёмов снегоприноса на любом участке кривой строим «Картограмму распределения объёмов снегоприноса». Для этого на лист формата А1 наносим трассу. С левой и правой стороны в масштабе откладываем расчётные объёмы снегоприноса на прямых участках, а также по-

23

лученные значения на середине кривой. Соединяем значения на смежных прямых участках плавной кривой, проходящей через точку, отложенную на середине кривой. Полученную картограмму используем для определения расчётных объёмов снегоприноса на любом участке автомобильной дороги.

Рис. 2.1.2П. Картограмма распределения объёмов снегоприноса

2.2. Определение объема снегоотложений у защиты

Накапливаемый у защитных преград снег испытывает воздействие различных климатических факторов, вследствие чего его объем постоянно изменяется: увеличивается из-за метелей, снегопадов и уменьшается под действием таяния, испарения и самоуплотнения. Отношение величины уменьшения объема снегоотложений к расчетному объему снегоприноса, который откладывается у снегозащиты к данному моменту времени, называется динамическим коэффициентом потерь Кt [11]. Он позволяет определить объем снегоотложений у защиты за любой промежуток времени зимнего периода и определяется по формуле:

K t =

3,75Тв + +0,259 n d2

,

(2.2.1)

10

3

ρ Wм

 

 

 

 

 

 

K c +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L ρв

 

 

 

 

 

 

 

 

где Тв+ – сумма положительных среднесуточных температур воздуха; n – число суток в расчетном периоде;

d2 – средний за расчетный период дефицит влажности воздуха, мб;

Кс – количество выпавшего снега, зафиксированное метеостанцией, мм воды; ρ плотность снега, г/см3;

24

Wм – объем снега, отложенного в результате приноса метелями, м3/м;

L – длина зоны ветрозащитного действия преграды (25-30 высот преграды), м; ρв – плотность воды, г/см3.

Для упрощения расчета динамический коэффициент потерь Кt можно получить по формуле

K t =

δ

,

(2.2.2)

δотл

где δ – плотность свежевыпавшего снега, т/м3; δотл – среднегодовая плотность снежного покрова, т/м3.

В качествеδотл принимается среднегодовое значение плотности снежного покрова, которую можно получить по данным наблюдений метеостанций.

Объем снегоотложений за весь зимний период у защиты можно определить:

W з =W P(Pп)(1 K t ) .

(2.2.3)

Итоговые данные по определению объемов снегоприноса и снегоотложений у защиты (п.2.1, п.2.2) сводим в табл. 2.2.1.

Таблица 2.2.1

Характеристика участков автомобильной дороги по условиям объемов снегоприноса и снегоотложений у защиты

Направление участка дороги

Местоположение

 

Расчетный объ-

Динамиче-

Расчетный

 

 

 

начало

конец

Сторона дороги

ем снегоприно-

ский ко-

объем снего-

 

 

са принятой

эффициент

отложений

ПК +

ПК +

обеспеченно-

потерь

у защиты Wз,

 

 

сти,

Кt

3

 

 

 

Wр(Рп), м3

м

 

 

 

левая

 

 

 

 

 

 

 

правая

 

 

 

 

 

 

 

левая

 

 

 

 

 

 

 

правая

 

 

 

 

 

 

 

левая

 

 

 

 

 

 

 

правая

 

 

 

 

При проектировании различных типов защиты вводится коэффициент снегозадерживающей способности и рассчитывается объем снегоприноса:

W проек =W з ψw ,

(2.2.4)

где ψw - коэффициент снегозадерживающей способности защиты, средние значения которого определяем по прил. 10. (табл. П.10), представляющий собой отношение количества снега, отложенного у защиты к количеству принесенного к ней снега.

25

Пример

Накапливаемый у защитных преград снег испытывает воздействие различных климатических факторов, вследствие чего его объем постоянно изменяется: увеличивается из-за метелей, снегопадов и уменьшается под действием таяния, испарения и самоуплотнения. Отношение величины уменьшения объема снегоотложений к расчетному объему снегоприноса, который отложится у снегозащиты к данному моменту времени, называется динамическим коэффициентом потерь Кt. Он позволяет определить объем снегоотложений у защиты за любой промежуток времени зимнего периода. В курсовом проектировании определим динамический коэффициент потерь по фактической среднегодовой плотности снегоотложений, приведенной в задании по формуле (2.2.3)

Плотность свежевыпавшего снега для данного примераδ=0,30 т/м

3

 

(см. пример к п.п. 2.1),

 

 

 

 

Среднегодовая плотность снежного покрова по заданию δотл=0,44 т/м3;

 

K t =

0,30

= 0,68 .

(2.2.2П)

0,44

 

 

 

 

 

 

Определяем объем снегоотложений за весь зимний период у защиты по формуле (2.2.3).

Результаты сводим в табл. 2.2.1П.

Таблица 2.2.1П

Характеристика участков автомобильной дороги по условиям объемов снегоприноса и снегоотложений у защиты

 

Местоположение

Расчетный объ-

 

 

 

 

 

 

 

Расчетный объ-

 

 

 

 

 

Направление

 

 

 

ем снегоприноса

Динамический

 

 

 

ем снегоотло-

участка

начало

конец

сторона

принятой обес-

коэффициент

жений у защи-

дороги

ПК+

ПК+

печенности

Кt

ты Wз, м³/м

 

 

 

 

Wp(Рп)(10%)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СВ 31о

0+00

6+50

левая

236,995

 

75,839

правая

257,830

 

82,506

 

 

 

 

 

 

 

Кривая

6+50

20+50

левая

223,290

0,68

71,453

правая

247,704

79,265

 

 

 

 

 

 

 

ЮВ 87о

20+50

30+00

левая

209,584

 

67,067

правая

237,578

 

76,025

 

 

 

 

 

 

 

26

3. Классификация участков дороги по степени снегозаносимости

Основными факторами, обеспечивающими снегонезаносимость насыпи, являются:

обеспечение скорости ветра над проезжей частью, достаточной для сдувания снега с дороги;

придание поперечному профилю дороги очертания, обтекаемого для снеговетрового потока.

Выполнение данных требований зависит от отношения ширины земляного полотна к возвышению насыпи над уровнем снежного покрова.

Первое требование устанавливает минимальное возвышение, второе - рекомендует максимальное.

Высоту незаносимой насыпи, исходя из первого требования, на участках дороги, проходящих по открытой местности, следует определять расчетом по формуле

H=hs+h,

(3.1)

где h – высота незаносимой насыпи, м;

hs расчетная высота снегового покрова в районе положения трассы, с вероятностью превышения 5 %, м (прил. 7). При отсутствии указанных данных допускается упрощенное определение hs с использованием метеорологических справочников;

h – возвышение проезжей части над расчетным уровнем снегового покрова, необходимое для ее незаносимости, м [26]:

Категория дороги

I

II

III

IV

V

h, м

1.2

0.7

0.6

0.5

0.4

В районах, где hs >1 м, необходимо проверять достаточность возвышения бровки насыпи над снеговым покровом по условию беспрепятственного размещения снега, сбрасываемого с дороги при снегоочистке, используя формулу

hSC

=0.375hS

b

,

(3.2)

 

 

a

 

где hsc возвышение проезжей части над расчетным уровнем снегового покрова по условиям снегоочистки, м;

b – ширина земляного полотна, м;

а – расстояние отбрасывания снега с дороги снегоочистителем, м. Для дорог с регулярным режимом зимнего содержания допускается принимать а = 8 м.

27

В случаях, когда h оказывается меньше возвышения проезжей части над расчетным уровнем снегового покрова по условиям снегоочистки hsc, в формулу (3.1) вместо h вводится hsc .

Глубину снегонезаносимой нераскрытой выемки, подветренный откос которой способен разместить весь снег, приносимый метелями с каждой стороны дороги, ориентировочно можно определить:

 

 

 

 

(3.3)

Нв W зл(пр)

γ

 

 

,

 

0,3

 

где γ – плотность снега, т/м3; Рассмотрим классификацию участков дороги по степени снегозаносимости.

Таблица 3.1

Классификация участков дороги по степени снегозаносимости

Категория сне-

 

Очередность

гозаносимости

Краткая характеристика участков

ограждения

участков

 

 

 

 

Нераскрытые выемки, подветренный откос которых

Ограждаются в

Сильнозаноси-

не может разместить весь снег, приносимый мете-

первую оче-

мые

лями к дороге и выпадающий при снегопадах.

редь

 

Все выемки на кривых в плане.

 

 

Раскрытые и не раскрытые выемки.

Ограждаются

 

Полувыемки, полунасыпи.

во вторую оче-

Среднезаносим

Нулевые места и невысокие насыпи ниже уровня

редь после

снежного покрова.

сильнозаноси-

ые

Пересечения в разных уровнях.

мых участков

 

 

Населенные пункты и промышленные объекты с

 

 

размещением строений по обеим сторонам дороги.

 

Слабозаносимые

Насыпи высотой от hs до h.

Ограждаются в

Пересечения в одном уровне.

третью очередь

 

Насыпи с барьерами безопасности.

 

 

Насыпи высотой h и более, не имеющие барьерных

Ограждения не

 

ограждений.

требуется

 

Глубокие нераскрытые выемки, подветренный от-

 

 

кос которых способен разместить весь объём снега,

 

 

откладываемый при метелях и снегопадах.

 

 

Участки дорог, пересекающие:

 

Незаносимые

- лесные массивы при ширине участков леса с

 

каждой стороны дороги не менее 100 м и

 

(при любом

 

равномерной полноте насаждений не ниже

 

профиле дорож-

 

0,5 м;

 

ного полотна)

 

- сады с шириной их участков с каждой сторо-

 

 

 

 

ны дороги не менее 150 м;

 

 

- кустарники не ниже средней густоты, ягод-

 

 

ники и виноградники при ширине участков с

 

 

каждой стороны дороги не менее 250 м;

 

 

- дороги, проходящие через населенные пункты

 

 

в районах с интенсивными общими метелями.

 

28

Анализируя продольный профиль, разобьем его на участки по степени снегозаносимости (табл. 3.2) согласно классификации (табл. 3.1) [1, 12, 13]. Для этого на листе формата А1 строят продольный профиль автомобильной дороги по рабочим отметкам, условно принимая уровень земли как прямую линию (прил. 11). Вертикальный масштаб при построении принимаем в зависимости от перепадов высотных отметок земли, а горизонтальный: в 1см – 100м. На схему условными обозначениями наносят классификацию участков по степени снегозаносимости и проектируют мероприятия, обеспечивающие незаносимость автодороги.

 

 

 

 

 

Таблица 3.2

 

Распределение участков дороги по степени снегозаносимости

 

 

 

 

 

 

Номер

Местоположение

Протяжен-

Признаки

Категория

участка

начало

конец

ность, м

снегозаносимости

заносимости

 

 

 

 

 

участков

 

ПК +

ПК +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример

Основными мероприятиями, обеспечивающими снегонезаносимость насыпи, являются обеспечение скорости ветра над проезжей частью, достаточной для сдувания снежной массы с проезжей части, и придание поперечному профилю дороги очертаний, обтекаемого для снеговетрового потока. Первое требование обеспечивается подъемом насыпи над уровнем снежного покрова.

Расчетная высота снегового покрова в районе проложения трассы, с вероятностью превышения 5% (hs) для Брянской области составляет 0,8 м.

Возвышение проезжей части над расчетным уровнем снегового покрова h, необходимое для ее незаносимости, для дороги III-ей категории составля-

ет 0,6м.

Воспользовавшись формулой (3.2), определим возвышение проезжей части над расчетным уровнем снегового покрова по условиям снегоочистки

hsc = 0,375 0,8

12

= 0,45м,

(3.2П)

 

8

 

 

где b =12 м ширина земляного полотна принимаем по СНиП 2.05.02-85; а расстояние отбрасывания снега с дороги снегоочистителем, м.

Для дорог с регулярным режимом зимнего содержания допускается принимать а = 8 м.

Получаем h>hsc, следовательно, для определения высоты незаносимой насыпи используем h возвышение проезжей части над расчетным уровнем снегового покрова, необходимое для ее незаносимости, м.

29

Тогда по формуле (3.1) высота незаносимой насыпи составляет

h=0,8+0,6 =1,4 м

(3.1П)

Для Брянской области hs = 0,8 м<1 м, следовательно, проверять достаточность возвышения бровки насыпи над снеговым покровом по условию беспрепятственного размещения снега, сбрасываемого с дороги при снегоочистке, не требуется.

По формуле (3.3) находим глубину снегонезаносимой нераскрытой выемки, подветренный откос которой способен разместить весь снег, приносимый метелями с каждой стороны дороги.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3.3П1)

ПК 0+00 – ПК 6+50 с левой стороны:

Hв

=

 

 

75,839

0.3

 

 

= 8,71м;

0.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с правой стороны: Hв = 82,506

0.3

 

 

 

= 9,08м;

(3.3П2)

 

 

 

 

 

0.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПК 6+50 – ПК 20+50 с левой стороны: Hв

=

 

 

 

71,453

 

0.3

 

= 8,45м;

(3.3П3)

 

 

0.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 8,90м;

 

с правой стороны:

Hв =

 

79,265 0.3

(3.3П4)

 

 

 

 

0.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПК 20+50 – ПК 30+00 с левой стороны: Hв

=

 

 

 

 

67,067 0.3

= 8,19м;

(3.3П5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.3

 

 

 

 

= 8,72м,

 

с правой стороны: Hв =

 

76,025 0.3

(3.3П6)

 

 

 

 

0.3

 

 

 

 

где плотность снега принимается той, которая была использована при определении объёмов снегоприноса в табл.2.1.2П ( γ = 0,3 т/м3 ).

Анализируя продольный профиль согласно классификации (табл. 3.1), разобьем автомобильную дорогу на участки по степени снегозаносимости. Классификацию участков дороги сводим в таблицу (табл. 3.2П).

30

Таблица 3.2П

Классификация участков продольного профиля дороги по степени снегозаносимости

Но-

Местоположение

Протя-

Признаки

Категория

мер

 

 

женность,

снегозано-

заносимости

Начало

Конец

уча-

м

симости

участков

стка

 

 

 

 

 

1

0+00

4+00

400

0,8≤h<1,4м

слабозаносимый

 

 

 

 

 

 

2

4+00

7+00

300

h≥1,4м

незаносимый

 

 

 

 

 

 

3

7+00

10+57

357

0,8м≤h1,4м

слабозаносимый

 

 

 

 

 

 

4

10+57

11+31

74

0≤h<0,8м

среднезаносимый

 

 

 

 

 

 

5

11+31

11+58

27

0,8м≤h<1,4м

слабозаносимый

 

 

 

 

 

 

6

11+58

13+66

208

h≥1,4м

незаносимый

 

 

 

 

 

 

7

13+66

15+38

172

0,8м≤h<1,4м

слабозаносимый

 

 

 

 

 

 

8

15+38

17+73

235

h≥1,4м

незаносимый

 

 

 

 

 

 

9

17+73

19+70

197

0,8м≤h<1,4м

слабозаносимый

 

 

 

 

 

 

10

19+70

20+71

101

0≤h<0,8м

среднезаносимый

 

 

 

 

 

 

11

20+71

22+62

191

h<НВ

сильнозаносимый

12

22+62

22+86

24

0≤h<0,8

среднезаносимый

 

 

 

 

 

 

13

22+86

23+04

18

0,8м≤h<1,4м

слабозаносимый

 

 

 

 

 

 

14

23+04

23+87

83

h≥1,4м

незаносимый

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

насыпь с

 

15

23+87

25+57

170

барьерными

слабозаносимый

огражде-

 

 

 

 

ниями

 

16

25+57

27+52

195

h≥1,4м

незаносимый

 

 

 

 

 

 

17

27+52

30+00

248

0,8≤h<1,4м

слабозаносимый

 

 

 

 

 

 

4. Выбор и назначение средств снегозащиты на автодорогах

Выбор средств снегозащиты зависит от почвенно-грунтовых, погодноклиматических факторов, наличия ценных земель, материалов, ресурсов, техники. Для защиты дорог от снежных заносов применяют:

снегозадерживающие устройства, работающие по принципу недопущения переносимого метелью снега к дороге, вызывающие образование

31

снежных отложений на безопасном расстоянии или в заранее подготовленном месте. К ним относят лесные полосы, щиты, снегозадерживающие заборы, снежные стенки, траншеи, валы, сетки, полотна и ленты из полимерных или нетканых материалов, снегозащитные устройства из местных материалов (каменные стены, хворостяные изгороди и др.);

устройства снегопередувающего действия - способствуют увеличению скорости снеговетрового потока над дорогой и предотвращают снежные отложения на проезжей части. Представителем таких видов сооружений является забор снегопередувающего действия;

сооружения, полностью укрывающие дорогу,препятствуют попаданию на нее снега, относятся к снегоизолирующим. Такие сооружения возводят для выполнения несколько других функций, но одновременно они

укрывают дорогу от снежных заносов. К ним можно отнести тоннели, противолавинные галереи и др.

Целесообразные условия применения различных снегозадерживающих устройств приведены в табл.4.1.

Таблица 4.1 Целесообразные условия применения различных снегозадерживающих устройств

Вид защиты

Характеристика

Снегозадерживающая

 

 

способность,м3

Снегозащитные лесные по-

Одна

25-200

лосы

Две

200-350

 

Три

До 500

Снегозадерживающие забо-

Однорядные

100-200

ры

Двухрядные

500-800

 

Трехрядные

200-500

Переносные щиты

Однорядные

До 36

 

Двухрядные

До 96

 

Трехрядные

До 160

 

Двухрядные с переста-

До 300

 

новкой

 

Устройство с изменяющейся

Один ряд

20-90

просветностью

Два ряда

90-120

 

Три ряда

140-170

 

Два ряда с перестановкой

250-300

Временные пространствен-

Один ряд

До 75

ные средства (ВПС) из по-

 

 

лимерных материалов

 

 

Снежные траншеи (валы)

Один ряд

до 10

 

Два ряда

10-20

 

Четыре ряда

20-40

 

Шесть рядов

40-60

 

Восемь рядов

50-80

 

Десять рядов

70-100

32

По продолжительности службы все снегозащитные сооружения и устройства делят на постоянные и временные. К постоянным относят средства защиты, которые устраивают при строительстве, реконструкции или ремонте дороги на весь срок ее службы: снегозащитные лесонасаждения, снегозадерживающие и снегопередувающие заборы, аккумуляционные полки в выемках, навесы, галереи и т.д. К временным относят средства защиты, которые ежегодно устраивают или устанавливают осенью или в начале зимы и удаляют весной: снежные валы и снежные траншеи, деревянные переносные щиты, сетки, полотна и ленты из полимерных или нетканых материалов и др.

4.1. Снегозащитные насаждения

Снегозащитные насаждения – наиболее надежные и экономичные средства снегозащиты автомобильных дорог. Они имеют значительно больший срок службы, чем переносные щиты и деревянные заборы, и требуют меньших затрат при эксплуатации. Кроме того, насаждения способствуют повышению урожайности сельскохозяйственных культур на прилегающих землях, улучшают сохранность земляного полотна, дают возможность заготавливать некоторое количество деловой древесины. Насаждения для защиты автомобильных дорог от снежных заносов должны удовлетворять следующим основным требованиям:

их конструкция должна обеспечить задержание приносимого к дороге объема снега;

от посадок до дороги принимается таким образом, чтобы снежный шлейф, откладывающийся за защитой, не мог выйти на дорогу;

породно-видовой состав насаждений должен соответствовать местным почвенно-климатическим условиям произрастания и подбираться с учетом снегозащитных свойств деревьев и кустарников, их декоративных свойств, хозяйственной ценности, а также обладать устойчивостью к воздействию противогололёдных материалов;

насаждения необходимо проектировать с учетом минимального отвода земель на их устройство с последующим уходом, а также сокращения расходов, связанных с ликвидацией метелевого последствия.

Древесные и кустарниковые породы для снегозащитных полос подбирают с учетом лесорастительных условий каждого конкретного участка насаждений [17,с.18]; [6,с.81], прил. 8. Каждый ряд лесной полосы должен состоять из одной породы деревьев или кустарников.

Расстояние между рядами деревьев и кустарников в полосе должно быть одинаковым. В благоприятных лесорастительных условиях принимают 2,5 м, в тяжелых 3 - 3,5 м. Расстояние между растениями в ряду допускается в пределах 0,5 - 1 м.При большой длине снегозащитной лесной полосы, расположенной на

33

сельскохозяйственных угодьях, необходимы технологические разрывы по 10 - 15 м через каждые 800 - 1000 м для прохода сельскохозяйственных машин.

4.1.1. Типовые схемы снегозадерживающих насаждений

Снегозадерживающие насаждения могут быть посажены в виде живой изгороди, состоящей из одного или нескольких рядов кустарника, а также в виде лесной полосы, состоящей из нескольких рядов деревьев, обязательным элементом которой должна быть густая двухрядная кустарниковая опушка. По своему действию она представляет собой объемную преграду, внутри и вблизи которой снижается скорость ветра и происходит отложение снега.

Для выбранной схемы лесополосы определяют состав древесных и кустарниковых пород (прил. 8), количество рядов, ширину междурядий и размещение растений в рядах и составляют (табл. 4.1.1).

Таблица 4.1.1

Потребность в посадочном материале для устройства снегозадерживающих насаждений

 

 

 

 

м

Потребное количество рядов и

Номер участка

Местоположение

единиц посадочного материала,

Протяженность,

 

 

 

 

ряд/единицы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кустарник

Деревья

начало

конец

сторона

 

 

 

 

низко

высоко

низко

высоко

 

 

 

рослые

рослые

кронные

кронные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПК+

ПК+

левая

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

правая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

ПК+

ПК+

левая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

правая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

ПК+

ПК+

левая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

правая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В связи с возможностью образования снежных заносов от метелевых потоков, направленных под углом менее 90 градусов по отношению к оси дороги, снегозащитные лесные полосы создаются длиннее защищаемого участка дороги на 50-100 метров.

Для принятия решения о назначении рабочей схемы лесной полосы для каждого конкретного участка автомобильной дороги используют типовые схемы снегозащитных насаждений, приведённые на рис. 4.1.1.

34

а)

15-25 4

б)

 

30

9

в)

 

40

12

г)

50

14

1

2

3

4

д)

60

17

е)

65

19

ж)

70

22

з)

50

14

50

14

и)

60

22

60

14

к)

60

22

60

22

80

14

Рис. 4.1.1. Типовые схемы снегозащитных насаждений на автомобильных дорогах, применяемые при различных объемах

снегоприноса /1,4,6,9, 17/ :

а - до 25 м3/м; б - до 50

м3/м; в - до 75 м3/м; г - до 100 м3/м; д - до 125 м3/м;

е - до 150 м3/м; ж - до 200

м3/м; з - до 250 м3/м; и - до 350 м3/м; к – до 500 м3/м;

1 — кустарники низкорослые; 2 — кустарники высокорослые; 3 — деревья низкокронные; 4 — деревья высококронные

35

Пример

Снегозащитные насаждения – наиболее надежные и экономичные средства снегозащиты автомобильных дорог. Насаждения для защиты автомобильных дорог от снежных заносов должны удовлетворять следующим основным требованиям:

их конструкция должна обеспечить задержание приносимого к дороге объема снега;

расстояние от посадок до дороги принимается таким образом, чтобы снежный шлейф, откладывающийся за защитой, не мог выйти на дорогу;

породно-видовой состав насаждений должен соответствовать местным почвенно-климатическим условиям произрастания и подбираться с учетом снегозащитных свойств деревьев и кустарников, их декоративных свойств, хозяйственной ценности, а также обладать устойчивостью к воздействию противогололёдных материалов;

насаждения необходимо проектировать с учетом минимального отвода земель на их устройство с последующим уходом, а также сокращения расходов, связанных с ликвидацией метелевого последствия.

Рассмотрим участок ПК 20+71 - ПК 22+62. Согласно таблице 2.2.1.П

расчетный объем снегоприноса с левой стороны (Wp(10%)=67,067 м3/м), с правой (Wp(10%)=76,025 м3/м). В зависимости от объема снегоприноса выбираем

типовые схемы. Для левой стороны принимаем типовую схему (в)для правой стороны следующую типовую схему снегозащитных насаждений.

В связи с возможностью переноса снега под углом менее 90 градусов по отношению к оси дороги снегозащитные полосы устраиваем длиннее на 100 м защищаемого участка, таким образом, начало участка лесополосы ПК 20+21 конец ПК 23+12.

По прил. 8 определяем состав древесных и кустарниковых пород, количество рядов, ширину междурядий и размещение растений в рядах. Расстояние посадки между деревьями и кустарниками в ряду принимаем равным 1 м.С учетом благоприятных лесорастительных условий в Брянской области расстояние посадки между рядами принимаем 2,5 м.

Результаты сводим в табл.4.1.1П.

36

Таблица 4.1.1П

Потребность в посадочном материале для устройства снегозадерживающих насаждений

Номер участка

Местоположение

 

Потребное количество рядов и единиц поса-

 

дочного материала (ряд/единицы)

 

 

 

 

 

 

 

Протяжен-

 

 

 

 

 

 

 

Кустарник

Деревья

начало

конец

сторона

ность, м

 

 

 

 

 

 

Низкий

Высокий

Низко-

Высоко-

 

кронные

кронные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

20+21

23+12

левая

291

1/292

1/292

3/876

0

правая

291

1/292

1/292

2/584

2/584

 

 

 

4.1.2. Проектирование конструкции продуваемых снегозадерживающих защитных лесонасаждений расчетным методом

Снегозадерживающие защитные средства работают только при метелевых ветрах, они не способны защитить дорогу от снегопадов. Принцип их действия определяется аэродинамическими свойствами конструкции. На сопротивление ветровому потоку влияет просветность преграды. Просветностью (Р) называют отношение самой площади просветов преграды к общей площади преграды (вместе с просветами).

За сплошной преградой (Р = 0) образуется мощная вихревая зона, высота которой

а

б)

в

в 1.5 раза выше самой преграды (рис. 4.1, а).

Рис. 4.1. Изотахи относительных ско-

В этой зоне образуются обратные те-

чения воздушных потоков, они сгоняют

ростей ветра за преградами с разной

просветностью (Р):

снежную массу к защите, что способствует

а) Р = 0; б) Р = 0.2; в) Р = 0.4

ее интенсивному заносу. Образуется пологий

 

снежный вал, который не препятствует переносу большей части метелевого снега на дорогу.

Вихревая зона за защитой с Р = 0.2 ниже и растянутее. Такая преграда имеет недостатки, присущие сплошной преграде, хотя и в меньшей степени. Она также достаточно быстро теряет способность к снегозадержанию в связи с её заносом (рис. 4.1, б).

37

При просветности Р = 0.4 вихревая зона ликвидирована (рис. 4.1, в). Лишь отдельные завихрения размещаются непосредственно у самой защиты. Часть метелевого потока проходит через просветы преграды, что позволяет расположить метелевые отложения за преградой и предотвращает занос самой снегозадерживающей преграды, что в свою очередь обеспечивает её дальнейшую работоспособность.

При просветности более 0,4 ослабление ветра невелико, формируется пологий растянутый вал и снегоудерживающая способность преграды падает.

Аэродинамические характеристики инженерных снегозащитных средств и снегозащитных лесонасаждений различаются не очень существенно. Снегоотложения в плотных непродуваемых полосах лесонасаждений сосредоточиваются внутри их или поблизости. Эти полосы «работают на себя». Высокие снежные валы, оседая весной, ломают ветви и целые деревья. Это явление называется снеголомом. Наилучшими снегозащитными свойствами отличаются продуваемые полосы лесонасаждений. В сочетании с полезащитным лесоразведением они представляют собой наиболее радикальное средство борьбы с заносами, так как подветренный шлейф снегоотложений размещается в пределах зоны ослабления ветра за лесонасаждениями.

Зная предельно допустимый пронос (1-ψω) и расчетный объем снегопереноса Wз, можно определить необходимую высоту снегозадерживающей полосы защитных лесонасаждений:

 

 

 

 

 

 

 

Нз =

 

1

ψωW з

,

(4.1)

 

 

 

 

 

θ

 

 

χ

 

 

 

 

 

 

где θ – коэффициент, зависит от просветности защиты (прил. 9, рис. П.9.1); χ – коэффициент, характеризует плавность очертания снежного вала

(прил. 9, табл. П.9.);

ψω – коэффициент снегозадержания, который можно принимать ψω=0.9. Это означает, что к дороге будет принесено не более 10 % (1-ψω=0.1) от расчетного снегоприноса.

Полученные значения заносим в табл. 4.1.2.

Таблица 4.1.2

Краткая характеристика проектируемой снегозадерживающей полосы защитных лесонасаждений

Номер участка

Местоположение

 

Характеристика полосы защитных

 

 

лесонасаждений

 

 

 

Протяжен-

 

 

 

 

 

 

 

 

начало

конец

сторона

ность, м

просвет-

 

высота

расстояние

 

ность Р

 

Нз, м

до дороги, м

 

 

 

 

 

 

 

левая

 

 

 

 

 

 

 

правая

 

 

 

 

 

38

Расстояние от снегозадерживающей полосы снегозащитных лесонасаждений до защищаемой дороги не должно быть меньше зоны завихрения потоков, иначе шлейф снежных отложений окажется на дорожном полотне (прил. 9, рис. П.9.2).

Пример

Снегозадерживающие защитные средства работают только при метелевых ветрах, они не способны защитить дорогу от снегопадов. Принцип их действия определяется аэродинамическими свойствами конструкции. На сопротивление ветровому потоку влияет просветность преграды. Просветность (Р) – это отношение площади просветов к общей площади преграды.

Рассмотрим участок ПК 20+21 – ПК 23+12.

Определим необходимую высоту снегозадерживающей полосы защитных лесонасаждений. Для этого, зная объем снегопереноса (Wз) для левой (67,067 м3/м) и правой (76,025 м3/м)сторон участка дороги, воспользуемся формулой (4.1):

-для левой стороны участка дороги:

НЗ =

1

 

0,9 67,067

= 3,49м;

(4.1П.1)

0,95

5,50

 

 

 

 

-для правой стороны участка дороги:

НЗ =

1

 

0,9 76,025

= 3,71м,

(4.1П.2)

0,95

5,5

 

 

 

 

где по прил. 9, (рис. П.9.1) принимаем: θ = 0,95,χ = 5,50,ψω = 0.9. По завершении расчета составляем табл. 4.1.2П

Таблица 4.1.2П Краткая характеристика проектируемой снегозадерживающей полосы

защитных лесонасаждений

-

 

 

 

 

Характеристика полосы защитных

Номеруча стка

Местоположение

Протяжен-

лесонасаждений

 

 

 

 

 

 

ность, м

 

 

 

начало

конец

сторона

просвет-

высота

Расстояние

 

 

 

 

 

 

ность Р

Нз, м

до дороги ,м

1

20+21

23+12

левая

291

0,3

3,49

53

 

 

 

 

 

 

 

 

правая

291

0,3

3,71

55

39

4.2. Заборы снегозадерживающего действия

Снегозадерживающие заборы следует применять в районах с интенсивными метелями, где невозможно создать снегозащитные лесные полосы. Предельное количество снега, которое может задержать забор, зависит от его высоты Нзаб:

Н заб = 0,34

 

.ψω +hs ,

(4.2.1)

W з

где hs – наибольшая высота снежного покрова в данной местности, м.

ψω – коэффициент снегозадерживающей способности у защиты (принимаем по прил. 10)

Заборы выше 5 м по технико-экономическим соображениям делать не рекомендуется, если по расчету высота забора Нзаб>5 м, то устраивают два или три ряда заборов.

Определим общую снегосборную способность заборов многорядной защиты:

W сл.(спр.)= β(n1)l H заб + K1

H заб2 ;

(4.2.2)

при условии: W

сл.(спр.)

сл.(спр.)

,

 

 

W з

 

 

где β – коэффициент, характеризующий степень заполнения снегом пространства между смежными рядами заборов, зависит от расстояния между

рядами l, можно принимать β=(0,6-0,8);

l – расстояние между рядами, которое следует принимать до 30 Нзаб, м; n – число рядов;

К1 – опытный коэффициент снегонакопления у наружных рядов заборов

К1=8.

Ближайший ряд забора к дороге устанавливается на расстоянии 15-25 высот от бровки земляного полотна или откоса выемки. Большее расстояние

принимают при метелевых ветрах, направленных под углом 90° к дороге и просветности 50%, меньшую при просветности 35 %. При невозможности расположения заборов на данном расстоянии, возможно его сокращение до 10 высот забора, при этом просветность должна быть уменьшена до 30 %.

На рис 4.3 приведены несколько видов снегозадерживающих заборов:

а) – однопанельные, Нзаб = 5м, используются для вторых и третьих рядов многорядных линий заборов;

б), в) – двухпанельные, высота забора соответственно Нзаб=4м и Нзаб=5м, используются при устройстве заборов в один ряд или в ближайшем к дороге ряду многорядных линий заборов, просветность Р=

30 – 50 %

40

а)

325

325

 

25

 

20

 

170

450

20

 

170

 

20

50

25

 

1

б)

20

2

100

Рис. 4.3. Снегозадерживающие заборы

41

в)

 

5,5

10

11

 

25

 

 

 

10

 

 

180

110

 

 

50 0

25

 

 

70

 

 

 

180

1 0

 

 

110

 

 

 

10

 

 

70

25

 

 

25

325

325

100

 

 

6

2

25

Рис. 4.3 (окончание). Снегозадерживающие заборы

Пример

Снегозадерживающие заборы следует применять в районах с интенсивными метелями, где невозможно создать снегозащитные лесные полосы. Предельное количество снега, которое может задержать забор, зависит от его высоты. По формуле (4.2.1) определим высоту забора на следующих участках:

 

 

Нзаб = 0,34

 

 

 

+0,8 =3,4м

(4.2.1П.1

 

(слева)

71,453 0,85

ПК 10+57 – ПК

 

 

 

,

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

11+58

 

Нзаб = 0,34

 

 

 

+0,8 =3,6м

(4.2.1П.2

(справа)

 

79,265 0,85

 

 

 

 

,

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нзаб = 0,34

 

 

+0,8 =3,4м

(4.2.1П.3

 

(слева)

71,453 0,85

ПК 19+70 – ПК

 

 

 

,

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

20+21

 

Нзаб = 0,34

 

 

+0,8 =3,6м

(4.2.1П.4

(справа)

 

79,265 0,85

 

 

 

 

,

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

где hs наибольшая высота снежного покрова в данной местности, для Брянской области составляет 0,8м;

ψw коэффициент снегозадерживающей способности защиты, при определении W проек принимаем по прил. 10 (табл. П 10) равным 0,85.

Примечание: схему забора с принятой по расчёту высотой необходимо начертить в пояснительной записке курсового проекта.

42

4.3.Снегозащитные переносные решетчатые щиты

Применяются в различных условиях, исключая участки с интенсивными и продолжительными метелями. Наиболее распространены четыре типа щитов с неравномерно распределенным заполнением (просветностью), при котором решетка сгущена в верхней части и разрежена в нижней (табл.4.3.1). Такой тип щитов медленно заносится снегом (или совсем не заносится при соответствии просветности скорости метелевых ветров) и позволяет делать перестановку реже, чем щитов с решеткой, сгущенной внизу или с равномерно распределенным заполнением.

 

 

 

 

 

Таблица 4.3.1

 

Характеристика щитов с разреженной нижней частью [1,6,12,13]

 

 

 

 

 

 

 

Тип

 

 

Просветность, %

Условия

 

 

 

нижней

 

 

 

общая

верхней части

применения

 

 

 

части

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

Объём снегоприноса более

 

 

50

60

40

100 м3/м;

 

Hщ=2 м

 

 

 

 

Скорость ветра >20 м/с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II

 

 

 

 

Объём снегоприноса менее

 

 

50

60

40

100 м3/м;

 

Hщ=1.5 м

 

 

 

 

Скорость ветра >20 м/с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

III

 

 

 

 

Объём снегоприноса более

 

 

60

70

50

100 м3/м;

 

Hщ=2 м

 

 

 

 

Скорость ветра <20 м/с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IV

 

 

 

 

Объём снегоприноса менее

 

 

60

70

50

100 м3/м;

 

Hщ=1.5 м

 

 

 

 

Скорость ветра <20 м/с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Щиты очень трудно переставлять при сильном ветре. Нередко в районах с интенсивными и продолжительными метелями нет возможности переставить щиты во время метели. В таких районах их ставят в два, три и более рядов. Расстояние между рядами в многорядных линиях защиты принимают равным 30 высотам щита. Ближайший к автодороге ряд устанавливается на расстоянии 20 высот щита от бровки земляного полотна.

Расстояние установки от дороги одиночных щитовых линий назначают с учетом снегоприноса (для щитов 2-метровой высоты):

Объем снегоприноса, м3

25

50

75

>75

Расстояние установки не ближе, м

30

40

50

60

43

а)

Тип I

б)

Тип II

50

50

9

27

150

 

 

90

 

 

 

 

1500

114

 

508

 

90

 

150

2000

Рис. 4.4. Снегозадерживающие щиты

50

2250

 

44

в)

Тип III

49

90

363

 

150

50

1000

2550

 

2000

340

 

90

 

1000

2000

150

г)

Тип IV

50

90

513

514

9

513

 

 

 

 

0

 

 

90

 

 

 

 

 

215

 

 

 

2250

 

 

 

 

 

1500 150 90 510 215 50

2000

Рис. 4.4 (окончание). Снегозадерживающие щиты

45

Щиты привязывают к кольям, которые устанавливают до начала зимнего периода на расстоянии 1.9 м. друг от друга. Для исключения примерзания щитов к поверхности земли их привязывают на высоте 5 - 10 см. Если перестановка щитов не требуется то их устанавливают в козлы скрепляя между собой по углам, расположенным в верхней части щитов.

Перестановку щитов по кольям или на вершину снежного вала осуществляют, если:

высота снежного вала достигла 2/3 высоты щита в районах с интенсивной метелевой деятельностью и полной высоты щита – в районах с неинтенсивной метелевой деятельностью;

высота снежных отложений у щитовой линии достигает 50 см. Перестановку осуществляют при появлении одного из признаков.

Количество рядов nщ щитовой защиты можно определить по формуле

nщ =W зi

ψω

 

2

 

 

Кз

Нщ +1

,

(4.3.1)

 

 

β l Нщ

 

 

 

где β – коэффициент заполнения снегом пространства между рядами щи-

тов (β = 0.8);

Нщ – высота щитовой линии (принимается высота щита по табл. 4.3.1 с учётом способа его установки);

l – расстояние между рядами щитовых линий ( l = 30Нщ);

Кз – коэффициент снегонакопления у наружных рядов многорядной защиты, принимаем Кз = 9.

ψω – коэффициент снегозадержания, который можно принимать по прил. 10

Требуется определить самостоятельно: тип щитов (табл. 4.3.1), количество рядов из формулы 4.3.1, выбрать участки установки, а так же схему ограждения для участков автодороги с насыпью и с выемкой (если есть).

Пример

Снегозащитные переносные решетчатые щиты могут применяться в различных условиях, исключая участки с интенсивными и продолжительными метелями. Выбор типа щитов определяется объемом снегоприноса и скоростью ветра.

По заданию скорость ветра при метелях составляет 17 м/с. Поэтому на участке ПК 0+00 – ПК 4+00 слева (Wз = 75,839 м3/м) принимаем IV тип снегозащитных щитов, справа (Wз = 82,506 м3/м) – IV;

на участке ПК 7+00 – ПК 10+57 слева (Wз = 71,453 м3/м) –IV, справа

(Wз = 79,265 м3/м) –IV.

Данные сводим в табл. 4.3П

46

Таблица 4.3П

Характеристика щитов с разреженной нижней частью

-

Местоположение

 

 

Характеристика

 

Номеруча стка

 

 

 

Протяжен-

 

щитов

 

 

 

 

 

 

 

 

начало

конец

сторона

ность, м

Просветность Р, %

Высота

 

нижней

верхней

 

общая

Нщ, м

 

 

 

 

 

 

части

части

 

1

0+00

4+00

левая

400

60

70

50

1,60*

правая

400

60

70

50

1,60*

2

7+00

10+57

левая

357

60

70

50

1,60*

правая

357

60

70

50

1,60*

 

 

 

Примечание:*При больших объемах снегоприноса когда требуется выполнить перестановку щитов для предохранения щитов от примерзания к грунту, их следует привязывать к кольям так, чтобы просвет от поверхности земли до нижнего края щита составлял 5 – 10 см. Поэтому для расчета принимаем высоту щитовой линии на 10 см больше высоты щита.

Используя формулу (4.3.1), определяем количество рядов щитовой защиты: для участка ПК 0+00 - ПК 4+00:

слева

nщ =

 

75,839 0,9 9 1,602

+1 =1,7 2

ряда,

(4.3.1П.1)

 

 

 

0,8 50 1,60

 

 

 

справа

nщ =

82,506 0,9 9 1,602

+1 =1,1 2

ряда,

(4.3.1П.2)

 

 

 

0,8 50 1,60

 

 

 

 

для участка ПК 7+00 – ПК 10+57:

 

 

слева

nщ =

 

71,453 0,9 9 1,602

+1 =1,7 2

ряда,

(4.3.1П.3)

 

 

 

0,8 50 1,60

 

 

 

справа

nщ =

79,265 0,9 9 1,602

+1 =1,8 2

ряда.

(4.3.1П.4)

 

0,8 50 1,60

 

 

 

 

 

 

где коэффициент заполнения снегом пространства между рядами щитов

β = 0,8;

ψw коэффициент снегозадерживающей способности защиты принимаем по прил. 10 (табл. П.10) равным 0,9, а расстояние первого ряда от бровки земляного полотна равным 20 высотам щита.

l расстояние между рядами берем равным 30 высотам щитовой ли-

нии (l = 30Нщ),

Кз коэффициент снегонакопления у наружных рядов многорядной защиты, принимаем Кз = 9.

47

4.4.Снежные траншеи и валы

Снежные траншеи применяют на слабозаносимых участках при снежном покрове более 20 см и рельефе местности, позволяющем проложить траншеи. Их прокладывают в снежном покрове проходами двухотвальных тракторных снегоочистителей или бульдозеров. Снегозащитные траншеи прокладывают в несколько рядов параллельно дороге. Число траншей назначают с учетом объема снегоприноса.

Оптимальное расстояние, которое следует назначать между осями соседних траншей, составляет 8м. Ближайшая к дороге траншея должна быть расположена на расстоянии от 30 до 100 м. После заноса траншей снегом их возобновляют проходами бульдозеров. При невозможности дальнейшего возобновления на расстоянии 8 - 15 м от старых траншей прокладывают ряды новых.

Если траншеи служат дополнительным средством защиты к имеющимся лесополосам, щитам или заборам, то ближайшую к дороге траншею размещают с полевой стороны имеющихся снегозащитных преград и располагают на расстоянии 20 - 30 м от них. Объём снега, задерживаемый одной траншеей, определяем по формуле

 

 

 

 

(4.4.1)

Wтр = 0,5

(Вср hs + LТ Вср hs ) ,

 

где В ср – ширина траншеи, м;

LТ – расстояние между рядами траншей, м; ψω= 0,5 – коэффициент снегозадержания.

hs – расчетная высота снегового покрова в районе положения трассы. Общее количество траншей необходимое для задержания всего объёма

приносимого к дороге снега за весь зимний период, определяем по формуле

nтр =

Wпроекi

(4.4.2)

Wтр

 

 

 

В начале зимы при небольшой толщине снежного покрова (меньше 0.3 м) целесообразнее устраивать снежные валы. Эту работу выполняют снегособирателями (риджерами).

Приблизительная снегосборная способность траншей приведена в табл. 4.4.1.

 

 

 

 

48

 

 

 

 

 

 

Снегосборная способность снежных траншей

Таблица 4.4.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Конструк-

Высота

 

Расстояние

Ширина

Снегозадерживающая способ-

ция защиты

снежного

 

между

ность, м3/м ,при глубине тран-

 

траншеи,

 

покрова,

 

траншеями,

 

шей, м

 

 

м

 

м

м

 

 

 

 

 

 

0,3

0,5

0,8

1,0

 

 

 

1

2

 

3

4

5

6

7

8

одиночная

0,2

 

-

4

2,56

4,00

-

-

 

0,3

 

-

4

-

4,50

6,00

-

 

0,5

 

-

4

-

-

7,60

8,90

система из

0,2

 

8,0

4

6,00

8,88

-

-

двух тран-

 

 

 

 

 

 

 

 

0,3

 

8,0

4

-

10,02

14,34

17,22

шей

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

8,0

4

-

-

17,20

20,10

система из

0,2

 

8,0

4

9,40

13,80

-

-

трех тран-

 

 

 

 

 

 

 

 

0,3

 

8,0

4

-

15,50

22,00

26,30

шей

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

8,0

4

-

-

26,18

30,50

система из

0,2

 

8,0

4

12,88

18,64

-

-

четырех

 

 

 

 

 

 

 

 

0,3

 

8,0

4

-

21,06

29,70

35,46

траншей

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

8,0

4

-

-

35,19

40,90

система из

0,2

 

8,0

4

16,32

23,52

-

-

пяти тран-

 

 

 

 

 

 

 

 

0,3

 

8,0

4

-

26,58

37,38

44,58

шей

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

8,0

4

-

-

44,10

51,30

система из

0,2

 

8,0

4

19,76

28,40

-

-

шести

 

 

 

 

 

 

 

 

0,3

 

8,0

4

-

32,10

45,06

53,70

траншей

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

8,0

4

-

-

53,06

61,70

система из

0,2

 

8,0

4

23,20

33,28

-

-

семи тран-

 

 

 

 

 

 

 

 

0,3

 

8,0

4

-

37,62

52,74

62,82

шей

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

8,0

4

-

-

62,02

72,10

система из

0,2

 

8,0

4

26,64

38,16

-

-

восьми

 

 

 

 

 

 

 

 

0,3

 

8,0

4

-

43,14

60,72

71,94

траншей

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

8,0

4

-

-

70,98

82,50

система из

0,2

 

8,0

4

30,08

43,04

-

-

девяти

 

 

 

 

 

 

 

 

0,3

 

8,0

4

-

48,66

68,10

81,06

траншей

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

8,0

4

-

-

79,94

92,90

система из

0,2

 

8,0

4

33,52

47,92

-

-

десяти

 

 

 

 

 

 

 

 

0,3

 

8,0

4

-

54,18

75,78

90,18

траншей

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

8,0

4

-

-

88,90

103,3

49

Пример

Снежные траншеи применяют на слабозаносимых участках при снежном покрове более 20 см и рельефе местности, позволяющем проложить траншеи.

Воспользуемся формулой (4.4.1) и посчитаем объём снега задерживаемый одной траншеей:

W = 0,5 (4,0 0,8 +8

4,0 0,8)

= 8,8 ,

(4.4.1П)

где В ср ширина траншеи, принимается в зависимости от ширины рабочего органа бульдозера ( в примере принимаем 4,0м);

LТ - расстояние между рядами траншей ( принимаем 8,0м).

ψw коэффициент снегозадерживающей способности защиты принимаем по прил. 10 (табл. П.10) равным 0,5. Ближайшая к дороге траншея расположена на расстоянии 30м.

По формуле (4.4.2) определим число траншей для каждого участка:

ПК 13+66 – ПК 15+38 и ПК 17+73 – ПК 19+70

слева

nтр =

71,453 0,5

= 4,06,

принимаем 4 ряда; (4.4.2П.1)

 

8,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.5. Схема расположения траншей

 

 

 

 

 

 

ПК 13+66 – ПК 15+38 и ПК 17+73 – ПК 19+70,

 

справа

 

 

nтр

= 79,265 0,5 =

4,5, принимаем 5 рядов;

(4.4.2П.2)

 

 

 

 

 

8,8

 

 

 

 

 

 

67,067 0,5

ПК 27+52 – ПК 30+00,

 

слева

nтр =

= 3,81,

принимаем 4 ряда;

(4.4.2П.3)

 

 

 

 

 

8,8

 

 

 

 

 

 

 

76,025 0,5

ПК 27+52 – ПК 30+00,

 

справа

n

тр

=

= 4,32,

принимаем 5 рядов.

(4.4.2П.4)

 

 

 

8,8

 

50

5. Снегоочистка автомобильных дорог

Очистка от снега должна обеспечивать такое состояние дороги, при котором в максимально возможной степени удовлетворяются требования непрерывного, удобного и безопасного движения автомобилей с расчетной скоростью, а также снижается до минимума объем снежных отложений на проезжей части и обочинах.

Основные задачи, которые ставят при снегоочистке, зависят от характера снежных отложений, условий, в которых они образуются, и затруднений, создаваемых для движения на дороге.

Если метель или снегопад имеют малую интенсивность, то обычно ставится задача не допускать накопления снежных отложений, обеспечивая безотлагательное удаление попадающего на дорогу снега. При интенсивном приносе снега избежать накопления отложений не удается и проезд по дороге ухудшается. В этом случае ставится задача не только восстановить первоначальные условия проезда, но и сделать это быстро, чтобы предотвратить возникновение на дороге уплотненного слоя снега, образующегося под колесами проезжающих автомобилей. При значительной интенсивности метелей, когда образуются снежные заносы, имеющие большую толщину и плотность, или при образовании снежных завалов после схода лавин движение по дороге полностью прерывается и первоочередной задачей является восстановление проезда.

Для решения перечисленных задач выполняют следующие виды снегоочистительных работ: патрульная очистка; удаление валов; расчистка снегопадных отложений и снежных заносов небольшой толщины; расчистка снежных заносов значительной толщины; расчистка лавинных завалов. Для каждого вида работ применяют соответствующие типы машин и разрабатывают целесообразную технологию.

5.1. Патрульная снегоочистка

Патрульной снегоочисткой называются систематические проезды (патрулирование) машин по обслуживаемому участку в течение всего времени, пока продолжается метель или снегопад.

При систематических проездах снегоочистительных машин через короткие промежутки времени снег не успевает накопиться на дорожном полотне и дорога постоянно поддерживается в ровном и обтекаемом состоянии. В зависимости от скорости накопления снега на дорожном полотне и ширины проезжей части можно рассчитать количество снегоочистительных машин, достаточное для ликвидации снежных отложений до образования зимней скользкости. Это даст возможность не только обеспечить хороший проезд, но и свести к минимуму затраты, требующиеся для борьбы с зимней скользкостью. К патрульной очистке нужно приступать, как только начинается метель или снегопад. Очистку следует вести на возможно большей скорости, что способствует

51

увеличению дальности отбрасывания снега. Для патрульной снегоочистки используют плужные автомобильные снегоочистители.

При небольшой интенсивности снегопада, когда в течение 1 часа толщина снегоотложений не превышает 3 - 5 см, допустимо применять одиночные плужные снегоочистительные машины. При интенсивных метелях и снегопадах, а также на дорогах с интенсивным движением работы ведут отрядом снегоочистителей.

Число машин для патрульной очистки определяют по формуле:

Nп =

2 L B

,

(5.1.1)

Vр Ku tn (b 0,25)

 

 

 

где L – длина обслуживаемого участка дороги, м;

b– рабочая ширина отвала, м. Принимаем по прил. 12 для выбранной марки снегоочистителя;

В – ширина очищаемой поверхности, м;

Vр – средняя рабочая скорость снегоочистителя (Vр =40 - 60), км/ч; Ки – коэффициент использования снегоочистителя (Ки =0.75 - 0.85);

tп – время между предыдущими и последующими проходами ч, определяется по формуле

tп

= hдоп ,

(5.1.2 )

 

 

iн

 

где hдоп – допустимая толщина снега, накапливающегося на покрытии, мм

(прил. 14);

iн – интенсивность накопления снега на покрытии, мм/ч, (приведена в задании).

Пример

В зависимости от скорости накопления снега на дорожном полотне и ширины проезжей части можно рассчитать количество снегоочистительных машин, достаточное для ликвидации снежных отложений для предотвращения образования зимней скользкости.

Для патрульной снегоочистки принимаем снегоочиститель КМ-500 на базе КамАЗ 53213. По формуле (5.1.2) определим время между предыдущими и последующими проходами снегоочистителей. Ширина проезжей части с укрепительной полосой(которую необходимо очищать от снега) для дороги III технической категории составляет 8 м. Ширина отвала для снегоочистителя КМ-500 составляет 4,5 м (прил.12)

52

Используя формулу (5.1.3), определим время между предыдущими и последующими проходами:

tn =

40

= 2,9 часа,

(5.1.2П)

 

14

 

 

где hдоп – допустимая толщина снега, накапливающегося на покрытии, для дорог III категории при среднем уровне содержания составляет 40 мм (прил. 14).

iн – интенсивность накопления снега на покрытии, принимаем по заданию. Тогда число машин для патрульной очистки определим

по формуле (5.1.1):

Nn =

2 30 8

 

 

= 0,81 1

(5.1.1П)

60 0,8 2,9 (4,5

0,25)

 

 

 

где Vp средняя рабочая скорость снегоочистителя КМ-500 по прил. 12

(60 км/ч);

Ки коэффициент использования снегоочистителя (Ки =0,8);

8

1

1

 

4,5

Рис. 5.1.1. Схема патрульной снегоочистки при боковом ветре

5.2.Возможные способы снегоочистки автомобильных дорог при различной реальной толщине снегоотложений

иприменяемая для этого техника

При расчистке снегоотложений небольшой толщины (0,3 – 0,7 м) и плотности снега до 0,3 г/см3 используются одноотвальные плужные снегоочистители. Очистку снегозаносов средней толщины (0,4 – 0,8 м) при плотности снега до 0,4 г/см3 ведут двухотвальными плужными снегоочистителями. Двухотвальные плужными снегоочистители применяются при прокладке снегозащитных траншей, при прокладке колонных путей на участках, защищенных лесом, также удаляют большие снеговые отложения равные, 1,0 – 1,2 м при плотности

53

0,6 г/см3. Роторные и фрезеророторные снегоочистители используются при расчистке снежных заносов или снегопадных отложений большой толщины при плотности снега 0,7 г/см3. За один проход разрабатывается слой снега толщиной до 1,5 м; при послойной разработке толщина не ограничивается. При расчистке снежных отложений средней толщины и удалении снега плотностью до 0,6 г/см3 используются автогрейдеры. Максимальная толщина удаляемого снега 0,5 - 0,6 м. Бульдозеры рекомендуется использовать при расчистке снежных отложений большой толщины при плотности снега до 0,7 г/см3. Толщина разрабатываемого снега за один проход до 1 м. При послойной разработке толщина не ограничивается, но необходимо применять технику на гусеничном ходу. Валоразбрасыватели применяются для удаления снежных валов, расчистке снежных завалов толщиной до 1,5 м и плотности до 0,6 г/см3.

5.3. Разработка технологии ликвидации снежных заносов на участках автомобильной дороги

Количество машин, необходимых для ликвидации снежных заносов, рассчитывается по формуле

NЗ =

Wуб

(5.3.1)

 

,

 

Пэ tд

 

где tд – директивное время уборки, ч (прил. 14);

 

Wуб – количество снега, подлежащего уборке, м3,определяется по формуле:

Wуб = hот L B γ ,

(5.3.2)

где hот – толщина снеговых отложений, м;

 

L – длина участка, м;

 

В – ширина очищаемой поверхности, м; γ – плотность снега, т/м3.

Для ликвидации снежных завалов при толщине снеговых отложений hот и плотности снега γ выбирается вид снегоочистителя с технической производительностью Пт. Эксплуатационная производительность машин и механизмов определяется по формуле

Пэ = ПтКи ,

(5.3.3)

где Пт – техническая производительность по паспортным данным, м3 (если в паспорте производительность дана в тоннах, то нужно разделить ее на плотность снега, указанную в пункте 8 задания.

Ки – коэффициент использования машины в течение смены (Ки=0.7 – 0.8)

54

Рис. 5.3.1. Схема ликвидации снежных заносов

Пример

Определим количество машин, необходимых для ликвидации снежных заносов. Для этого по формуле (5.2.2) рассчитаем количество снега, подлежащего уборке:

 

W óá = 2 191 12 0,44 = 2017 м3,

(5.3.2П)

где hот = 2 м толщина снеговых отложений, принимаем по заданию;

γ = 0,44 т/м3 - плотность снега, принимаем по заданию.

 

l = 191м. -

длина участка на котором произошел занос, принимаем длину

сильнозаносимых участков согласно табл. 3.2 П.

 

Снег убирают на всю ширину земляного полотна, которая для дорог III

технической

категории составляет 12 м. Для снегоочистки выбираем снего-

погрузчик фрезерно-роторный снегоочиститель BUCHER Rolba 600 производительностью 2600 т/ч = 5909 м3/ч.

При использовании техники на гусеничном ходу во избежание повреждения покрытий оставляют слой снега толщиной около 10 см. который в дальнейшем убирается техникой на пневмошинах.

Эксплуатационная производительность снегоочистителя определяется

по формуле (5.2.3):

 

Пэ = 5909 0,7 = 4136 м3

(5.3.3П)

Тогда количество машин, необходимых для ликвидации снежных заносов, по формуле (5.2.1) составит:

NЗ =

2017

= 0,1

(5.3.1П)

4136 5

 

55

Рис. 5.2.1П. Схема ликвидации снежных заносов

6.Зимняя скользкость

6.1.Классификация снежно-ледяных отложений, образующихся на автодорогах

Отложения снега и льда на дороге по внешним признакам и физическому состоянию подразделяются [21]:

1. Лёд

Стекловидный - представляет собой стекловидную, с гладкой поверхностью, прозрачную корочку льда плотностью 0,7 – 0,9 г/см3 и толщиной до 3 мм. Образуется в случае выпадения дождя при отрицательной температуре, замерзании жидких атмосферных осадков, выпавших на еще не успевшее прогреться покрытие; замерзании талой или дождевой воды при резком похолодании. Относится к наиболее опасному виду. Коэффициент сцепления шин с по-

крытием 0,08 – 0,15.

Зернистый - имеет зернистое строение, шероховатую поверхность с включением воздушных пузырьков. Цвет – матово-белый. Толщина отложений неравномерна и достигает 10 мм. Плотность 0,5 – 0,7 г/см3. Образуется при плотном тумане с ветром, когда температура окружающей среды близка

к0 °С.

2.Накат - самый распространенный вид отложений. Образуется при уп-

лотнении свежевыпавшего снега под воздействием колесной нагрузки. В начальной стадии имеет плотность 0,35 – 0,5 г/см3 и коэффициент сцепления колеса с покрытием 0,15 – 0,25. В дальнейшем под воздействием температурных факторов (замерзание и оттаивание) доуплотнения под колёсами автотранспор-

та, расплавления и замерзания частиц снега в результате торможения, плотность снежных отложений достигает 0,5 – 0,6 г/см3, а коэффициент сцепления снижается до 0.1.Наилучший процесс уплотнения наблюдается при температуре выше -10 °С.

56

3. Рыхлый снег - снежный слой, плотностью 0,06 – 0,2г/см3. Коэффициент сцепления понижается до 0.2 г/см3 . Он может быть в трёх видах:

сухой - образуется во время слабых и умеренных снегопадов или метелях в морозную погоду, легко переносится ветровыми потоками, практически не уплотняется под воздействием колёсной нагрузки;

влажный - имеет влажность до 20% , хорошо уплотняется, образуя накат; мокрый - водоудерживающая способность 20 – 55 %, не уплотняется, со-

храняясь в виде кашевидной массы.

6.2.Способы борьбы с зимней скользкостью

иприменяемые материалы

Для обеспечения бесперебойного и безопасного движения транспорта применяют следующие способы борьбы с зимней скользкостью :

1. Фрикционный – применяется на автомобильных дорогах III; IV и V технической категории для временного повышения коэффициента сцепления колеса с дорожным покрытием до 0,3 путём россыпи фрикционных материалов. В качестве фрикционных материалов используют песок (в том числе и дроблёный), шлак, золу уноса, мелкий щебень или песчаногравийную смесь. В них не должно содержаться отдельных крупных камней или щебня, а также не более 3 % глинистых частиц. Для наилучшего использования фрикционного материала, создания шероховатой поверхности с более высоким коэффициентом сцепления, а также продления времени его полезного действия рекомендуется выполнять распределение материала подогретым. В этом случае нагретая частичка растапливает верхний слой снежно-ледяных отложений и закрепляется в нём. Нормы распределения функциональных материалов назначаются в зависимости от интенсивности движения:

до 100 авт./сут – 100 г/м2; до 500 авт./сут – 150 г/м2; до 750 авт./сут – 200 г/м2; до 1000 авт./сут – 250 г/м2; до 1500 авт./сут – 300 г/м2; до 2000 авт./сут – 400 г/м2.

2. Комбинированный – (пескосоляная смесь) представляет собой сочетание фрикционного и химического способов. Получил наиболее широкое распространение из-за сочетания простоты применения и эффективности воздействия на снежно-ледяные отложения. Химические вещества добавляют в песок и другие фрикционные материалы для предотвращения их смерзания в количестве 10 - 20%. В качестве твёрдых химических веществ используют: технический хлористый натрий, хлористый кальций, соли сильвинитовых отвалов и другие. В жидком виде применяют высококонцентрирован-

57

ные растворы хлоридов натрия, кальция и магния. При использовании жидких химических веществ нельзя допускать переувлажнения противогололёдного материала, при котором он начинает расплываться.

3. Химический - распределяются химические вещества, которые вызывают полное таяние снега или ледяных отложений, либо нарушают целостность и прочность наката, а также предотвращают его образование при снегопадах и метелях, после чего снежно-ледяные отложения легко удаляются; В зависимости от состава химические противогололёдные материалы подразделяют на следующие:

oхлориды. К ним относят противогололёдные материалы на основе хлористого кальция, натрия и магния, которые могут быть в твёрдом, а также в жидком состоянии: «Жидкий противогололёдный состав ХКМ»(хлористый кальций модифицированный, ингибированный);

o«Противогололёдный материал Биомаг – ХММ»(хлористый магний модифицированный); «ХКФ»(хлористый кальций фосфатированный); «Натрий хлористый технический карьерный»; «Материал противогололёдный» на основе хлористого натрия; природные рассолы хлористо-кальциево- натривые, хлористо-натривые и другие;

o ацетаты – «Антигололёдный реагент на ацетатной основе» (Нордикс); «Антиснег – 1»;

oкарбамиды – «Состав жидкий противогололёдный» (КАС – карбамидноаммиачная селитра);

oнитраты – «Антигололёдный реагент НКММ» (нитрат кальция, магния и мочевины); «НКМ» (нитрат кальция и мочевины).

4.Физико-химический - вводятся в асфальтобетон или в поверхностную обработку специальные химические материалы, которые не дают возможности снежно-ледяным отложениям примерзать к покрытию. В результате лёд разрушается под воздействием колесной нагрузки, а снежные отложения легко удаляются снегоочистителями, не образуя наката. Для удаления снежно-ледяных отложений данным способом используют грикол, верглемит и другие материалы, обладающие аналогичными свойствами.

5.Тепловой - может быть с глубинным и поверхостным обогревом:

oс глубинным - покрытие нагревается различными системами, что вызывает плавление снега по мере его выпадения. В качестве нагревателей используют трубопроводы, по которым подаётся вода или пар, а также электронагреватели в виде кабелей или стальных сеток и арматуры ;

o с поверхностным - покрытие нагревается тепловыми самоходными машинами, которые под воздействием струи отработанных газов плавят и удаляют лед. Возможно применение электрических рефлекторов, устанавливаемых на высоте 4-5м от поверхности покрытия.

58

6.3. Расчет потребности противогололёдных материалов для одной обработки покрытия при борьбе с ледообразованием

Потребность материалов, т, рассчитывается по формуле

 

Qiл = qi B L h лi α,

(6.3.1)

где qi – норма распределения реагента при температуре воздуха равной среднесуточной температуре января, т/км2 (прил. 13);

В – ширина проезжей части с укрепленными обочинами, км.; L – длина обрабатываемого участка, км.;

hлi – толщина ледообразования, м, определяется по формуле

hлi =

( hmax + hmin )

,

(6.3.2)

2

 

 

 

 

 

где α – коэффициент потерь, принимаемый равным 1,03.

Пример

Определим исходные данные. Согласно [9, табл 4.1] норма распределения ХКФ(противогололёдный материал назначаем по [23] самостоятельно) при температуре воздуха равной -8,5 °C (среднесуточная температура января для Брянской области) составляет 150 т/км2. Ширина проезжей части с укрепленными обочинами для III категории составляет 8 м (0,008 км). По формуле (6.3.2) определим среднюю толщину ледообразования:

hлi =

(1+ 2)

=1,5 мм,

(6.3.2П)

2

 

 

 

где hmax и hmin – максимальная и минимальная толщина льда на дорожном покрытии, принимаются по заданию.

Тогда по формуле (6.3.1) определим потребность в твердом реагенте ХКФ (хлористом кальции фосфатированном) приготовленном по техническим условиям (ТУ2152-05761643-2000):

Qiл =150 0,008 30 1,5 1,03 =55,62 , m

(6.3.1П)

59

6.4. Расчет потребности в реагенте на весь зимний период для борьбы с ледообразованием

Потребность в реагенте для борьбы с ледообразованием на весь зимний период определяется по формуле

л

л

n ,m,

(6.4.1)

Qобщ = Qi

где n – количество случаев ледообразования;

n =

Рл X

,

(6.4.2)

100

где Рл – процент ледообразования от общего количества случаев N [21], X – число дней с возможным образованием зимней скользкости прил.15. Определите потребность пескосоляной смеси на одну обработку:

Qiл =

Qл 100

, m.

(6.4.3)

i

Рх

Определите потребность пескосоляной смеси на весь зимний период:

 

 

Qл

100

 

 

Qобщл

.п.с. =

общ

 

, m,

(6.4.4)

Рх

 

 

 

 

где Рх– процент реагента в пескосоляной смеси (10-20%)

6.5.Расчет расхода реагента

для обработки покрытия при снегоотложениях

Расход реагента определяется по формуле

QiC =

qi B L α

Kсп ,m,

(6.5.1)

 

1000

 

 

где Ксп – коэффициент сплошности обработки покрытия, равен отношению снегонезаносимых участков дороги к общей протяжённости рассматриваемого участка дороги. При снегопадах в безветренную погоду равен единице.

Аналогично определяем расход рассола для обработки покрытия при снегоотложениях. Для этого выбираем соответствующий жидкий противогололедный материал по прил. 13, табл. П.13.1 или табл. П.13.2 и принимаем норму его распределения в соответствии с требуемой температурой распределения.

Пример

Согласно [9,табл.4.1] норма распределения ХКФ составляет 30 т/км2, а рассола ХКМ - 65 м3/км2. Определим расход хлористого кальция фосфатированного:

 

 

60

 

QiÑ =

30 8 30 1,03

0,35 = 2,6ò ;

(6.5.1П)

 

1000

 

рассола ХКМ (хлористый кальций модифицированный):

QСpi =

65 8 30 1,03

0,35 =5,6

м3,

(6.5.1П)

 

1000

 

 

где Ксп коэффициент сплошности обработки покрытия принимаем равным отношению снегонезаносимых участков дороги длина которых определяется по табл 3.2.П (1021 м) к протяжённости рассматриваемого участка дороги (3000 м).

Kсп =

1021

= 0,35

(6.5.2.П)

 

3000

 

 

6.6. Расчет расхода реагента для обработки покрытия при снегоотложениях за весь зимний период

Расход реагента определяется по формуле

с

c

nс, m.

(6.6.1)

Qобщ = Qi

 

где nс – количество случаев зимней скользкости при снегопадах и метелях,

= X n

(6.6.2)

Определяем расход пескосоляной смеси при метелях и снегоотложениях за одну обработку:

Qicп.с. =

Qc 100

, m,

 

i Рх

(6.6.3)

Определяем расход пескосоляной смеси при метелях и снегоотложениях за весь зимний период:

 

 

Qc

100

 

 

 

Qобщc

.п.с. =

общ

 

,

m

(6.6.4)

Рх

 

 

 

 

 

Пример

Согласно формуле 6.6.2, количество случаев зимней скользкости при снегопадах и метелях равно

nc= 73-22 =51.

(6.6.2П)

61

Используя форм. 6.6.1 определяем расход реагента для обработки покрытия при снегоотложениях за весь зимний период:

Твердый реагент:

Qcобщ=2,6 51=133 т.

(6.6.1П1)

 

Рассол:

. p =5,6 51 = 286 м3.

(6.6.1П2)

Qобщс

Определим по форм. 6.6.3 расход пескосоляной смеси при метелях и снегоотложениях за одну обработку:

Qiсп.с. =

2,6 100

=13 т.

(6.6.3П)

20

 

 

 

Определим по формуле 6.6.4 расход пескосоляной смеси при метелях и снегоотложениях за весь зимний период:

Qобщс

.п.с. =

133 100

= 665 т.

(6.6.4П)

 

 

20

 

 

6.7.Расчет потребности в реагенте в соответствии

сукрупнёнными нормами

Потребность в твёрдом реагенте в соответствии с укрупнёнными нормами [9, прил. А] определяется по формуле:

 

Q = N B L , m.

(6.7.1)

Потребность в рассоле определяется по формуле

 

Q

= N

B L

 

(6.7.2)

Кр

3 ,

 

 

где N – общая годовая норма расхода реагента, т/м2.;

Кр – коэффициент увеличения объема рассола по сравнению с твердым реагентом при температуре t = - 8 0С:

К = qi тв р q,

где qi тв ,qi ж нормы расхода твердого и жидкого реагентов соответственно.

Все полученные значения заносятся в табл. 6.7.1.

62

 

 

Сводная таблица потребности материала

 

Таблица 6.7.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

количествоОбщееслучаев скользкостизимней

-ледодля образования

ния-отложедля снега

Общая по-

Общая потреб-

 

температураСредняяянваря °С

-ледоодля бразования

ния-отложедля снега

расчетупо

 

ОДМпо

 

 

 

 

Расход реаген-

требность реа-

ность реагента для

 

 

 

 

та на одну об-

гента на весь

борьбы с зимней

 

 

 

 

работку, т (м3)

зимний

скользкостью,

 

Наимено-

 

 

 

 

период, т (м3)

 

т (м3)

 

вание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

реагента

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Твердый

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

реагент

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пескосо-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ляная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

смесь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассол

 

 

-

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример

В соответствии [9, прил. А] общая годовая норма расхода реагента на 1000 м2 для Брянской области составляет 1,1 т/1000 м2. По формуле (6.7.1) получаем потребность в реагенте:

Qnc =1,1 0,008 30000 = 264 , т.

(6.7.1П)

Для определения потребности рассол в смеси условно для данного примера определим его концентрацию, то есть увеличения объема распределяемого рассола по сравнению с твердым реагентом при температуре t минус 8˚С:

Кр =

qi тв

=

30

= 0,46

(6.7.1П1)

q

65

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда по формуле (6.7.2) получим потребность в рассоле:

Qр =

1,1 8

30000

= 573,91м3

(6.7.2П)

 

 

1000

0,46

 

 

63

Таблица 6.7.1П

Сводная таблица потребности материала

 

температураСредняя января, °С

количествоОбщееслучаев зимней скользкости

 

 

Общая потреб-

Общая потреб-

Наименованиереагента

Расход реагента

ность реагента

-ледообрадля зования

отложениядля снега

-ледообрадля зования

отложениядля снега

расчетупо

по ОДМ

 

 

 

на одну обработку,

ность реагента

для борьбы с

 

 

 

на весь зимний

 

 

 

т (м³)

период, т (м³)

зимней скольз-

 

 

 

 

 

 

 

костью, т (м³)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Твердый реа-

 

 

55,62

2,6

1224

133

1357

264

гент

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пескосоляная

-8,5°

73

278,1

13

6120

665

6785

1320

смесь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассол

 

 

-

5,6

-

286

286

574

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.8. Расчет пескосоляной смеси на весь зимний период

Расчет производится по формуле

лс

л

с

(6.8.1)

Qобщ.п.с. = Qобщ.п.с. +Qобщ.п.с.,m ,

Пример

По формуле (6.8.1) получаем объем пескосоляной смеси на весь зимний период

лс

, т ,

(6.8.1П)

Qобщ.п.с. = 6120 + 665 = 6785

6.9. Разработка графика обработки покрытия противогололедными материалами

Для разработки графика обработки покрытия противогололедными материалами необходимо выбрать тип машины для обработки покрытия противогололедными материалами [7, прил. 8, или прил. 16], выписать краткую техни-

64

ческую характеристику автомобиля (ширину посыпки, вместимость кузова, среднюю плотность посыпки, рабочую скорость).

Рассчитаем протяженности участка, обрабатываемого машиной за одну загрузку пескосоляной смесью или рассолом:

l p =

G

 

, м ,

(6.9.1)

B L

 

 

qi

 

где G – грузоподъемность автомобиля, м3 или т.

При использовании пескосоляной смеси ее плотность принимается равной 1,5 т/м3. Расчет выполняется для пескосоляной смеси и рассола.

Для пескосоляной смеси норма распределения реагента рассчитывается по формуле

qпс = qi 100P x , г/м2 ..

(6.9.2)

Норма распределения рассола принимается в соответствии с п. 6.5.

Пример

Выбираем машины для обработки покрытия противогололедными материалами. В таблицу сводим краткую техническую характеристику автомобилей. [9. прил. Г].

Таблица 6.9.1П

Технические характеристики распределителей твердых и жидких противогололедных материалов

 

 

 

 

 

 

 

 

Скорость

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

до км/ч

 

 

 

 

 

 

 

 

3

2

2

 

 

 

 

 

Маркамашины

Базовоешасси

Монтажоборудования

ВидПГМ

Вместимость кузоваемкости, ,

Ширина распределения, г/м

Плотностьраспределения, г/м

 

 

Дополнительное

оборудование

длязимнегосодержания

м

 

 

транспортная

рабочая

ЭД-243

МАЗ-63039

Стационарносъемная

твердые

6,0

 

2,0-12,0

5-500

60

30

Передний

боковой

отвал, щетка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тройка-2000

Урал-55571-30

Быстросъемная в кузове а/м

жидкие

4,0

 

6,0-14,0

20-400

60

30

Передний от-

вал, скорост-

ной, средний, щетка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

65

Найдем норму распределения реагента по формуле (6.9.2) для пескосоляной смеси:

qпсг= мqi

100

=30

100

=150 / 2.

(6.9.2П)

 

Px

 

20

 

 

Норму распределения рассола принимаем по п. 6.5 ( qр = 65г/ м2 ).

По формуле (6.9.1) определим протяженности участка, обрабатываемого машиной за одну загрузку пескосоляной смесью:

 

=

 

 

 

6,0 1,5

= 7,3

км;

 

 

 

 

(6.9.1П1)

рассолом:

 

0,008 1,03

150

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(6.9.1П2)

 

 

=

 

 

 

 

 

 

= 7,5 км.

 

 

 

 

 

 

 

0,008 1,03 65

 

 

 

 

 

 

6.10. Потребное количество распределителей реагента

 

 

1,03 L

q

i

B

 

 

 

0,5

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

+

 

, шт. ,

 

М

тр =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(6.10.1)

t

 

 

 

G

tпог +

V

 

 

V

 

 

 

д

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

где L – длина участка дороги для организации борьбы с зимней скользкостью, км.; tд – директивное время ликвидации зимней скользкости принимается в зависимости от того, к какой группе дорог по транспортноэксплуатационному состоянию относится рассматриваемый участок

дороги, ч;

G – грузоподъемность автомобиля, для рассола – м3, для пескосоляной смеси – т;

tпог – время погрузки, ч;

Vx – скорость машины без распределения реагента, км/ч; Vр – скорость движения с распределением реагента, км/ч.

Пример

Рассчитаем потребное количество распределителей реагента Мтр.пс. для пескосоляной смеси и Мтр.р. для рассола, используя формулу (6.10.1),:

- для пескосоляной смеси

Mпсс(

) =

1,03 30 150 0,008

 

 

0,12

+

0,5 30

 

+

1

 

= 0,54шт

шт1 .;

(6.10.1П1)

 

 

 

 

 

 

 

 

тр

 

5

6,0 1,5

 

 

 

60

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

66

-

для рассола

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mрассол(

) =

1,03 30 65

0,008

 

 

0,12

+

0,5 30

 

+

1

 

= 0,54шт

шт1 .,

(6.10.1П2)

 

 

 

 

 

 

 

 

тр

 

5

4,0

 

 

 

60

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где tд директивное время ликвидации зимней составляет 5 часов, так как рассматриваемый участок дороги относится к группе В;

tпог = 7 мин - время погрузки.

График обработки покрытия противогололёдными материалами приведен в прил. 17.

6.11. Правила и порядок хранения противогололедных материалов

Для эффективной борьбы с зимней скользкостью необходимы специализированные базы для хранения противогололедных материалов. В зависимости от технических возможностей, базы могут быть высокомеханизированными или упрощенными с передвижными средствами механизации. Их расположение, количество и вместимость определяют в зависимости от объема выполняемых работ по борьбе с зимней скользкостью, видов применяемых ПГМ, типа и марки распределителей и других факторов. Рекомендуются следующие расстояния между базами для хранения противогололёдных материалов: на дороге I технической категории не более 20 км., на остальных от 40 до 50 км.

Фрикционные материалы хранят на открытых площадках, размер которых назначается с учётом размещения 100 % годового объёма материала, требуемого для обработки обслуживаемого участка дороги.

Комбинированные противогололёдные материалы хранят в крытых складах или под навесами. В исключительных случаях допускается их хранение на открытых площадках, при этом они должны быть защищены от попадания влаги водонепроницаемым материалом (брезентом, полиэтиленовой плёнкой и др.). Размер площадки назначается исходя из 100 % сезонной потребности материала, при этом могут создаваться два штабеля (конуса) с разным соотношением песка и соли. Для предотвращения засоления окружающей природной среды в обязательном порядке устраивают дренажную систему с приемными колодцами и испарительным бассейном. Вертикальная планировка площадок должна обеспечивать сток дождевых и талых вод к испарительным бассейнам или приемным колодцам.

Площадка для приготовления и хранения комбинированных материалов должна быть огорожена, иметь въездные ворота и наружное освещение,

67

асфальтобетонное покрытие и дренажную систему, обваловку по периметру, устроенную из песчаного асфальтобетона трапециевидного сечения (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Обваловка открытой площадки для хранения сыпучих бестарных химических и комбинированных ПГМ

На въезде и выезде обваловка устраивается высотой 15 - 20 см пологого серповидного профиля (рис. 6.2).

Рис. 6.2. Конструкция въезда на открытую площадку

На базах упрощенного типа операции по смешиванию выполняются на открытых площадках с помощью многоковшовых или ленточных погрузчиков с лапными или шнековыми рабочими органами, а также бульдозерами, экскаваторами, автогрейдерами.

Высокомеханизированная база комбинированного типа для фрикционных и химических противогололедных материалов имеет два склада - теплый и холодный. Смешивание песка с солью в нужной пропорции осуществляется через дозаторы бункеров и отсеков складов при подаче на конвейер.

68

Растворы солей готовят в специальных смесительных установках, обеспечивая постоянный контроль концентрации соли с помощью ареометра. Готовые растворы доставляют в промежуточные склады дорожных подразделений для хранения и приготовления смоченных солей или непосредственно на объекты (участки) для борьбы с зимней скользкостью.

Жидкие противогололёдные материалы, в качестве которых могут использоваться и природные рассолы, хранят в емкостях из стекловолокна, металла, а также в наземных открытых или закрытых хранилищах с грунтовым, песчаным, пескоцементным или бетонным основанием, с устройством в качестве покрытия мембраны из высокопрочного и эластичного полиэтилена толщиной 0,68 - 2,25 мк. Вместимость таких складов должна обеспечивать размещение 60 % сезонной потребности. При использовании природных рассолов в качестве местных противогололёдных материалов вместимость складов может быть принята объемом пяти - семидневного расхода этих материалов.

В зависимости от грунтов и гидрогеологических условий хранилища природных рассолов могут быть трех типов: заглубленные, полузаглубленные и незаглубленные (рис. 6.3).

Указанные хранилища, как правило, устраивают крытыми для предотвращения попадания дождя или снега. Для улучшения условий эксплуатации крыша таких хранилищ, как правило, выполняется подвижной (рис. 6.4).

Химические твердые противогололёдные материалы хранят в крытых складских помещениях вместимостью не менее 80 % сезонной потребности материалов для намеченного участка дороги. Полы в складах выполняют из асфальтобетона или цементобетона, по которому устраивается защитный слой из асфальтобетона или полимерных материалов, в том числе полимербетона. Металлические, бетонные и кирпичные стены внутри склада должны быть защищены от коррозии и механического повреждения.

Внутрискладские габариты должны позволять свободную работу погрузчиков и автосамосвалов.

Неслеживающиеся твердые химические противогололёдные материалы (на основе технического хлористого натрия), поступающие с заводаизготовителя закладываются на хранение в штабелях, буртах и конусах. При необходимости приготовления неслеживающихся смесей в условиях дорожного предприятия в технический хлористый натрий добавляют 8 - 12 % твердого хлористого кальция, что позволяет получить смесь с повышенной плавящей способностью и пониженной температурой кристаллизации.

Заглубленный тип

I I Полузаглубленный тип

69

I I I Незаглубленный тип

Рис. 6.3. Типы хранения природных рассолов по отношению к дневной поверхности земли

70

Примечание. В качестве механизма сдвигания крыши может быть использован механизм для горизонтального перемещения строительных башенных кранов

Рис. 6.4. Схема хранилища для жидких ПГМ со сдвигаемой крышей

71

Противогололёдные материалы, обладающие способностью интенсивно впитывать влагу, закладывают на хранение в таре, предотвращающей её попадание. Материал в таре укладывают в штабели на высоту, обеспечивающую хранение без слёживаемости. При получении материалов от пред- приятий-поставщиков каждая партия должна быть тщательно осмотрена. Из рваных мешков и контейнеров противогололедные материалы необходимо пересыпать в плотно закрывающуюся тару или использовать для приготовления растворов.

Контрольные вопросы:

1.Что называют объемом снегоприноса?

2.Какие данные метеостанций используют для определения объема снегопереноса?

3.Как определяется объем снегоприноса к участку дороги определенного направления?

4.С какой вероятностью превышения определяется расчетный объем снегоприноса для дорог различных технических категорий?

5.Как, зная динамический коэффициент потерь, определить объем снегоотложений у защиты?

6.Что называют коэффициентом снегозадерживающей способности защиты?

7.Классификация участков дороги по степени снегозаносимости?

8.Из каких условий назначаются средства снегозащиты на автодорогах?

9.Виды снегозащитных насаждений?

10.Порядок проектирования конструкции продуваемых снегозадерживающих лесонасаждений расчетным методом?

11.Из каких условий назначаются заборы снегозадерживающего действия?

12.Какие типы снегозащитных переносных решетчатых щитов используются на автомобильных дорогах?

13.Какие способы устройства и расположения снежных траншей и валовВЫзнаете?

14.Какие способы применяются для снегоочистки автомобильных дорог при различных толщинах снегоотложений? Перечислите применяемую для этого технику.

15.Что называется патрульной снегоочисткой автомобильной дороги?

16.Как определяется время между проходами машин при патрульной снегоочистке?

17.Как организуют работы при расчистке выемки от снежных завалов?

18.Каковы принципы выбора машин для усиленной снегоочистки?

19.Классификация снежно-ледяных отложений, образующихся на автодорогах.

20.Назовите способы борьбы с зимней скользкостью.

21.Какие материалы применяются при фрикционном, комбинированном и химическом способах борьбы с зимней скользкостью?

72

22.Каковы нормы распределения химических реагентов противогололедных материалов?

23.Как рассчитывается потребность в противогололедных материалах для обработки покрытия при борьбе с ледообразованием?

24.Как рассчитывается расход реагента для обработки покрытия при снегоотложениях?

25.Как определяется норма расхода пескосоляной смеси?

26.Из каких условий назначают машины для распределения противогололедных реагентов?

27.Каков порядок разработки графика обработки покрытия противогололедными материалами?

28.Какие правила хранения противогололедных материалов вы знаете?

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Обеспечение бесперебойного и беспрепятственного движения транспортных средств при любых дорожно-климатических условиях требует высокой подготовки специалистов, владеющих теоретическими и практическими навыками. Настоящее учебно-методическое пособие дает возможность будущим инженерам-дорожникам более полно освоить методы и способы работ применяемые при зимнем содержании автомобильных дорог. Рассматривая различные условия работы дорог в зимний период, освоить методы расчета применяемых материалов, оптимизировать работу машин и механизмов, оптимизировать установку снегозадерживающих сооружений. Содержание учебного пособия позволяет самостоятельно изучить методику и способы работы дорожных организаций в зимний период для дальнейшего использования полученных навыков в условиях производства.

73

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ОСНОВНАЯ

1.Борисюк, Н.В. Зимнее содержание городских дорог: учеб. пособие/ Н.В. Борисюк. – М.: Изд-во МАДИ (ГТУ), 2006. – 115 с.

2.Васильев, А.П., Эксплуатация автомобильных дорог: учебник в 2-х т./ А.П. Василь-

тев. – М.: ИЦ «Академия», 2010. - Т. 1 – 320 с.; Т. 2 – 320 с.

3.Вербицкий, Г.М. Комплексная механизация строительства: учебное пособие/ Г.М. Вербицкий. – Хабаровск: Изд-во Тихоок. гос. ун-та, 2006. – 274 с.

4.Куляшов, А.П. Зимнее содержание дорог: учеб. пособие/А.П. Куляшов, Ю.И. Молев, В.А. Шапкин. – Нижний Новгород: Изд. Нижегород. гос. техн. ун-та, 2007. – 353 с.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

5.Баловнев, В.И. Машины для содержания и ремонта городских и автомобильных дорог: учеб. пособие/ В.И. Баловнев[и др.]; под ред. В.И. Баловнева. - 2-е изд. перераб. и доп.– Омск: ОАО «Омский дом печати», 2005. –768 с.

6.Дорожная техника: Каталог-справочник /под общ. ред. Б.С. Марышева, Ю.Ф. Устинова. – М.: Изд. Ассоциации «РАДОР». Ч. 1. – 2002. - 64с.; Ч. 2. – 2004. - 96 с.

7.Васильев, А.П. Эксплуатация автомобильных дорог и организация дорожного движения / А.П. Васильев, В.М. Сиденко. - М.: Транспорт, 1990. – 292 с.

8.Зимнее содержание автомобильных дорог /Г.В. Бялобжеский, А.К.Дюнин [и др.]; под ред. А.К. Дюнина. - М.: Транспорт, 1983. – 197 с.

9.Локшин, Е.С. Строительные и дорожные машины: Обзор современной отечественной самоходной техники: учеб. пособие/ Е.С. Локшин, А.В. Рубайлов. – М.: РИА «Россбизнес»,

2004. – 304 с.

10.Митина, Е.А. Содержание автомобильных дорог в зимний период: учеб. пособие по курсовому проектированию/ Е.А. Митина [и др.]. – Саранск: Изд-во Мордовского ун-та,

2004. – 56 с.

11.Паневин, Н.И. Организация борьбы со снегоотложениями на дорогах на основе региональных расчетных параметров метелей: автореф. дис… канд. техн. наук/ Н.И. Паневин.- Воронеж, 1999. – 24 с.

12.Правила техники безопасности при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог. - М.: Транспорт, 1979. – 175 с.

13.Ремонт и содержание автомобильных дорог: Справочник инженера-дорожника/ А.П. Васильев, В.И.Баловнев, М.Б.Корсунский [и др.] – М.: Транспорт, 1989. – 287 с.

14.Ремонт и содержание дорог: Справочная энциклопедия дорожника (СЭД). Т. II /А.П. Васильев, Э.В. Дингес, М.С. Коганзон [и др.] - М.: Информавтодор, 2004. - 507 с.

15.Силуков, Ю.Д. Эксплуатация автомобильных дорог: учебное пособие/ Ю.Д. Силуков. – Екатеринбург: Изд-во Уральского гос. лесотехн. ун-та, 2002. – 228 с.

16.Ярмолинский, А.И. Ремонт и содержание автомобильных дорог/ А.И. Ярмолинский, И.Н. Пугачев, В.А. Ярмолинский. – Хабаровск: Изд. Хабаровского ГТУ, 1999. – 107 с.

НОРМАТИВНАЯ

17. ГОСТ Р 50597-93. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения. – Ввод. впервые; Введ.01.07.94.

– М.: Транспорт, 1993. – 12 с.

74

18.ГОСТ Р 52766-2007. Дороги автомобильные общего пользования. Элементы обустройства. Общие требования. – Ввод. впервые; Введ.01.07.08. -М. : Стандартинформ, 2008. –27 с.

19.ЕСКД. Общие правила выполнения чертежей. М.: Изд-во стандартов. 1991 – 180с.

20.ОДМ 218.0.000 – 2003. «Руководство по оценке уровня содержания автомобильных дорог (Временное)» (утв. распоряжением Государственной службы дорожного хозяйства)

21.ОДМ. Методические рекомендации по ремонту и содержанию автомобильных дорог общего пользования. - М.: Информавтодор,2004.-190 с. (взамен ВСН 24-88) (приняты 17.03.2004 №ОС-28/1270-ИС)

22.ОДМ 218.5.001-2008. Методические рекомендации по защите и очистке автомобильных дорог от снега. - М.: Информавтодор, 2008.- 99 с.

23.ОДМ. 218.3.023-2003 Руководство по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах. - М.: Информавтодор, 2003.- 72 с.

24.ОДМ 218.5.001-2008 Методические рекомендации по защите и очистке автомобильных дорог от снега. - М.: Информавтодор, 2008. – 100 с. (взамен ВСН 4-69).

25.СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика. Госстрой СССР. – Взамен СНиП II-А.6-72; Введ.01.01.84. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1983. - 68 с.

26.СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги. Госстрой СССР. - Взамен СНиП II-Д.5-72 ; Введ.01.01.87. – М.: ЦИТП Госстроя СССР. 1986. – 56 с.

27.Указания по производству изысканий и проектированию лесонасаждений вдоль автомобильных дорог. ВСН 33-87. Министерство автомобильных дорог РСФСР. - М.: Транспорт, 1988. – 95 с.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]