Глава №1 Анализ природно-климатических условий московской области при зимнем содержании автомобильной дороги.

1. Среднемесячная максимальная температура воздуха:

Месяц	Ноябрь	Декабрь	Январь	Февраль	Март	Апрель
Температура	-1,1	-7,2	-10,2	-9,2	-2,8	-

1.2 Среднемесячная минимальная температура воздуха:

Месяц	Ноябрь	Декабрь	Январь	Февраль	Март	Апрель
Температура	-7,3	-13,9	-17,8	-18	-11,3	-0,6

3. Количество атмосферных осадков, мм:

Месяц	Ноябрь	Декабрь	Январь	Февраль	Март	Апрель
Количество	35	32	26	22	26	26

3. Высота снежного покрова по декадам в сантиметрах:

   Месяц	Ноябрь				Декабрь				Январь				Февраль				Март				Апрель
   Декада	1	2	3	1		2	3	1		2	3	1		2	3	1		2	3	1		2	3
   Высота, см	*	5	7	9		11	15	17		19	24	25		26	26	26		26	19	*		*	-

4. Повторяемость ветра по 8 направлениям в %:

   Месяц	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
   Ноябрь	6	7	11	10	18	22	15	11
   Декабрь	5	8	18	7	16	19	16	11
   Январь	7	9	15	7	13	19	15	15
   Февраль	11	10	14	9	9	17	18	12
   Март	5	8	14	8	16	24	16	9
   Апрель	6	5	13	10	17	25	13	11

5. Среднее значение повторяемости направления ветра за зимний период:

Направление	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Повторяемость	7	8	14	8	14	22	16

Роза ветров приведена в приложении 1.1.

3. Среднемесячная скорость ветра:

   Месяц	Ноябрь	Декабрь	Январь	Февраль	Март	Апрель
   Скорость ветра	4,7	5,2	4,9	5,0	5,2	5,2

4. Число дней с твердыми, жидками и смешанными осадками:

   Месяц	Ноябрь	Декабрь	Январь	Февраль	Март	Апрель
   Твердые	6,8	10,8	13,2	10,4	8,8	1,6
   Жидкие	2,1	0,7	*	*	1,1	2,1
   Смешанные	3,1	2,3	0,7	*	1,4	3,1

5. Твердые, жидкие, смешанные осадки процент от общего количества:

   Месяц	Ноябрь	Декабрь	Январь	Февраль	Март	Апрель
   Твердые	35	70	93	93	69	6
   Жидкие	19	5	1	1	11	62
   Смешанные	46	25	6	6	20	32

6. Продолжительности осадков в часах:

Месяц	Ноябрь	Декабрь	Январь	Февраль	Март	Апрель
Продолжительность	183	134	120	54	130	166

1.11 Число дней с метелями по месяцам:

Месяц	Ноябрь	Декабрь	Январь	Февраль	Март	Апрель
Дни	7	5	5	1	2	5

1.12 Повторяемость различных скоростей ветра при метелях:

Скорость	<6	6-9	10-13	14-17	18-20
Повторяемость	3,4	51,1	29,3	14,2	2,0

1.13 Дата образования зимней скользкости – 1,11.

1.14 Дата окончания зимней скользкости – 6,04.

1.15 Общую продолжительность периода возможного образования зимней скользкости – 152.

1.15 Среднегодовая потребность в твердых хлоридах – 1,9 т/10000 м².

Глава №2 Оценка снегозаносимости автомобильной дороги и назначение мероприятий, необходимых для обеспечения ее незаносимости снегом.

2.1 Определение снегопереноса по направлениям ветра:

Расчетный снегоперенос – 780 м³/п.м.

Направление ветра	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ	Итог
λ	0,07	0,08	0,14	0,08	0,14	0,22	0,16	0,11	1
q	55	62	109	62	109	172	125	86	780

2.2 Расчет общего снегоприноса к дороги за зимний период:

№ участка	Сторона от дороги	На-прав-ление ветра	Повто-ряемость ветра данного направ-ления λi		Угол между направлением ветра и направлением дороги γi		Синус угла sinγi		Снегопринос
1	Правая	Ю	0,14		18		0,309		33,68
		ЮЗ	0,22		63		0,891		153,25
		З	0,16		108		0,951		118,87
		СЗ	0,11		153		0,454		39,04
		Qпр=									344,84
	Левая	С		0,07		18		0,309		16,99
		СВ		0,08		63		0,891		55,24
		В		0,14		108		0,951		103,66
		ЮВ		0,08		153		0,454		28,15
		Qл=									204,04
2	Правая	Ю		0,14		4		0,069		7,52
		ЮЗ		0,22		49		0,754		129,68
		З		0,16		94		0,997		124,63
		СЗ		0,11		139		0,656		56,42
		Qпр=									318,25
	Левая	С		0,07		4		0,069		3,79
		СВ		0,08		49		0,754		45,75
		В		0,14		94		0,997		108,67
		ЮВ		0,08		139		0,656		40,67
		Qл=									198,88
3	Правая	Ю		0,14		22		0,374		40,77
		ЮЗ		0,22		67		0,920		157,24
		З		0,16		112		0,927		157,88
		СЗ		0,11		157		0,391		33,63
		Qпр=									389,52
	Левая	С		0,07		22		0,374		20,57
		СВ		0,08		67		0,920		54,04
		В		0,14		112		0,927		101,04
		ЮВ		0,08		157		0,391		24,24
		Qл=									199,89
4	Правая	Ю		0,14		15		0,259		28,23
		ЮЗ		0,22		60		0,866		148,95
		З		0,16		105		0,966		120,75
		СЗ		0,11		150		0,5		43
		Qпр=									340,93
	Левая	С		0,07		15		0,259		14,25
		СВ		0,08		60		0,866		53,69
		В		0,14		105		0,966		105,29
		ЮВ		0,08		150		0,5		31
		Qл=									204,23

2.3 Выявление снегозаносимых участков.

К снегонезаносимым участкам, относят участки проходящие в лесных массивах, кустарниках ( с шириной посадки более 100 м), участки выемки(глубиной более 8 метров), участки проходящие через населенные пункты сплошной застройки, участки проходящие в насыпях высотой более снегонезаносимой насыпи по СП 34.13330.2012.

, где h_р- высота снежного покрова; - необходимая высота бровки полотна=1,2м

0.26*(1+1.64*0.2)=0.35 м, где - максимальная из высоты снежного покрова; t- коэф. доверительной вариации; С_v – коэф. вариации.

2.4 Назначение мероприятий по защите а/м дороги от снежных заносов.

Способы защиты делят на пассивные (индивидуальные средства защиты) и активные (патрульная снегоочистка).

Так же различается по продолжительности действия, бывают постоянные и временные.

Постоянные снегозащитные сооружения устанавливают на участках дороги, не проходящие по ценным земельным угодьям (пашни), менее ценные (луга).

На ценных участках устанавливают постоянные средства защиты, на менее ценных временные.

Переносные щиты - маневровое средство снегозащиты. Они могут применяться в качестве самостоятельного средства защиты дорог от снежных заносов и как средство усиления посадок или заборов.

Конструкции переносных щитов показаны на рис. 6.5, конструкция и порядок установки полиэтиленовой сетки на рис. 6.6. Применяются четыре типа щитов, конструктивные данные которых приведены в табл. 6.4.

 Первоначальное расстояние установки щитов от бровки земляного полотна следует назначать в зависимости от объема снегоприноса: до 25 м³/м - 30 м; до 50 - 40 м; до 75 - 50 м; более 75 м³/м - 60 м.

Таблица 6.4

 

Тип	Высота,	Просветность, %			Скорость ветра, м/с,	Объем снегоприноса,
щита	м	общая	нижней части	верхней части	при которой можно применять щиты	м3/м, при котором целе- сообразно применять щиты
I	2,0	50	60	40	Более 20	Более 100
II	1,5	50	60	40	Более 20	Менее 100
III	2,0	60	70	50	20 и менее	Более 100
IV	1,5	60	70	50	20 и менее	Менее 100
Примечание. Вертикальные планки щитов всех типов делают толщиной 16 мм. Горизонтальные планки и диагонали делают толщиной 13 мм.

 

I	III
II	IV

 

Рис. 6.5. Переносные решетчатые щиты с неравномерным заполнением

Снежные траншеи могут применяться как самостоятельное средство защиты на слабозаносимых участках дорог или в сочетании с другими средствами снегозащиты.

Снежные траншеи следует утраивать при толщине снежного покрова более 20 см последовательными проходами машин параллельно дороге. Оптимальное расстояние между осями соседних траншей составляет 12-15 м.

Ближайшую к дороге траншею при отсутствии других средств снегозащиты размещают не ближе 30 м и не дальше 100 м от бровки дороги. Если траншеи служат дополнительным средством защиты к имеющимся насаждениям, заборам или щитам, то ближайшую к дороге траншею размещают с полевой стороны имеющихся снегозащитных линий на расстоянии 20-30 м от них.

После заполнения траншей снегом до половины глубины производится их прочистка (возобновление) проходами машин по старому следу. При этом толщина снега по дну траншеи должна быть не менее 5 см.

Траншеи прочищают до тех пор, пока толщина снегоотложений в них не достигнет 1,0-1,5 м. Возобновление траншей после этого прекращают и приступают к прокладке новых траншей параллельно имеющимся. Новые траншеи закладывают с полевой стороны на расстоянии 12-15 м от первоначальных траншей и на таком же расстоянии друг от друга.

Для обеспечения надежной защиты и максимального задержания переносимого снега необходимо прокладывать с каждой стороны дороги и постоянно иметь на протяжении всего зимнего периода одновременно следующее количество траншей: при объеме снегоприноса до 100 м³/м - не менее 3; до 200 м³/м - не менее 4; более 200 м³/м - не менее 5 с постоянным возобновлением при отработке на половину глубины.

2.3 Выявление снегозаносимых участков:

Участок а/д	Сторона	ПК	hн, м	hв, м	Ситуация	Рекомендуемые средства защиты
I	Л	0-10	1,0	-	луг	Снегозадерживающие заборы
		10-12	1,0	-	лес	Не требуется
	П	0-5	1,0	-	луг	Снегозадерживающие заборы
		5-12	1,0	-	пашня	Переносные щиты III типа
II	Л	12-13	1.0	-	лес	Не требуется
		13-15	-	2,6	лес	Не требуется
		15-17	-	2,6	населенный пункт	Не требуется
		17-20	-	2,6	Луг	Снегозадерживающие заборы
		20-23	-	2,6	пашня	Переносные щиты III типа
		23-24	2.4	-	пашня	Не требуется
		24-28	2.4	-	Лес	Не требуется
	П	12-13	1,0	-	пашня	Переносные щиты III типа
		13-15	-	2,6	пашня	Переносные щиты III типа
		15-17	-	2,6	населенный пункт	Не требуется
		17-23	-	2,6	луг	Снегозадерживающие заборы
		23-24	2,4	-	луг	Не требуется
		24-28	2,4	-	лес	Не требуется
III	Л	28-29	2,4	-	лес	Не требуется
		29-30	1,2	-	лес	Не требуется
		30-36	1,2	-	пашня	Снегозащитные траншеи.4 шт, 1 траншея на расстоянии 30 метрах от бровки ЗП.
		36-40	-	1,8	лес	Не требуется
	П	28-29	2,4	-	лес	Не требуется
		29-30	1,2	-	лес	Не требуется
		30-36	1,2	-	пашня	Снегозащитные траншеи.8 шт, 1 траншея на расстоянии 30 метрах от бровки ЗП..
		36-40	-	1,8	лес	Не требуется
IV	Л	40-42	-	1,8	населенный пункт	Не требуется
		42-45	-	1,8	луг	Снегозадерживающие заборы
		45-50	-	2,0	луг	Снегозадерживающие заборы
	П	40-41	-	1,8	населенный пункт	Не требуется
		41-45	-	1,8	луг	Снегозадерживающие заборы
		45-50	-	2,0	луг	Снегозадерживающие заборы

Высоту забора определяют в зависимости от объема снегоприноса и высоты снежного покрова в данной местности:

где H – высота забора, м;

WСП – объем снегоприноса, м3/м;

НП - средняя многолетняя наибольшая в течение зимы высота снежного покрова в данной местности, м.

Общая снегосборочная способность заборов, поставленных в несколько рядов:

где Q - объем снега у многорядных защит, м3/м;

β - коэффициент, характеризующим степень заполнения пространства между рядами заборов, можно принимать равным 0,8;

n - количество рядов заборов;

H - высота забора, м;

L - расстояние между рядами заборов, которое следует принимать в пределах 30 H, м;

К1-коэффициент равный 8.

Запас снегоемкости:

где Qустройства – снегоемкость устройства;

Qi – снегопринос с дороги.

Левая часть дороги ПК 0-10:

Правая часть дороги ПК 0-5:

3 ряда по 5 м

Левая часть дороги ПК 17-20:

Правая часть дороги ПК 17-23:

2 Ряда по 5 м

Левая часть дороги ПК 41-50:

Правая часть дороги ПК 41-50:

3 Ряда по 5 м

Глава №3. Разработка технологии и организации работ по очистке автомобильных дорог от снега.

3.1 Определение интенсивности расчетного снегопада.

Месяц	Количество осадков, мм	Доля данного вида осадков от общего количества				Количество твердых и смешанных осадков в мм.		Общая продолжительность осадков в месяц, ч		Интенсивность снегопада
		Смешанные	Твердые	Жидкие
Ноябрь	35	3,1	6,8	2,1	9,9		183		0,019
Декабрь	32	2,3	10,8	0,7	13,1		134		0,018
Январь	26	0,7	13,2	-	13,9		120		0,016
Февраль	22	-	10,4	-	10,4		54		0,017
Март	26	1,4	8,8	1,1	10,2		130		0,020
Апрель	26	3,1	1,6	2,1	4,7		166		0,033

Допустимое время снегонакопления определяется по формуле :

, (4.1)

где - максимально допустимая толщина рыхлого снега на поверхности проезжей части, мм (табл. 1.1), - плотность свежевыпавшего снега ( = 0,1 г/см³), - плотность воды ( = 1 г/см³), - интенсивность расчетного снегоприноса, мм воды/ч.

Для определения расчетного снегоприноса сначала вычисляют эти интенсивности для каждого зимнего месяца по формуле 4.2 и из всех полученных значений принимают наибольшее.

, (4.2)

где - количество осадков за рассматриваемый k-ий месяц зимнего периода, - количество снегопадов или число дней со снегопадами в каждый месяц, - средняя продолжительность снегопада, ч, которую принимают по данным климатических справочников. При отсутствии данный принимают равной 8-9 ч.

Принимаем интенсивность расчетного снегоприноса = 0,033, тогда

.

Допустимое время снегонакопления при метелях определяем по рис.4.5. Расчетный снегопринос 780 м³/п.м. , значит = 2,75ч. Окончательно за допустимое время снегонакопления принимаем минимальное значение из и : = 2,75 ч.

3.2 Определение требуемого количества машин при снегоочистке.

Назначаем снегоочиститель - МТ3-82.6

Базоый трактор	МТ3-80/82
Ширина рабочей зоны, м:
Плужного отвала (ПЛ)	2,5
Щетки (Щ)	1,8
Бульдозерного отвала	2,5
Габариты,м:	4940
Длина L	6,34
Ширина B	2,5
Высота H	3
Рабочая скорость Vp, км/ч	25

Производительность снегоочистителя (м²/ч) можно определить по формуле:

П_э=1000*V_p*(B_p-a)*K_B*K_T , (4.6)

где V_p - рабочая скорость при снегоочистке, м²/ч, K_B - коэффициент использования внутрисменного времени (K_B=0,75) _, K_T - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (K_T=0,70).

П_э =1000*25*(2.5-0.3)*0.75*0.70=115500 м²/ч

Количество машин в отряде зависит от минимальной требуемой ширины очистки дороги В_min и ширины рабочей зоны снегоочистителя В_р. В случае когда ширина рабочей зоны снегоочистителя В_р≥1/2* В_min количество машин в отряде n=1. Фактически ширина очищаемой поверхности составляет 2* В_р.

В случае когда ширина рабочей зоны снегоочистителя В_р<1/2* В_min, количество машин можно определить по формуле:

n=, (4.3)

где В_{min -} минимальная требуемая ширина очистки проезжей части (табл. 1.1), В_р - ширина рабочей зоны снегоочистителя, а - ширина перекрытия следа (а=0.3-0.5).

В_р=2,5<1/2* В_min=7,5

n=

Вычислим фактически очищаемую ширину проезжей части по формуле:

В_ч=2*[В_р+( В_р-а)*(n-1)] (4.4)

В_ч =2*[2.5+9(2.5-0.3)*(3-1)]=16.2 м.

Количество отрядов снегоочистителей зависит от периодичности удаления снега и может быть определено по формуле:

N=, (4.5)

где S - площадь очистки, м², S=В_ч*L, L - длина дороги, м, П - производительность снегоочистителя, м²/ч, - допустимое время снегонакопления, ч

N=≈ 1

S=16,2*50000=810000

Необходимое количество автогрейдеров ЭД 405 для формирования и смещения снежного вала на ПЧ, на расстояние не более 0,5 мот кромки ПЧ или бортового камня, можно определить по формуле:

N_a= , (4.7)

, где - площадь, с которой собирают снег в вал, м², - производительность автогрейдера рассчитанная по формуле 5.6 для характеристик автогрейдера, м²/ч, - периодичность удаления вала, ч ()

Sв=2*2,4*50000=240000

П_а=1000*6*2,4*0,75*0,7=75600 м²/ч

N_a==0,42≈1

Количество валоразбрасывателей СНФ-200 или шнекороторных снегоочистителей можно определить по формуле:

N_в=,(4,8)

где - масса снега на участках применения валоразбрасывателя, т; П_в- производительность валоразбрасывателя т/ч;

Мсв=2,4*0,2*46000*0,1=2208т

N_в=≈2

Для определения количества погрузчиков снега, применяемых в населенных пунктах, используют формулу:

N_п= ,(4,9)

М_сн - масса снега в населенном пункте, т; Производительность погрузчика ,т/ч; Т- время работы погрузчика.

М_сн =4000*2,4*0,2*0,1=192т

N_a=≈2

Количество автомобилей-самосвалов КамАЗ -55111 для вывоза снега на снежную свалку определяется следующим образом:

N_aс=, где объем уплотненного снега, вывозимого из населенного пункта, 76,98 м³; П_ас –производительность автомобиля-самосвала, м³/ч; Т- время работы погрузчика, ч.

П_ас=, где q_ac-объём кузова автосамосвала 6,6т; 1,25-коэффициент, увеличение объема кузова за счет наращивания бортов; L-дальность транспортировки на снежную свалку, км; t_п- время погрузки 0,2-0,4 ч;

t_p-время разгрузки автосамосвала 0,5 ч.

П_ас==*0,75*0,7=5,49

N_aс==≈11

Масса снега, выпавшего при снегопаде расчетной интенсивности и средней продолжительности 9 ч на участке протяженностью 50 км определяется : М_с=10^-3*В_ч*L*i_p*t*=0.001*4000*16.2*0.1*9*1=58,32т

При этом объем рыхлого снега: V_cн==58,32/0,1=583,2м³

Объем уплотненного снега: V_cн==58,32/0,25=233,28м³

12