1 Определение и основные особенности зимнего периода эксплуатации дорог.

Зимний период – период со средней суточной температурой воздуха ниже 0 градусов.

Продолжительность зимнего периода от 20 до 260 суток в год.

Основная особенность зимнего периода – наличие снежно – ледяных отложений (воды в твердом фазовом состоянии на поверхности дороги).

Следствием этого является изменение условий движения в результате резкого изменения взаимодействия колеса авто с дорогой.

Дополнительные трудности создают:

• Низкая температура воздуха

• Короткая светлая часть суток

2 Основное условие движения автомобиля, зависимость и её анализ.

Основное условие движения

Силы сцепления ведущих колес авто должно быть больше или равны силам сопротивления движению:

m*ФИ V>=fV+-i

где

m- коэф сцепного веса

Фи v-коэф. сцепления колеса с покрытием при заданной скорости Vi

Fv-коэф сопрот. Качению при данной скорости движения vi

i-продольный уклон

Qвед-масса авто, приходящие на ведущие колеса авто

Qобщ-общая масса авто

Пример:

Движение авто по горизонтальной поверхности,т.е. i=0

Принимаем m=0,5

Тогда основное условие движения принимает вид:

0,5*Фиv>=fv+-0

Или Фиv>=2*fv

Результат:

Движение авто возможно тогда, когда коэф. сцепления в 2р больше сил сопр. движению

3 Характер изменения коэффициентов "фи" и "эф" на заснеженном покрытии.

При наличии снега или льда на покрытии дороги происходит изменение сцепных качеств и сопротивление качению

При определенном соотношении Фиv и fv движение станет невозможным (скорость будет =0)

4 Снегопад и метель. Характеристики снежных отложений.

Снежные отложения на дорогах образуются при снегопадах и метелях

Снегопад-

• Выпадение снега из облаков (без сдувании и переноса ветром частиц снега, выпавших ранее)

Спокойный снегопад бывает при скорости ветра до 3 м/c

Плотность снега при снегопаде:

• Сухого рыхлого – 0,07…0,12 г/см3

• Влажного или выпадающего мокрого – 0,25 г/см3

Метель-

• Перенос ветром выпадающего или ранее выпадшего снега.

Считается, что перенос снега (горизонт.) начинается при скорости ветра более 5м/c.

Плотность снега в метелевых отложениях составляет 0,25…0,35 г/см3.

Главным источником снежных отложений на дороге является снег,приносимый ветром во время метелей.

Метелевые отложения называют мнежными заносами.

Дороги следует очищать от метелевого приноса снега.

5 Расчетные характеристики метелей. Снегоперенос и снегопринос.

Основные характеристики метелей:

1. Скорость ветра

2. Направление ветра

Условия возникновения:

1. Подвижный снег в отложениях “сухой” или “не смерзшийся”

2. Достаточная толщина снега в отложениях (больше высоты снежного покрова)

Расчетная характеристика метелей:

Снегоперенос:

Объём снега переносимого через единицу длины Фронта метелей

Зависимость Д.М.Мельника:

Wп=J*t=c*Vср3*t

Wп-снегоперенос за метель, м3/п.м

J-интенсивность переноса, м3/п.м/ч

t- Продолжительность метели, ч

с-константа Мельника (зависимость от характеристик снежных отложений)

Vср - скорость ветра на высоте флюгера м/с

Основная характеристика при расчетах снегозащитных мероприятий –

Снегопринос:

Объём снега приносимого при метелях к одной стороне дороги:

Wсд=Wп*sinA

6 Районирование территории России по трудности снегоборьбы.

Цель Районирования состоит в обосновании финансовых и материально – технических ресурсов для зимнего содержания дорог с учетом природно-клим. условий разных районов.

В качестве основного признака районирования был принят объём снегопереноса (за зимний период)

Дополнительно учитывались: рельеф местности, продолжительность зимнего периода, кол-во снежных осадков за зиму, высота снежного покрова и др.клим факторы

При разработке районирования территории России по трудности снегоборьбы на а/д выделено 5 характерных районов

Разделение территории России по трудности снегоборьбы:

1. Работы легкой снегоборьбы:

• Объёмы снегопереноса 25…50 м3/п.м

• Продолжительность снежного периода 60…100 сут

Пример: Калининградская обл., Краснодар, Хабаровский край

2. Районы средней трудности снегоборьбы:

• Объёмы снегопереноса 100…200 м3/п.м

• Продолжительность снежного периода 100…160 сут

Пример: Московская, Ленинградская область

3. Районы трудной снегоборьбы

• Объёмы снегопереноса 250…400 м3/п.м

• Зимой преобладают снежные ветра и интенсивные метели

• Снежные заносы образуются системой и часть большей толщины к плотности

Пример: Воронежская, Новосибирская

4. Районы очень трудной снегоборьбы:

• Объёмы снегопереноса 400…600 м3/п.м

• Отношения от интенсивных снегопадов

Пример: Самарская, Оренбургская, Алтайский край

Основная характеристика-степь

5. Районы особенно трудной снегоборьбы

• Объёмы снегопереноса 1000 м3/п.м

• Продолжительность снежного периода 220…240 сут,а в отдельных местах доходит до 300суток

• Скорость ветра при метелях достигает 40…45м/с

• Число суток с метелями доходит до 120…130 при продолжительности отдельных метелей до 10сут и более

Пример: Якутия, Ненецкий и Таймырский АО

Основная характеристика-тундра

7 Комплекс мер по зимнему содержанию автомобильных дорог.

Зимнее содержание а/д представляет собой комплекс мероприятий, включающий

1. Защиту дорог от снежных заносов

2. Очистку дорог от снега

3. Борьбу с зимней скользкостью

4. Защита от лавин

5. Борьбу с наледями

Эти мероприятия должны обеспечивать бесперебойное и безопасное движение авто с высокими скоростями и погрузками, соотв. Требованиям установленных в нормативных документах

1. ВСН 24-88

2. ГОСТ Р 50597-93

8 Требования к зимнему содержанию автомобильных дорог. Основные

показатели.

Вч-ширина (м) частей от снега и льда поверхности дороги

Hрых-толщина (мм) рыхлого снега на поверхности дороги, которая заканчивается с момента начала снегопада или метели до полной снегоочистки, или в перерывах между проходами снегоочистки

hн, hоб –толщина (мм) уплотненного слоя снега (снежно ледяного покрова) на ПЧ и толщина слоя снега на обочине

tн-нормативные сроки (час) очистки дороги от снега и ликвидации зимней скользкости

9 Принцип определения требований к зимнему содержанию дорог.

Критерием технико-экономического обоснования требований к уровню содержания может быть принят минимум приведенных затрат, которые в общем виде будут состоять из 2 групп:

1. Затраты автотранспорта сокращаются при более высоком уровне содержания (за счет увеличения средней скорости движения и сокращения числа ДТП)

2. Затраты на содержание дороги увеличивающиеся с ужесточением требований к уровни содержания

10 Снегозаносимость дорог, параметры снегонезаносимой насыпи.

Снегозаносимость дорог – подверженность дорог образованию на них снежных заносов.

Снег из снеговетренного потока выпадает там, где по каким-либо причинам происходит снижение скорости потока.

Собственно дорога представляет собой препятствие, у которого могут возникать зоны затишья, называемые ветровой тенью.

Главным фактором , от которого зависит снегозаносимость дороги, является форма поперечного профиля, а также высота насыпи и глубина выемки.

Чтобы повысить снегонезаносимость необходимо соблюдать 2 требования к поперечному профилю:

1. ЗП должно быть аэродинамически-обтекаемым для ветра

2. Скорость ветра над всей поверхностью дороги должна быть достаточна для сдувания попадающего на нее снега

Ннз – высота незаносимой насыпи

Ннз=Нп+дельта h

Нп – высота снежного покрова 5% обеспеченности

Дельта h – превышение бровки ЗП над поверхностью снежного покрова

11 Характеристика участков дорог, не требующих защиты от метелевого

приноса.

По ситуации:

- проходящие через лесные массивы (сады и кустарники) если их ширина больше или равна 100 м

- пересекающие населенные пункты с плотной застройкой

По климату:

- при объеме снегоприноса менее 25 м^3/п.м.

По геометрии поперечного профиля:

- участки насыпей высотой больше требуемой по условию снегонезаносимости Hн>=Hнз (без барьеров безопасности) - участки выемок, откос которых может вместить весь снег привносимый к дороге

12 Классификация снегозаносимых участков дорог.

Снегозаносимые участки дороги делятся на:

1. Незаносимые

2. Заносимые

Заносимые делятся на:

1. Слабозаносимые

2. Среднезаносимые

3. Сильнозаносимые

Снегонезаносимые:

-по ситуации (черенз лесные массивы(ширина не менее 100м, населенные пункты с плотной застройкой)

- по климату (при объеме снегоприноса менее 25 м3/п.м.)

-по геометрии поперечного профиля (участки выемок, откос который может вместить весь снег, приносимый к дороге)

Категория	Характеристика участка
Слабозаносимая	Насыпи высотой от Нп до Ннз пересечения в 1 уровне, с барьером безопасности
Среднезонасимая	Раскрытые выемки, нулевые места и невысокие насыпи ниже Нп
Сильнозаносимые	Нераскрытые выемки, подветренный откос который не может вместить снег при снегопадах, все выемки на кривых

13 Способы защиты дорог от снежных заносов. Методы пассивной защиты.

Подразделяют на:

1. Активные

2. Пассивные

Активный способ – очистка дороги от снежных отложений и удаление зимней скользкости.

3 метода пассивной защиты:

1. Задержать переносимый метелью снег на подступах к дороге и вызвать образование снежных отложений на безопасном для дороги расстоянии или в заранее подготовленном месте

2. Увеличить скорость снеговетрового потока под дорогой и предотвратить снежные отложения непосредственно на дороге

3. Полностью укрыть дорогу от снега с помощью галерей, тоннелей и т.д.

14 Классификация снегозащитных сооружений.

- по продолжительности службы

- по принципу работы

По продолжительности:

- постоянные

Устраивают при строительстве, реконструкции ли ремонте дороги на весь срок ее службы

- временные

Сооружения и устройства которые ежегодно устраивают осенью или в начале весны, а весной убирают.

По принципу работы:

- сплошные (глухие) преграды

- преграды с просветами (решетчатые)

15 Постоянные снегозащитные сооружения, перечень, общие характеристики.

постоянные

Устраивают при строительстве, реконструкции ли ремонте дороги на весь срок ее службы.

- снегозащитные лесонасаждения

- снегозадерживающие заборы

- снегозадерживающие заборы с изменяемой просветностью

- снегопередувающие заборы

- снегоизолирующие постоянные сооружения

16 Снегозадерживающие заборы с постоянной просветностью. Порядок

расчета.

Необходимую высоту забора определяемой исходя из объема снегопереноса по дороге к дороге:

Где Wсд – объем снегоприноса к дороге м3/п.м.

Нп – средняя многолетняя наибольшая высота снежного покрова в данной местности, м.

Заборы выше 5м по технико-экономическим соображениям делать не рекомендуется. Если по расчету требуется большая высота, устраивают 2, 3 и более рядов заборов.

Где n – количество рядов заборов

α- коэф, характеризующий степень заполнения снегом пространства между рядами заборов(0,8)

l- расстояние между рядами заборов, которые следует принимать равным 30Нз

К1- оптимальный коэф, равный 8.

Расстояние до бровки ЗП от забора 15..25 Нз

17 Снегозадерживающие заборы с изменяющейся просветностью.

Для обеспечения эффект работы снегозадерж. устройств необходимо что бы его просветность изменялась (желательно автоматически) вместе с изменениями скоростью ветра.

Чем больше скорость ветра во время метели ,тем меньше просветность

18 Снегопередувающие заборы и снегоизолирующие сооружения.

Работа основана на увеличении скорости снеговетрового потока в момент его прохождения над дорогой, что предотвращает появление на ней снежных образрований

Снегопередувающие заборы имеют щит на высоте 1.5-2 м от пов-ти земли. Устанавливают на обочине. Применяют для неглубоких выемок при соблюдении след. условий:

1. Господствующие вестра направленны под постоянным углом 50-90 градусов

2. При сухом и легкоподвижном снеге

3. При объеме снегопереноса 300-500 м3/п.м

Снегоизолирующие сооруж- предназначаются для прямой защиты дороги от снегопадов и метелей. В виде галерей,перекрытий или навесов.

Устраивают из легких материалов (поликарбонат) на наиб часто снегозаносимых участках.

19 Снегозащитные лесонасаждения, достоинства и недостатки, разновидности.

+ .надежная многолетняя работа

.сравнительно низкая стоимость и текущие затраты на содержание

.экологичность

- .требует большой отвод земель под посадки

.большой срок от посадки до вступления в работу(7-10)

-Однорядные и 2-х рядные живые изгороди

-многорядные лес.полосы

20 Живые изгороди. Схемы и снегоемкость

Живая изгородь-одно или 2-х рядные густые посадки высотой 2-3м. работающие по принцыпу плоской преграды с просветами.

Снегоемкость:

Однорядной - Q=7H² 2-x Q=7H²+0,8HB

В- расст. Между деревьями Н- высота деревьем

21 Снегозащитные лесные полосы. Схема конструкции и порядок расчета

Снегозащитная лесная полоса- объемная преграда сост. из нескольких рядов деревьев и двухрядной кустарниковой опушки.

Лесные полосы формируют из:

1. Низкие кустарники (до 2 м)

2. Высокие кустарники ( до 4 м)

3. Деревья низкокронные (до 15 м)

4. Деревья высококронные (до 25 м)

По законам аэродинамики в попер. профиле лесная полоса должна быть обтекаемой. С наветренной стороны высота деревьев увеличивается от ряда к ряду.

Расстояние между рядами деревьев 2,5-3,5 м

Между деревьями в ряду 1-2 м

В_лп=0,09W_сд+6 L=20+0,25 W_сд

В_лп-ширина лес.полосы

L-расст от бровки ЗП

W_сд-снегопринос к дороге

22 Временные снегозадерживающие сооружения, перечень, общие характеристики.

Типы:

1.древянные переносные щиты

2.полимерные сетки,полотна и ленты.

3.снежные траншеи и волны

(23 Деревянные переносные щиты, типы, условия применения.

1. Общая хар-ка щитов и условия их применения.

Тип	в*н габариты	Рср % просветность	Wсд снегопринос	Vв скорость ветра
I	2*2	50	>100	>20
II	2*1.5	50	<100	>20
III	2*2	60	>100	<20
IV	2*1.5	60	<100	<20

Если после метили щиты занесло снегом их переставляют выше для дальнейшей работы. За одну перестановку щиты 2*2 могут задержать 40-50 м3/п.м , а 2*1,5 20-30 м3/п.м

Расстояние от дороги зависит от снегоприноса

снегопринос	25	50	75	>75
расст	30	40	50	60