3 Оценка снегосборной способности постоянной снегозащиты

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, совершенствование форм и параметров земляного полотна, аккумуляционные полки в выемках; железобетонные или деревянные снегозадерживающие и снегопередувающие заборы и т.д.

Снегозащитные лесонасаждения — наиболее надежный экономичный и долговечный вид постоянной снегозащиты. К их недостаткам относят необходимость занятия пахотных земель и значительный период от посадки до включения в полную работу. Систему придорожных снегозащитных лесона­саждений составляют одно- и двухрядные живые изгороди, многорядные полосы и кулисные лесонасаждения. [1]

3.1 Живые изгороди

Живые изгороди - одно- или двухрядные густые посадки высотой 2...3 м, работающие по принципу плоской просветной преграды. Изгороди создают на расстоянии от подошвы насыпи или выемки не менее 10 высот деревьев, практически не ближе 25 м.

Снегоемкость однорядных живых изгородей:

Q„ = 7Н² (3.1)

Снегоемкость двухрядных изгородей увеличивается за счет накопления снега между рядами:

Q_n = 7 Н² + 0,8 НВ (3.2)

где Н- высота деревьев, м;

В - расстояние между рядами, равное 2...3 м.

Рисунок 3.1 - Схемы снегозадерживающих еловых изгородей: а - Снегоемкость до 50 м³/м; б - то же, до 100 м³/м; в - то же, до 150 м³/м

На втором участке дороги снегопринос составляет: слева-139,978 м³/м, справа-144,953 м³/м, следовательно на этом участке принимаем снегозадерживающие еловые изгороди типа В.

3.2 Снегозащитная лесная полоса

Снегозащитная лесная полоса представляет собой объемную преграду для снеговетрового потока, состоящую из нескольких рядов деревьев и кустарников, размещенных параллельно дороге на определенном расстоянии.

По законам аэродинамики в поперечном профиле лесная полоса должна быть обтекаемой: с наружной (наветренной) стороны высота деревьев плавно увеличивается, с внутренней (подветренной) стороны их высота резко уменьшается. [3]

Снегозадерживающая способность и снегоемкость зависят от ширины лесополосы L и высоты деревьев Н. Чем выше деревья и больше их плотность, тем больше снега откладывается в лесной полосе. Однако при высоте снежных отложений более 2,5 м в лесных полосах начинается снеголом деревьев. С увеличением рядов деревьев возрастает объем отложений снега непосредственно в лесной полосе и в подветренном шлейфе. Чтобы полностью задержать снег, приносимый к дороге W_CД, полоса должна иметь ширину:

(3.3)

где h_cр - средняя высота снегоотложений в полосе (принимается 1...2,5 м).

Расстояния от бровки земляного полотна до придорожной лесной полосы, ширину лесных полос и разрывы между лесными полосами определяют в зависимости от объема снегоприноса:

-требуемая ширина полосы:

(3.4)

-необходимое удаление от бровки полотна:

b= 20 + 0.25 W_p (3.5)

- снегоемкость полосы:

(3.6)

где 1_ф- фактическая ширина полосы, м;

W_p - расчетный снегопринос, м³/м.

Особое значение имеет расстояние от бровки земляного полотна до лесной полосы. Если оно меньше, чем длина снежного шлейфа, дорога будет занесена снегом при метели большой интенсивности. В тоже время удаление многорядных посадок от дороги на большое расстояние приводит к неэффективному использованию пахотных земель.

При снегоприносах больших объемов закладывают кулисные лесные полосы, т.е. насаждения, состоящие из нескольких полос (кулис), в промежутках между которыми откладывается снег [1]

Произведём расчет снегозащитной лесной полосы для четвёртого участка дороги:

-слева:

принимаем L=19м.

b= 20 + 0.25*134,805=53,7м;

м³/м.

Исходя из расчётов, принимаем типовую схему-Д, в соответствии с которой расстояние от бровки дороги до лесополосы составляет 65 м,ширина полосы 19 м.

Аналогично ведём расчёт для правого участка дороги. По расчёту принимаем типовую схему–Е, для которой расстояние от бровки дороги до лесополосы составляет 70 м, ширина полосы 22м, расчётная снегоёмкость полосы 160,569 м³/м, что удовлетворяет требуемому снегоприносу.

Снегозадерживающая полоса состоит из четырех видов насаждений:

- кустарник низкий (до 2.0 м)

- кустарник высокий (до 4,0 м)

- деревья низкорослые (до 15 м)

- деревья высокие (до 25 м)

Поскольку лесополоса начнет работать только тогда, когда деревья наберут достаточную высоту, что произойдет через несколько лет, данная мера снегозащиты на этом участке является перспективной. На первый период эксплуатации, пока деревья не вступили в работу, на данном участке будут разработаны временные средства снегозащиты. [2]