5.3. Зимняя уборка городских территорий

В зимнее время атмосферные осадки выпадают в основном в виде снега. По своему состоянию снег может быть рыхлым, сред­ней плотности и твердым. Плотность снега зависит от температуры воздуха, ветра и интенсивности движения по нему транспорта и пешеходов. Она колеблется от 0,1 до 0.6 т/м и при расчетах может быть принята равной 0,3 т/м³. При сгребании в валы снег уплотня­ется в 2,5-3 раза, при образовании снежного наката - в 4 раза, при образовании льда - в 10 раз. Соответственно для удаления уплот­ненного снега требуется затратить в 30 раз больше энергии, чем при удалении свежевыпавшего снега. Поэтому зимняя уборка должна быть организована так, чтобы уборка снега производилась до его уплотнения колесами транспорта и пешеходами. Следует также отметить, что слой снега толщиной 20 см может полностью парализовать движение транспорта.

Основной задачей зимней уборки является обеспечение нор­мальной и безопасной работы городского транспорта и движения пешеходов. Технология уборки улиц зимой включают в себя сле­дующие операции: 1) очистку проезжей части от выпавшего снега и борьбу с образованием уплотненной корки; 2) ликвидацию гололе­дов и борьбу со скользкостью покрытий улиц; 3) удаление снежно-ледяных накатов и уплотнений снега: 4) уборку снежных валов, включая погрузку, вывоз, складирование снега. Улицы и площади города убираются в два этапа:

• расчистка проезжей части и тротуаров;

• удаление с городских улиц собранного в валы снега. Основным способом расчистки проезжей части улиц является

подметание и сгребание снега в валы плужно-щеточными снего­очистителями. Уборка улиц одним снегоочистителями возможна только при интенсивности движения до 100 авт./ч. При большей ин­тенсивности движения, как правило, не удается предотвратить об­разования уплотненного снега без применения химических реаген­тов, водные растворы которых не замерзают при низких температу­рах. Поэтому при взаимодействии реагентов со снегом он сохраня­ет сыпучесть и не подвергается уплотнению. Благодаря этому дос­тигается высокое качество уборки дорожных покрытий от снега.

В качестве химических реагентов при зимней уборке исполь­зуют: 1) пескосолянные смеси, например, смесь хлористого кальция (3-4%) с песком; 2) специального реагента ХКФ - хлористого каль­ция, ингибированного фосфатом. Применение ХКФ вместо песко-соляных смесей почти в 10 раз сокращает расход технологических материалов и снижает засорение дорог песком. Кроме того, для распределения ХКФ можно использовать плужно-щеточные снего­очистители и отказаться от разбрасывателей технологических ма­териалов.

Применение химических реагентов дает положительный эф­фект при интенсивности снегопада более 0,5 мм/ч и интенсивности движения свыше 100 авт./ч. При интенсивности снегопада более 0,5 мм/час и температуре выше -6°С расход реагента составляет 20 г/м², а при температуре ниже -6°С 30 г/м². Пескосоляную смесь готовят из расчета 130 кг реагента на I м песка. На каждые 1000 м площади улично-дорожной сети необходимо примерно 6,5 м пес-косоляной смеси.

В зависимости от интенсивности снегопада (И_с) назначают со­ответствующий режим уборки: первый при И_с = 0,5-1 мм/ч, второй при И_с = 1-3 мм/ч и третий при И_с > 3 мм/ч в пересчете на воду. Технологический процесс снегоочистки разбивают на циклы и эта­пы в зависимости от интенсивности снегопада и температуры ок­ружающего воздуха. Первый цикл работ выполняется в течение ча­са после начала снегопада, а последующие - каждые 1,5 ч. Каждый цикл обработки дорожного покрытия разбит на этапы, которые на­зывают:

• выдержка - время от начала снегопада до момента внесения реагента в снег (t_a = 0,25-0,75 ч);

• обработки - время внесения реагента в снег (t₀ = 1 ч);

• интервал - период между обработкой и началом уборки сне­- га (t _и = 0,25...3 ч), необходимый для перемешивания выпавшего снега и реагентов;

• сгребания (при высоте снежного покрова h > 4 см) и смета­ ния (при h < 4 см) - время уборки и укладывания снега в прилотко- вой части улицы (t _c = 1,5...3 ч).

Общая продолжительность уборки снега в первом режиме со­ставляет 7,5 ч, во втором - 4,25 ч, в третьем - 2,75 ч.

Снег с улиц города убирают различными способами: 1) погруз­кой на автотранспорт и вывозом на снеговые свалки; 2) перекидкой снега с проезжей части за ее пределы (в русло рек, на полосы зеле­ных насаждений и т. д.); 3) сплавом снега по сети ливневой канали­зации; 4) путем снеготаяния в специальных установках. Эффектив­ность и экономичность работ по зимней уборке улиц достигается путем осуществления комплекса наиболее рациональных способов и приемов снегоочистки в зависимости от местных условий.

Выполнение всех работ по уборке улиц в минимально короткие сроки возможно только при полной их механизации. В настоящее время для зимней уборки улиц используют следующие машины:

• плужно-щеточные снегоочистители (ПМ-130Б, КО-002, КО-802 и др.), обеспечивающие подметание снега или сгребание снега плугом с одновременным подметанием щеткой полосы ши-­ риной 2,3-2,9 м при высоте снежного покрытия до 0,5 м, со скоро­ стью 20-25 км/ч (рис. 5.3);

• шнекороторные снегоочистители (Д-470, Д-707, Д-902 и др.), обеспечивающие перекидку снега с полосы шириной 2,5-2,8 м на 20-30 м при высоте снежного покрытия от 1,2 до 1,5 м, со скоро­- стью от 0,3 до 10 км/ч (см. рис. 5.3);

• снегопогрузчики (С-4М, С-10, СнП-17 и др.), обеспечиваю-­ щие погрузку снега из валов шириной 2,3-2,5 м в автомобили с производительностью от 250 до 600 м³/ч;

• пескоразбрасыватели (КО-104, ПР-53, КО-105 и др.), обес­ печивающие посыпку песком и хлоридами проезжей части улиц со скоростью 16-25 км/ч, максимальной шириной посыпания 7-9,5 м и расходом технологического материалов 0,01-0,4 кг/м².

где ∑q_{max j} - сумма пяти наибольших снегопадов в j-м году.

Общее количество снега за сезон или снегопад можно опреде­лить по формуле

Рис. 5.3. Шнекороторный снегоочиститель ДЭ-201:

1 - рабочий орган; 2 - подвеска рабочего органа; 3 - гидросистема; 4 - привод;

5 - фары; 6 - система пневмомоторов; 7 - силовая установка;

8 - светосигнальный фонарь; 9 - подрамник; 10 - капот

При организации снегоочистительных работ необходимо обра­тить внимание на следующие особенности: 1) на широких магистра­лях уборку целесообразно вести колонной плужно-щеточных снего­очистителей; 2) число снегоочистителей зависит от ширины улицы; 3) за один проезд должна быть убрана половина улицы; 4) первая машина делает проход по оси проезда, следующие двигаются усту­пом с разрывом 20-25 м; 5) полоса, очищенная впереди идущей ма­шиной, должна перекрываться на 0,5-1 м; 6) маршрут работы выби­рается так, чтобы уборка начиналась с наиболее загруженных улиц; 7) для повышения качества и скорости выполнения работ целесооб­разно сначала выполнять сгребание, а затем подметание.

Количество средств для механизации уборки и вывоза снега, производительности снеготаялок, снегосплавную способность во­достоков определяют на расчетный снегопад и проверяют на мак­симальный с удлиненным режимом уборки. Здесь под режимом ра­боты понимают отрезок времени в часах, устанавливаемый для уборки снега с данной улицы. Расчетный снегопад по массе на 1 м определяют за десятилетний период работы по формуле

где q_{i max} - средний максимальный снегопад за i-й год;

где F- площадь уборки, м²;

h - высота снежного покрова, м;

γ - объемная масса снега, равная 0,1 т/м³;

k_у - коэффициент уплотнения, равный в данном случае трём.

Здесь высота снежного покрова h принимается по метеороло­гическим данным за последние 10 лет.

Для расчета потребного количества уборочных машин необ­ходимо иметь не только данные по расчетному снегопаду, но и знать принятый режим выполнения работ, площадь уборки, произ­водительность и другие характеристики применяемых машин. Рас­чет потребности производится отдельно для каждого вида машин и каждой выполняемой операции.

Количество плужно-щеточных машин и распределителей тех­нологических материалов рассчитывается по формуле

где f_Э - эксплуатационная производительность одной машины, м²/ч;

t - время выполнения работ по графику, ч.

Эксплуатационная производительность машин может быть определена по технической производительности с учетом коэффи­циента использования машин в течение рабочего времени:

где а - ширина полосы захвата, м;

V_Э - эксплуатационная скорость машины при выполнении той или иной операции, км/ч;

k_пер - коэффициент перекрытия очищаемой полосы;

k_в - коэффициент использования машины в рабочее время.

Расчет количества роторных снегоочистителей и снегопогруз­чиков производится по формуле

где f_Э - эксплуатационная производительность машины, м³ /ч;

k_у - коэффициент уплотнения снега, принимаемый в зависи­мости от времени нахождения снега в валах, k_у = 1,5…3.

Значения F, h, t даны в предыдущих формулах.

Количество грузовых автомобилей для вывоза снега определяется по формуле

где V - объем снега, подлежащего вывозу, м³;

V _a - производительность одного автомобиля, м³ /ч.

Необходимое количество самосвалов, обслуживающих один снегопогрузчик, определяется следующим образом:

где к_в - коэффициент использования времени, рассчитываемый по формуле

где t_р, t₃ и t_см - время соответственно разгрузки, загрузки и смены самосвалов при загрузке, ч;

l - расстояние до места разгрузки, км;

V_Э - скорость самосвала, км/ч.

Время загрузки самосвала

где V - объем снега в кузове самосвала, m³;

f_Э - эксплуатационная производительность снегопогрузчика, м³/ч;

к_З - коэффициент загрузки, учитывающий снижение произво­дительности снегопогрузчика.

Время выполнения работ по графику складывается из продол­жительности выполнения отдельных технологических операций с учетом времени пробега от гаража до места работы, от места рабо­ты до пункта заправки горючим, технологическими материалами или выгрузки ТБО, а также потерь времени на погрузку, разгрузку и другие операции:

где Т- продолжительность рабочего дня, ч;

li - расстояние между пунктами i-го холостого пробега, км;

Vi - скорость i-го передвижения, км/ч;

Δt j - потери времени j-го вида, ч.

Таким образом, можно определить не только эксплуатационную производительность любой машины, но и их количество. При этом следует учитывать и возможность повторного использования машин на одной и той же территории, т. е. количество проходов по одной и той же полосе, например, при сгребании и подметании снега.