Зимове утримання автомобільних доріг

Федеральне агентство з освіти

Державна освітня

установа вищої професійної освіти

«ІВАНІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ

АРХІТЕКТУРНО-БУДІВЕЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ »

Кафедра «Організація та безпека руху»

Пояснювальна записка

до курсової роботи з дисципліни експлуатація автомобільних доріг на тему: «Зимове утримання автомобільних доріг»

Виконав: ст.гр. ОБД-41 Курасов С.В.

Перевірила: Москвітіна Т.В.

Іваново 2009

Зміст

Введення

1. Аналіз вихідних даних та природно-кліматичних умов зимового утримання дороги

2. Визначення снегопереноса

3. Оцінка снігозаносних дороги і виявлення ділянок, найбільш небезпечних для руху при зимової слизькості

4. Призначення основних заходів щодо захисту дороги від снігових заметів

5. Проектування технології та організації патрульної снігоочищення

6. Розробка основних заходів та технологія боротьби із зимовою слизькістю

Список використаної літератури

Введення

До основних факторів, що впливає на умови руху автомобілів в зимовий період року, відносять наявність сніжних відкладень і зимової слизькості, що призводять до різкого зниження зчіпних якостей дороги, збільшенню опору коченню, погіршення рівності, а також до зміни ширини проїжджої частини та узбіч. У результаті в зимовий період знижуються швидкості автомобілів, збільшується кількість ДТП.

Головне завдання зимового утримання - забезпечити максимально можливу величину зчіпних якостей дороги і мінімальний опір коченню шляхом запобігання утворення снігових відкладень і ліквідації зимової слизькості на дорозі.

Для виконання цих вимог дорожньо-експлуатаційні служби проводять такі заходи:

-Профілактичні, мета яких попередити або не допустити утворення снігових та крижаних відкладень на дорозі, ослабити зчеплення шару сніжно-крижаних відкладень з покриттям; підвищити зчіпні якості дорожніх покриттів при утворенні на них сніжно-крижаних відкладень, ущільненого снігу або ожеледного плівки за рахунок створення штучної шорсткості (профілактична обробка покриттів хімічними протівогололедниім речовинами та інших)

- Захисні заходи, за допомогою яких перекривають доступ до дороги снігу, принесеного хуртовинами: застосування захисту від Метельова перенесення і снігових лавин; головним критерієм якості снегозащіти вважають виняток відкладень Метельова снігу на дорогах.

-Видалення вже виникли сніжних і крижаних відкладень (очищення доріг від снігу та ліквідація зимової слизькості), а також заходи щодо зменшення впливу відкладень на рух (посипання обледенілій поверхні дороги фрикційними матеріалами).

1 Аналіз вихідних даних та природно-кліматичних умов зимового утримання дороги

Клімат Архангельської області: середньорічна температура зовнішнього повітря 0,8 ⁰ С, середня температура найбільш холодного періоду -28 ⁰ С, тривалість періоду із середньодобовою температурою нижче ⁰ 0 С 253сут., Середня місячна відносна вологість повітря о 13 год найбільш холодного місяця 88% , середня місячна відносна вологість повітря в 13 год, найбільш жаркого місяця 63%, кількість опадів за рік 675 мм, кількість рідких і змішаних опадів за рік 459 мм, добовий максимум кількістю 55 мм. Середня швидкість вітру за напрямками за січень: С-3, 6 м / с, СВ-3, 2м / с, В-4, 2 м / с, ЮВ-4, 9 м / с, Ю-5, 1 м / с, Пд-5, 9 м / с, З-6, 6 м / с, СЗ-6, 2 м / с; максимальна із середніх швидкостей по румбах за січень - 5,9 м / с. Повторюваність вітрів за напрямками: З-7%, СВ-6%, В-13%, ЮВ-19%, Ю-15%, С-20%, З-12%, СЗ-8%.

Директивні вимоги до показників рівня зимового утримання дороги встановлюють на основі техніко-економічних розрахунків виходячи з оснащеності дорожньої служби машинами та обладнанням. Гранично допустимі значення заносимо в табл.1.

Таблиця 1

Вимоги до зимового утримання дороги

Використовуючи вихідні дані завдання, будуємо схематичний план траси з ситуацією; за даними таблиці <<середньомісячна температура повітря>> будуємо графік температур; за даними швидкості та повторюваності вітрів у напрямку будуємо троянди вітрів для 4 ділянок.

2 Визначення снегопереноса

Кількість снігу, переносний хуртовинами до дороги протягом зимового періоду, називають обсягом снігопринесенні. Він зазвичай становить деяку частину від загального обсягу снігу, що бере участь в перенесенні і званого обсягом снегопереноса. Обсяг снегопереноса і снігопринесенні.

Обсяг снігопринесенні на всіх ділянках дороги з кожного боку визначається за спрощеним методом. Умовно вважаємо, що загальний обсяг снігопринесенні розподіляється за напрямами в тому ж відношенні, як і кількість випадків повторюваності вітру.

Обсяг снігопринесенні по кожному напрямку становить:

q _{i =} D _i * Q

де: D - частка вітрів даного напрямку по зимової розі вітрів;

Q - загальний обсяг снегопереноса на 1 погонний метр, становить 420 м ^3.

Визначивши обсяг снігопринесенні по кожному напрямку, роблять розрахунок снігопринесенні за весь зимовий період з кожного боку дороги. Для цього поєднують зимову розу вітрів з напрямком осі розглянутого ділянки. Снігопринесенні визначають з правого і лівого боку за формулами:

Q _{л =} q _{л i} * sin g _i;

Q _{п =} q _{п i} * sin g _i;

де: Q _л, Q _п - снігопринесенні з лівого і правого боку дороги, м ³ / п.м.

q _{л i,} q _{п i} - снігопринесенні з лівого і правого боку по відповідним румбах;

sin γ - кут, між аналізованим румбів і напрямком дороги.

Для ділянки № 1:

;

;

;

;

Для ділянок № 2 .. 4 розрахунки проводяться аналогічно і вносяться в таблицю 2.

Таблиця 2

3 Оцінка снігозаносних дороги і виявлення ділянок найбільш небезпечних для руху при зимової слизькості

Висоту снегонезаносімой насипу визначають за формулою:

;

де: H н - Висота снегонезаносімой насипу, м;

_- Розрахункова висота снігового покриву з ймовірністю перевищення

5%

Δ - Підвищення брівки земляного полотна над сніговим покривом, що забезпечує незаносного насипу (для III категорії доріг приймається рівним 0,6 м);

З огляду на вихідні дані, будуємо схематичний поздовжній профіль і аналізуємо снігозаносних дороги, враховуючи, що за ступенем снігозаносних всі ділянки ділять на снігозаносних і снегонезаносімие. До снігозаносних відносять ділянки: перетинають лісові масиви, якщо їх ширина складає 100 ... 250м з кожного боку дороги; виїмки глибиною більше 8,5 м при річному снегопереноса до 100м ³ на 1 п.м. дороги; великі населені пункти з забудовою по обидва боки дороги; насипу висотою не менше необхідної за снігозаносних.

Розподіл заносяться ділянок

Оцінка снігозаносних дороги, а також аналіз ситуації та поздовжнього профілю дороги представлені на рис.

Найбільш небезпечним для руху автотранспорту при утворенні зимової слизькості є:

- Перетину в одному рівні;

- Ділянки дороги, що проходять по вулиці населеного пункту, через мости, шляхопроводи, а також ділянки, що мають крутий підйом.

4 Призначення основних заходів щодо захисту дороги від снігових заметів

На підставі даних про снегопереноса і ситуації з кожного боку дороги призначаємо вид снігозатримуючої пристрою.

Для захисту доріг від снігових заметів приймають на слабозаносімих і среднезаносімих ділянках застосовують снігові траншеї.

Снігові траншеї відриваються за допомогою двухотвального снігоочисника або бульдозерів. Снігозахисні траншеї прокладаються в кілька рядів паралельно дорозі. Ширину траншів призначають 3 ... 4м. Число працездатних траншей, яке необхідно одночасно мати для надійного захисту дороги призначають з урахуванням снігопринесенні.

Оптимальна відстань між осями траншей-12 ... 15м. найближчу до дороги траншею розташовують не ближче 30м і не далі 100м.

Призначення снігових траншів

Призначення переносних щитів.

Переносні щити з розрідженою переважно бувають чотирьох типів.

-Тип I застосовують у районах з об'ємом снегопереноса більше 100м ³ / п.м. і швидкості вітру понад 20 м / с;

-Тип II-в районах з об'ємом снегопереноса менш 100м ³ / п.м. і швидкості вітру понад 20 м / с;

-Тип III - при обсязі снегопереноса більше 100м ³ / п.м. і швидкості вітру менше 20 м / с;

-Тип IV - при обсязі снегопереноса менш 100м ³ / п.м. і швидкості вітру менше 20 м / с.

Снегоемкость щита визначають за формулою:

де - Висота щита, м;

- Коефіцієнт / для суцільних перешкод дорівнює 7 ... 9, для перепон з просветном-8 ... 12 /.

У нашому випадку застосовують щит III типу - щити висотою 2 м із загальною просветном 50%, просветном нижньої половини 70%, верхній 50%.

Число рядів щитів, які необхідно встановити на сільнозаносімих ділянках дороги з лівого і правого боку визначається за формулами:

- З лівого боку - З правого боку Число рядів щитів, які необхідно встановити на сільнозаносімих ділянках дороги:

з лівого боку з правого боку

Відстань між рядами щитів - 60м, а від дороги до першого ряду щитів - 40м. Розташування переносних дерев'яних щитів показуємо на схемі організації зимового утримання ділянки автомобільної дороги.

5 Проектування технології та організації патрульної снігоочищення

При проектуванні патрульної снігоочищення на автомобільній дорозі необхідно знати допустимий час снігонакопичення (періодичність снегоудаленія).

Допустимий час снігонакопичення в період снігопаду визначають за формулою:

,

де - Максимальна допустима товщина шару рихлого снігу на поверхні проїзної частини, 10 мм;

- Щільність свіжого снігу, ^г / см ^3, = 0,1 ... 0,2 ^г / см ^3;

- Щільність води, ^г / см ^3, = 1 ^г / см ³

- Інтенсивність розрахункового снігопаду, визначається для кожного місяця за формулою:

де: q _i -Кількість опадів за місяць, 56,25 мм;

n - кількість снігопадів або кількість днів зі снігопадами на місяць, n приймається рівним 15;

- Середня тривалість снігопаду, 5 год,

Визначаємо час снігонакопичення в період снігопаду:

Для снігоочищення приймаємо плугово-щітковий снігоочисник на базі МАЗ-500. Його основні характеристики:

Число патрульних снігоочисних машин визначаємо за формулою:

де: - Інтенсивність розрахункового снігопаду, 0,75 ^ММ / _Ч;

- Довжина ділянки, 50 000 м;

- Ширина поверхні, що очищається, 15 м;

r - щільність снігу, 0,2 г / _СМ ^3;

- Допустима товщина снігу на покритті, 10 мм;

- Робоча швидкість снігоочисника 50 км / год;

- Коефіцієнт використання робочого часу, 0,7 ... 0,9;

в - ширина робочого захоплення снігоочисника, що залежить від кута установки відвалу, 4 м.

Виходячи з усіх даних отримуємо:

Технологія снігоочищення залежить від напрямку пануючих вітрів, характеру снігових відкладень, стану сніжного покриву на поверхні дороги і наявності снігоочисних машин.

Приймаються 2 снігоочисні машини для очищення снігу з поверхні дороги. Сніг необхідно прибрати за межі земляного полотна, щоб усунути перешкоди для потоку і забезпечити хороше продування.

6 Розробка основних заходів по боротьбі із зимовою слизькістю

Зимова слизькість включає в себе всі види снежноледяних утворень на поверхні дороги, що веде до зниження коефіцієнта зчеплення: різні види природного обмерзання, які в метеорології об'єднують поняттям ожеледиці, штучне обмерзання у вигляді снігового накату. Боротьба із зимовою слизькістю ведеться найчастіше хімічним і фрикційними способами. У першому випадку використовують кристалічні і рідкі хімічні речовини: хлористий натрій (NaCl); хлористий кальцій (CaCl _2); суміш кристалічного хлористого натрію та хлористого кальцію в пропорції 88:12 та ін У другому випадку використовують зменшують слизькість матеріали: пісок, мелкозем, кам'яні висівки, паливний шлак.

Потреба в протиожеледних матеріалах на один ожеледь визначається за формулою:

де: L - Протяжність дроги, 50 км

- Ширина проїзної частини, 15 м

- Норма розсипи, г / м ^2, а = 45 г / м ² для ожеледного замерзання,

а = 60 г / м ² для пухкого снігу.

- Коефіцієнт, що враховує втрати і неточність розсипи матеріалу, що дорівнює 1,08.

Потреба в протиожеледних матеріалах на один ожеледь:

-Для ожеледного замерзання -Для пухкого снігу

Всю потребу в протиожеледних матеріалах на зиму визначають за формулою:

, Де - Потреба матеріалу на один ожеледь, 36,45 т;

- Потреба матеріалів на один снігопад інтенсивністю більше 3 мм на добу, 48,6 т;

n - кількість ожеледицю 15;

m - кількість снігопадів 10.

Потреба в протиожеледних матеріалах на зиму:

Для виконання робіт з розкидання протиожеледних матеріалів беремо пескоразбризгіватель КО-822-2 на базі УРАЛ-43203. Його характеристики:

1. Об'єм кузова - 8м ³

2. Ширина посипання-до15, 8 м

3. Щільність посипання-500 г / м ²

4. Робоча швидкість-30 км / год

5. Транспортна швидкість 60 км / год

6. Додаткове обладнання для зимового утримання: передній відвал, швидкісний відвал, щітка.

Кількість солераспределітелей на ліквідацію одного ожеледі або снігопаду визначають за формулою:

де: a - норма розсипи, г / м ^2, а = 45 г / м ² для ожеледного замерзання,

а = 60 г / м ² для пухкого снігу.

по-ширина розсипи за один прохід, 0,015 км;

q-вантажопідйомність, 10 т

- Директивне час, 4ч;

L - довжина дороги, 50 км;

- Час навантаження однієї машини, 0,15 год;

-Робоча швидкість руху солераспределітеля, 30 км / год;

-Довжина під'їзної колії від бази до дороги, 1 км;

-Довжина правого і лівого плеча ділянки дороги, 19 км і 31км;

- Середня швидкість руху розподільника з вантажем і без вантажу, 45 км / год;

Кількість солераспределітелей на ліквідацію одного ожеледі визначають за формулою:

Кількість солераспределітелей на ліквідацію одного снігопаду визначають за формулою:

Довжину однієї розвантаження солераспределітеля визначаємо за формулою:

де q - вантажопідйомність машини, 10 т;

a - норма розсипи, г / м ^2, а = 45 г / м ² для ожеледного замерзання,

а = 60 г / м ² для пухкого снігу;

b-ширина розсипи за один прохід, 0,015 км.

Довжину однієї розвантаження солераспределітеля для ожеледиці визначаємо за формулою

Довжину однієї розвантаження солераспределітеля для снігопаду визначаємо за формулою

Час, необхідний на одну розвантаження одно:

де l _p - довжина однієї розвантаження солераспределітеля 11,11 км-під час ожеледі,

14,81 км - під час снігопаду.

-Робоча швидкість руху солераспределітеля, 30 км / год

Час, необхідний на одну розвантаження під час ожеледі одно:

(Ч)

Час, необхідний на одну розвантаження під час снігопаду одно:

(Ч)

Число рейсів, яке необхідно виконати при ожеледі або сніжному накаті визначається за формулою:

де l _p - довжина однієї розвантаження солераспределітеля 11,11 км-під час ожеледі,

14,81 км - під час снігопаду.

L - довжина дороги, 50 км;

Число рейсів, яке необхідно виконати при ожеледі визначається за формулою:

Число рейсів, яке необхідно виконати при сніжному накаті визначається за формулою:

Середнє число рейсів одного солераспределітеля за директивне час ліквідації слизькості при ожеледі чи снігопаді розраховують за формулою:

де: - Час на оповіщення, запуск, прибуття, 0,35

- Час на завантаження одного солераспределітеля, 0,15 год

- Час циклу, год

- Час на розвантаження одного солераспределітеля, ч-прі снігопаді, - При ожеледі

- Тривалість ходу навантаженого і порожнього автомобіля,

= (Ч)

= (Ч)

Середнє число рейсів одного солераспределітеля за директивне час ліквідації слизькості при ожеледі розраховуємо за формулою:

Середнє число рейсів одного солераспределітеля за директивне час ліквідації слизькості при снігопаді розраховують за формулою:

Кількість необхідних розподільників на кожній ділянці одно:

де: - Кількість рейсів, яке необхідно виконати при снігопаді 4,

5 - при ожеледі.

- Коефіцієнт використання часу, 0,85.

n - Середнє число рейсів одного солераспределітеля за директивне час ліквідації слизькості 3-при ожеледі, 3 - при снігопаді.

Кількість необхідних розподільників на кожній дільниці під час ожеледі одно:

Кількість необхідних розподільників на кожній дільниці під час снігопаду одно:

Під час ожеледі приймаємо 2 розподільні машини і під час снігопаду приймаємо 2 машини.

Список використаної літератури

1. Зимове утримання автомобільної дороги: Методичні вказівки / ІІСІ; Сост. С. Г. Цупіков. Іваново, 1992.-20с.

2. А. П. Васильєв, В. М. Сіденко. Експлуатація автомобільних доріг загального користування в зимових умовах / Під редакцією С.М. Алоян, Т.В. Москвітіна, В.В. Кузьмін, Н.В. Боковикова; Іванівський Державний Архітектурно - будівельний університет - Іваново, 2008-136с.

3. СНиП 2.01.01-82. Будівельна кліматологія і геофізика. - М.: Стройиздат, 1983.