Зимнее содержание автомобильных дорог. 4

       Федеральное агентство по образованию 

                     Сыктывкарский лесной институт – филиал

               государственного образовательного  учреждения

                    высшего профессионального образования

                      «Санкт-Петербургская государственная

                 лесотехническая академия имени  С.М.Кирова»           
 
 

факультет заочного обучения 

кафедра дорожное, промышленное и гражданское  строительство.

Курсовой  проект

По  дисциплине: Основы эксплуатации автомобильных дорог 

        На тему: Зимнее содержание автомобильных дорог

Выполнил:  Соловьева Анастасия Николаевна, студент факультета заочного обучения, бюджетная форма обучения, 5 курс, № группы 1550, специальность АДИА, №   зач.книжки 060606

Проверил:       Вайс Капитолина Егоровна 
 
 

                                          Сыктывкар  2011

                                             Содержание 

    Введение………………………………………………………………………

1. Характеристика и условия зимнего содержания автодороги……………..
2. Расчет объема снегопереноса……………………………………………….
3. Рекомендации по защите дорог от снежных заносов………………………
1. Расчет снегозадерживающих устройств………………………………….
1. Щиты………………………………………………………………….
2. Заборы………………………………………………………………..
3. Траншеи………………………………………………………………
4. Лесонасаждения……………………………………………………..
2. Выбор оптимального варианта для заданного района………………….
4. Определение состава работ по очистке дорог от снега……………………
1. Расчет потребности в снегоочистительных машинах для патрульной очистки дорог…………………………………………………..………….
5. Разработка методов борьбы с зимней скользкостью………………………
1. Химический метод…………………………………………………………
2. Фрикционный метод………………………………………………………
3. Комплексный метод………………………………………………………
4. Экономическое обоснование выбранного метода………………………
6. Расчет потребности в противогололедных материалах и технических средствах по их распределению……………………………………………..
1. Химический метод………………………………………………………….
2. Фрикционный метод……………………………………………………….
7. Средняя стоимость зимнего содержания дорог на 1 м²……………………
8. Общий вывод……………………………………………………………..…..

Библиографический список…………………………………….....

Приложения:

График зимнего  содержания дорог

Расположение  баз провогололедных материалов

Схема расположения  провогололедных материалов

Схема патрульной очистки

Схема движения снегоочистительных машин

Введение 

    Под зимним содержанием автомобильных  дорог понимается комплекс мероприятий, включающий: защиту дорог от снежных  заносов; очистку дорог от снега; борьбу с зимней скользкостью; защиту дорог от снежных лавин; борьбу с наледями.

    Эти мероприятия проводят с целью обеспечения нормального движения транспортных средств по дорогам в зимнее время и при хорошей их организации дают большую выгоду народному хозяйству.

    Основная  задача зимнего содержания – обеспечение  бесперебойного, безопасного и удобного проезда автомобилей со скоростями, установленными для данной категории, с одновременным поддержанием дороги в сохранности и благоустроенном состоянии. При этом необходимо максимально облегчить, ускорить и удешевить борьбу со снегом и льдом на дорогах. Первоочередное внимание должно уделяться предупредительным мерам - недопущению образования на проезжей части снежных и ледяных отложений или скорейшему их удалению.

    Для выполнения указанных требований дорожная служба должна обеспечивать высокий уровень зимнего содержания, основными показателями которого служат: ширина чистой от снега и льда поверхности дороги; толщина слоя рыхлого снега на дороге; толщина уплотненного слоя на проезжей части и обочинах; сроки очистки дороги, ликвидации гололеда и зимней скользкости.

1. Характеристика и условия зимнего содержания автодорог в

Новосибирске

           Климат Новосибирска и его  пригородов континентальный. Он  значительно суровее климата районов Европейского и Американского континентов, находящихся на той же географической широте и долготе. Зима в Новосибирске суровая и продолжительная, с устойчивым снежным покровом, сильными ветрами и метелями. Во все зимние месяцы возможны оттепели, но они кратковременные и наблюдаются не ежегодно. Зима самое продолжительное время года, она длится 5 месяцев - с начала ноября до конца марта. На протяжении всех этих месяцев лежит снег. По сравнению с европейским севером России мощность снежного покрова небольшая - в среднем 40 сантиметров. Продолжительность периода с устойчивым снеговым покровом достигает 177 дней, безморозного – 120 дней. Район относится к 4-й зоне – районы очень трудной снегоборьбы. Средняя температура воздуха в наиболее холодный период от -24 С, при абсолютном минимуме от -50 С. Скорость ветра при метелях до 30 . В ряде районов зоны на дорогах появляются наледи. 

Определяем  направление и скорость ветра  за январь г. Новосибирск по

нормативам СНиП 2.01.01-82: 

     Табл.1.1

     2. Расчет объема  снегопереноса. 

    Расчётный объём снегопереноса ( ) – общий объём снега, подносимый к дороге метелями с каждой из её сторон за сильнометелевую зиму с определенной вероятностью повышения.

    Произведём  расчёт объема снегопереноса по направлению  ветров, повторяемость которых наибольшая по формуле: 

    где = 0,5 – коэффициент сдувания твердых осадков, характеризующий ту их часть, которая подносится к дороге метелью;

     - плотность снега, ;

    L – длина автодороги;

     =0,7 – предельная дальность снегопереноса, определяемая с учетом потерь тепла на испарение и отличия реальных форм метелевых снежинок от сфер (А.К. Дюнин стр.54;

     - угол между направлением ветра и дорогой;

    W_а = 188 мм – полное количество твёрдых осадков за зиму. 

    Для участка дороги III категории длиной 90 км:

    Для участка дороги IV категории длиной 65 км:

    Полученные  данные сводим в таблицу:

    Табл. 2.1

    Дальнейшие  расчёты будем производить по максимальному снегозаносу:

    - для дороги III категории при … ветре W_n=

    - для дороги IV категории при … ветре W_n=

     3. Рекомендации по  защите дорог от  снежных наносов. 

    Защита  дорог от снежных заносов осуществляется на заносимых участках дорог с целью предупреждения образования снегоотложений на проезжей части автомобильных дорог, вызванных метелевым переносом снега.

    Защита  от снежных заносов не предусматривается:

• при расчетном годовом снегопереносе менее 25 м3 на 1 м дороги, расположенной на орошаемых или осушенных землях, пашне, земельных участках, занятых многолетними плодовыми насаждениями и виноградниками;
• при расчетном годовом снегопереносе менее 10 м3 на 1 м дороги, расположенной на остальных землях;
• при проложении дорог в насыпях с возвышением бровки земляного полотна над расчетным уровнем снежного покрова на величину, регламентируемую СНиП 2.05.02-85 "Автомобильные дороги";
• в выемках, если их снегоемкость больше объема снегопереноса к дороге.

    Насыпи, высота которых меньше руководящей  отметки, могут подвергаться снежным заносам при метелях, и их нужно поднять до независимой отметки или оградить защитой.

    Выемки  с пологими откосами (1:3 и положе) заносятся не зависимо от того, какую  снегоемкость имеет их подветренный откос.

    Для уменьшения снегозаносимости выемок и  улучшения условий движений следует применять следующие меры:

• выемки до 1 м устраивать раскрытыми с откосами от 1:7 до 1:10;
• в выемках глубиной от 1 до 5 м. дополнительно устраивать полки с крутыми откосами (1:1,5 – 1:2), шириной не менее 4 м., служащие для проезда роторных снегоочистителей, удаляющих отлагающейся в выемках снег. При глубине более 5 м. устройство дополнительных полок не требуется. Откосы таких выемок следует делать возможно более крутыми исходя из условий их устойчивости.

    В выемках с радиусом закруглений  до 300 м.производят срезку внутреннего откоса для обеспечения видимости на кривых в плане с учётом снежных отложений.

    Участки дорог по степени  снегозаносимости.

    Табл. 3.1

    Защиту  от метелевого снега следует предусматривать  в местах, где дорога входит в лес и возможно образование заносов, если господствующие метелевые ветры направлены вдоль дороги или под малыми углами к ней, а также на участках дорог, расположенных против разрывов в лесном массиве, так как они подвержены образованию снежных заносов.

    Для защиты дорог от снежных заносов  могут применяться следующие  средства снегозащиты:

• снегозадерживающего действия (снегозащитные лесные полосы, снегозадерживающие заборы, аккумуляционные полки в выемках, переносные щиты, сетки из полимерных материалов, снегозащитные устройства из снега (снежные траншеи, стенки и валы), ограждения из местных материалов (каменные стены, хворостяные изгороди и т.д.).
• снегопередувающего (снеговыдувающего) действия.

Снегозащитные устройства снегозадерживающего  действия.

Табл. 3.2

3.1. Расчет снегозадерживающих устройств.

3.1.1. Щиты.

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

    Применяют четыре вида щитов:

• тип I – щит высотой 2 м, имеющий общую   просветносчь 50 % просветность нижней половины 60 %, а верхней 40 %;
• тип II – щит высотой 1,5 м, имеющий общую просветность 50 % 
  просветность нижней половины 60 % и верхней 40 %;
• тип III – щит высотой 2 м с общей просветностью 60 %   просветностью нижней части 70 % и верхней 50 %;
• тип IV — щит высотой 1,5 м с общей просветностью 60%   просветностью нижней части 70 % и верхней 50 %.

    Щиты  типа I применяют в районах с объемом сиегопереноса более 100 м3/м и при скоростях ветра более 20 м/с,

    Щиты  типа II — в районах с объемом снегопереноса менее 100 м3/м и при скоростях ветра более 20 м/с,

    Щиты  типа III — в районах с объемом снегопереноса более 100 м3/м в районах со скоростями ветра менее 20 м/с,

    Щиты  типа IV — с объемом снегопереноса менее 100 м³/м в районах со скоростью ветра менее 20 м/с.

    Величина  отклонения ветрового потока вверх  и количество снега, проходящее через щит, зависят от площади отверстий щита и их размеров. Чем больше величина и площадь просветов, тем меньше тормозящее влияние щита на снеговетровой поток. Щиты с малой площадью просветов и густой решеткой работают как сплошные, вызывая отложения снега перед собой. При площади просветов более 45 — 50% отложения образуются только за щитом.

Работа  щита зависит также и от размеров элементов заполнения и от правильности очертания решетки щита.

    Результаты  наблюдений за работой щитов разных типов показывают, что наиболее эффективными являются такие ограждения, у которых коэффициент заполнения составляет 0,4 — 0,5, а ширина просветов и элементов заполнения щита — 10 — 12 см. К таким ограждениям относятся переносные щиты из тонких досок (щито-планки) высотой 1,5 — 2 м.

    Основным  типом снегозащитных ограждений следует считать стандартный планочный щит Министерства путей сообщений, зарекомендовавший себя на практике многолетнего использования на железных дорогах (рис. 1, а). 

Рис. 1. Виды снегозащитных ограждений

    В последние годы был предложен ряд конструкций щитов с увеличенными просветами в нижней части (рис. 1, б), площадь которых в 1,5 раза больше, чем в верхней половине. Эти щиты образуют снеговые отложения, несколько более удаленные от щитовой линии, и поэтому требуют меньшего количества перестановок. На их изготовление идет меньше материалов.

Хворостяные плетни и щиты — достаточно хорошее  средство снегозащиты в районах  с небольшими заносами (рис. 1, в и  г).

    Щитовая снегозащита должна иметь в плане  вид прямой или плавной кривой линии, без изломов и резких изгибов. Щиты по возможности нужно ставить по верху возвышений и избегать понижений. При косых ветрах (дующих под острыми углами к дороге) рекомендуется ставить через 60 м. перпендикулярно к основной щитовой линии короткие звенья щитов с таким расчётом, чтобы концы их подходили к дороге не ближе чем на 10-15 м.

    Первоначальные  расстояния установки щитов от бровки земляного полотна следует назначать в зависимости от  объёма снегопереноса: до 25 м³/м – 30 м.; до 50 м³/м – 40 м.; до 75 м³/м – 50 м.; более 75 м³/м – 60 м. 
 
 
 
 
 

Рис. 2. Применяемые типы щитов с разряженной  решеткой в нижней части.

    Объём снега задерживаемый щитами определяется по формуле:

где К_р=0,8 – коэффициент заполнения снегом пространства между рядами

n – число рядов

H_щ – высота щитовых линий, м

Z – расстояние между рядами

K_з =9 – коэффициент снегонакопления у наружных рядов многорядной защиты.

    Необходимое количество рядов снегозадерживающих щитов определяется по формуле:

    Произведем  расчёт снегозадерживающих переносных щитов: 

    Дорога  III категории: объем снегопереноса = …м³/м, скорость м/с, принимаем … тип щитов высотой… м.

1. Определяем количество рядов снегозадерживающих щитов:

2. Определяем  объём снега, задерживаемого многорядной  защитой:

W_мз ˃ Þ…. – условие соблюдено.

    Так как  ˃ … м³/м установку щитов производим на расстоянии 60 м. от бровки земляного полотна.

    Окончательно  принимаем … ряда снегозащитных  щитов … типа с расстоянием между рядами … м. Установка производится на расстоянии 60 м. от бровки земляного полотна.

    Дорога  IV категории: объем снегопереноса = …м³/м, скорость …м/с, принимаем … тип щитов высотой… м.

1. Определяем количество рядов снегозадерживающих щитов:

2. Определяем  объём снега, задерживаемого многорядной  защитой:

 м³/м

W_мз ˃ Þ…. – условие соблюдено.

    Так как  ˃ … м³/м установку щитов производим на расстоянии 60 м. от бровки земляного полотна.

    Окончательно  принимаем … ряда снегозащитных  щитов … типа с расстоянием между рядами … м. Установка производится на расстоянии 60 м. от бровки земляного полотна. 

    3.1.2. Заборы

    Снегозадерживающие  заборы – устройства капитального типа с большой затратой материалов и высокой стоимостью. Применяются, когда защита дороги более простыми и дешевыми снегозащитными устройствами неоправданна.

    Применению  заборов снегозадерживающего действия способствуют следующие условия: сравнительно большой объём снегопереноса, при котором требуется большой число перестановок щитов в течении зимы; возможность размещения на полосе, прилегающей к дороге, устройств, не убираемых в летний период (когда прилегающая к дороге местность не занята сельскохозяйственными угодьями); недостаток рабочих, из-за чего не возможно эффективно использовать устройства переносного типа; пересечённый рельеф местности, если он затрудняет многорядную установку щитов.

    Снегозадерживающие  заборы следует применять в районах  с интенсивными метелями, где не возможно создать снегозащитные лесные полосы. 

    Рис. 3. Двухпанельные снегозадерживающие заборы

    Высоту  забора определяют в зависимости  от объёма снегопереноса и высоты снежного покрова в данной местности по формуле:

где W – объем снегопереноса, м³/м;

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

    Снегосборную  способность многорядного забора определяют по формуле:

где k_р=0,8 – коэффициент заполнения снегом пространства между рядами

n – число рядов

H_щ – высота щитовых линий, м

l – расстояние между рядами

k_з =8 – коэффициент снегонакопления у наружных рядов многорядной защиты.

    Дорога  III категории: объем снегопереноса = м³/м.

1. Определяем высоту забора:

    Так как высота забора выше 5 м, то необходимо устройство многорядного забора

2. Определяем снегосборную способность многорядного забора:

     ˃ Þ…. – условие соблюдено

    Окончательно  принимаем устройство двухпанельных заборов с просветностью 50 % и высотой 3 м. для первого ряда снегозадерживающего забора и устройства однопанельного забора высотой 3 м. для второго ряда снегозадерживающего забора. Располагаем забор на расстоянии 15∙ =15∙4=60 м от бровки земляного полотна, и на расстоянии 30 = 30∙4 = 120 м. друг от друга.

    Рис.4.

    Дорога  IV категории: объем снегопереноса = м³/м.