Зимнее содержание автомобильных дорог. 6
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Владимирский государственный университет
Кафедра автомобильных дорог
Курсовая работа
по дисциплине
«Эксплуатация автомобильных дорог»
на тему:
«Зимнее содержание автомобильных дорог»
Выполнил: ст. гр. ЗБДуд-109
Васильев А.В.
Проверил: Проваторова Г.В.
г.Владимир 2012 г.
Содержание
Введение…………………………………………………………
1.Анализ исходных данных
и климатических условий
2.Определение
2.1.Определение твердого расхода метели………...…………………………6
2.2.Определение насыщенности метелевого потока………..………………..7
2.3. Определение полного расхода…………………………………………….7
2.4. Определение снегопереноса и снегоприноса…………….………………8
3.Организация зимнего содержания……….…………………………………13
3.1. Определение снегозаносимых участков…………………..……………..13
3.2. Защита дорог от снежных заносов………………………………………14
3.3. Очистка дорог от снега…………..………………………………………..19
4. Борьба с зимней скользостью…………………………………………………
4.1. Определение участков подверженных образованию гололеда…………23
4.2. Выбор метода борьбы с гололедом……………………………………….23
4.3. Определение потребности противогололедных материалов……….…..24
Библиографический список…………….………………………………………27
Введение
В данной курсовой работе необходимо выполнить оценку снегозаносимости дороги и рассчитать объем снегопереноса, назначить мероприятия по защите дороги от снежных заносов и очистке от снежных отложений, разработать мероприятия и технологию борьбы с зимней скользкостью.
По заданию дана автомобильная дорога, расположенная в Вологодской обл. протяженностью 3,320 км. Интенсивность движения составляет 1290 авт/сут, что по СНиП 2.05.02-85* lV категории дороги. Снегоперенос по заданию составляет 92 м3/м.
- Анализ исходных данных и климатических условий района эксплуатации
По данным СНиП 23-01-99* «Строительная
климатология» для района эксплуатации
Воронежской области определяют
необходимые климатические
Таблица 1
Глубина промерзания,см |
Дата образования снежного покрова |
Дата разрушения снежного покрова |
Высота снежного покрова, см |
150 |
15.11 |
21.04 |
42 |
Таблица 2
Средняя температура воздуха по месяцам, 0С | |||||||||||
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
-11.8 |
-11.4 |
-6.4 |
2.1 |
9.5 |
14.4 |
16.9 |
14.7 |
9.0 |
2.5 |
-3.6 |
-9.2 |
Среднемноголетние данные образования зимней скользости:
Средняя дата начала - 30.10 ;
Средняя дата окончания - 10.04 ;
Продолжительность периода – 160 дней;
Число дней с возможными случаями образования зимней скользостью – 93 дня;
Объем снегопереноса составляет 92 м3/м.
2. Определение транспортирующей способности и характеристик метелевого потока
Главным источником снежных отложений на дороге является снегоперенос ,вызванный метелями. Ветром снежные частицы поднимаются над поверхностью снежного покрова и снова откладываються там, где скорость ветра снижается. Переносимые метелью частицы снега имеют различную форму : от 0,01 до 2 мм, но 90% их размером 0,1-0,25 мм. Масса непереносимых частиц колеблется 0,0001 до 0,005 г. Они могут подниматься до определенной высоты – потолка взвешивания. Крупные, тяжелые снежинки перемещаются скачкообразно по поверхности снежного покрова.
Снегоперенос рыхлого снега начинаеться при скорости ветра более 3-5 м/с ,когда мелкие частицы снега размером 0,2-0,5 мм смешиваются с приземным воздухом и образуют турбулентный снеговетровой поток. Выпадающие из этого потока частицы разрушают снежную поверхность , способствуя дополнительному питанию снеговетрового потока.
2.1 Определение твердого расхода метели.
Количество снега, приносимого метелью, определяется транспортирующей способностью, которая оценивается удельным твердым расходом метели. Интенсивность переноса метели – это масса снега, переносимого в единицу времени, через единицу площади вертикальной плоскости перпендикулярно направлению снеговетрового потока:
где С – коэффициент пропорциональности, размер которого зависит от плотности снега в метелевых сугробах, для Европы С = 0,00031 ;
Vф – скорость ветра на высоте флюгера, т.е. на высоте 10-15 м. Vф = 6,0 м/с.
Подставив все значения в формулу (1), получают:
Ymax = 0,00031*6,03= 0,067 (м3/мч)
2.2 Определение насыщенности метелевого потока
Метелевый поток может быть насыщенным и ненасыщенным. Насыщенный поток переносит количество снега , соответствующее его максимальной транспортирующей способности. Для насыщенного метелевого потока масса переносимого снега меньше предела насыщения.
Для того чтобы поток стал насыщенным , необходим определенный путь разгона метели.
Путь разгона метели можно рассчитать по формуле:
Lp=
где Ymax – максимальный твердый расход снеговетрового потока;
i- интенсивность снегопада , i= 1,14 мм/сут.
Подставив в формулу (2) эти величины получаем:
Lp= 86,4*0,067/1,14 = 5,08 м
2.3 Определение полного расхода.
Вся масса снега, переносящаяся в единицу времени через 1м фронта метелевого потока (на всю высоту), называется полным, или общим, расходом (г/м2*с):
Wo= 0,08 * (Vф -5)3
Vф – скорость ветра на высоте флюгега, Vф – 6,0 м/с
Подставляем известные величины получаем следующее:
Wo =0,08 (6.0-5)3= 0,08 (г/м2с)
Общий расход может быть как положительным, так и отрицательным числом. Это связано с тем , что высота фронта метелевого потока может быть выше (положительное значение), как в данном случае, или меньше (отрицательное значение) высоты флюгера, на которой определена скорость ветра.
2.4 Определение объема снегопереноса и снегоприноса
Переносом снега (снегопереносом) называют массу или объем снега, переносимого за определенный отрезок времени. Этот параметр дан по заданию
Wc.n = 92 м3/м
Необходимо рассчитать снегоперенос по каждому направлению дующих ветров. Для того что бы определить объем снегопереноса необходимо по данным СНиПа 2.01.01-82 «Строительная климотология и геофизика» построить розу ветров для января (рис 1).
Рис. 1 Роза ветров за январь.
Республика, Край,область, Пункт |
Повторяемость направлений ветра за январь , % | |||||||
С |
СВ |
В |
ЮВ |
Ю |
ЮЗ |
З |
СЗ | |
Вологодская область |
10 |
11 |
12 |
15 |
12 |
14 |
16 |
10 |
Условно считают, что общий снегоперенос распределяется по направлению в тех же соотношениях, что и число случаев ветров. Тогда объем снегопереноса по каждому направлению, указанному на розе ветров определяется по следующей формуле:
Wi =i* Wc.n
Где Wi –объем снегопереноса по 1-му направлению розы ветров;
i – доля ветров данного направления по розе ветров;
Wc.n – объем снегопереноса (по заданию Wc.n =49 м3/м)
По расчетам получаем следующие значения:
С: Wi = 92 *0,10 = 9 м3/м
СВ: Wi =92 * 0,11 = 10,12 м3/м
В: Wi =92 * 0,12 = 11,04 м3/м
ЮВ: Wi =92 * 0,15 = 13,80 м3/м
Ю: Wi =92 * 0,12 = 11,04 м3/м
ЮЗ: Wi =92 * 0,14 = 12,88 м3/м
З: Wi =92 * 0,16 = 14,72 м3/м
СЗ: Wi =92 * 0,10 = 9 м3/м
Сумма объемов снегопереносов (уточненное) по всем направлениям определиться:
Wc.ny =∑ Wi
Wc.ny = 9+10.12+11.04+13.80+11.04+12.
Снегопринос - количество снега , приносимого на 1 п.м. автомобильной дороги метелями к дороге в течении зимы, зависит от преобладающего направления ветра, а так же угла между этим направлением и дорогой.
В данном случае используют метод суммарных переносов. Суть этого способа заключаеться в следующем. Суммарное количество снега , переносимое к дороге с каждой ее стороны в течении зимы, равно сумме количества снега, перенесенного в течении всех метелей, дувших с данной стороны дороги. Количество снега, принесенное к дороге в течении одной метели, равно сумме снега, который был принесен ветром различных направлений в течение действия метели в данных направлений в течении действия метели в данных направлениях. Определяют снегопринос к дороге за зиму с каждой стороны, для чего накладывают розу ветров на направление оси рассматриваемого участка дороги, то есть румб участка дороги совместно с таким же румбом розы ветров.
Дорогу разбиваем на три участка, так как она имеет два угла поворота и меняет свое направление:
Рис 2. Роза метели для первого участка дороги.
Рис 3. Роза метели для второго участка дороги.
Рис 4. Роза метели для третьего участка дороги.
Поскольку часть румбов розы метели расположились с правой стороны , а другая часть с левой, то снегоперенос определяем отдельно с левой и правой сторон:
Wл = ΣWлi sin γлi
Wn = ΣWni sin γni
Где Wл и Wn – снегоприносы с левой и правой сторон;
Wлi и Wni – снегоприносы по соответствующим румбам с левой и правой сторон дороги;
γлi и γni – угол между рассматриваемым румбом ветра и осью дороги;
Таким образом все снегопереносы по румбам слева и справа приводят к одинаковому снегоприносу, направленному перпендикулярно к оси дороги.
Рассмотрим 1 участок:
Право: Wni = 42.03 м3/м
СЗ: Wni = 42.03 * sin 20 = 1.46 м3/м
С: Wni = 42.03 * sin 470 = 30.73 м3/м
СВ: Wni = 42.03 * sin 920 = 42 м3/м
В: Wni = 42.03 * sin 1370 = 28.66 м3/м
Лево: Wлi = 49.97 м3/м
З: Wлi = 49.97 * sin 20 = 1.74 м3/м
ЮЗ: Wлi = 49.97 * sin 470 = 36.54 м3/м
Ю: Wлi = 49.97 * sin 920 = 49.93 м3/м
ЮВ: Wлi = 49.97 * sin 1370 = 34.07 м3/м
Проверка: Wni + Wлi = 42.03 + 49.97 = 92 м3/м
Рассмотрим 2 участок:
Право: Wni = 43.17 м3/м
С: Wni = 43.17 * sin 30 = 2.25 м3/м
СВ: Wni = 43.17 * sin 480 = 36.28 м3/м
В: Wni = 43.17 * sin 930 = 43.11 м3/м
ЮВ: Wni = 43.17 * sin 1380 = 28.88 м3/м
Лево: Wлi = 48.83 м3/м
СЗ: Wлi = 48.83 * sin 30 = 2.55 м3/м
З: Wлi = 48.83 * sin 480 = 36.28 м3/м
ЮЗ: Wлi = 48.83 * sin 930 = 48.76 м3/м
Ю: Wлi = 48.83 * sin 1380 = 32.67 м3/м
Проверка: Wni + Wлi = 43.17 + 48.83 = 92 м3/м
Рассмотрим 3 участок:
Право: Wni = 42.07 м3/м
СЗ: Wni = 42.07 * sin 300 = 21,03 м3/м
С: Wni = 42.07 * sin 750 = 40,63 м3/м
СВ: Wni = 42.07 * sin 1200 = 36,43 м3/м
В: Wni = 42.07 * sin 1650 = 10,88 м3/м
Лево: Wлi = 49.96 м3/м
З: Wлi = 49.96 * sin 300 = 24,98 м3/м
ЮЗ: Wлi = 49.96 * sin 750 = 48,25 м3/м
Ю: Wлi = 49.96 * sin 1200 = 43,26 м3/м
ЮВ: Wлi = 49.96 * sin 1650 = 12,93 м3/м
Проверка: Wni + Wлi = 42.07 + 49.96 = 92 м3/м
- Организация зимнего содержания
3.1 Определение снегозаносимых участков
Под снегозаносимостью понимают подверженность дорог образованию снежных заносов. Главнейшим фактором,от которого зависет снегозаносимость дороги, является её поперечный профиль . Чтобы обеспечить снегонезаносимость дороги, необходимо выполнить два основных требования к поперечному профилю : земляное полотно должно быть аэродинамически оптекаемым для ветра без образования вихревых зон; скорость ветра над всей поверхностью дороги должна быть достаточной для сдувания попадающего на неё снега.
По степени заносимости все участки делят на снегонезаносимые и снегозаносимые. К снегонезаносимым относят участки, пересекающие лесные массивы, а так же сады и кустарники, если их ширина не мение 100-250 м с каждой стороны дороги; выемки глубже 8,5 м при годовом снегоприносе до 100 м3 на 1 м дороги; участки пересекающие крупные населенные пункты с застройкой по обеим сторонам дороги; насыпи высотой не меньше требуемой по снегозаносимости.
Снегозаносимые участки делят на три категории:
Слабозаносимые – насыпи, высота которых равна или больше толщины снежного покрова, но не больше высоты снегозаносимой насыпи; насыпи с барьерами безопасности; пересечение в одном уровне;
Среднезаносимые – раскрытые выемки; полувыемки- полунасыпи; нулевые места и невысокие насыпи; пересечения в разных уровнях; участки, проходящие через небольшие населенные пункты в районах с интенсивными общими метелями;
Сильнозаносимые – нераскрытые выемки, подветренный откос которых не может вместить снег, приносимый метелями и выпадающий при снегопадах; все выемки на кривых в плане.
Для оценки условий снегозаносимости дороги по СНиП 2.05.02-85** определяем высоту снегозаносимой насыпи для дороги IV категории по формуле:
hn = Hmax + ∆H
где Hmax – среднемноголетняя максимальная высота снегового покрова (0,72м);
∆H – возвышение насыпи над Hmax назначается согласно СНиП 2.05.02-85** (0.50м)
Hн = 0,72 + 0,5 1,22 м
Следовательно снегонезаносимые участки расположены в местах где hн > 1,22 м :
ПК 35+00-ПК 17+00;
ПК 19+00-ПК 33+00;
Среднезаносимые участки hн < 0,72 м :
ПК 17+00-ПК 19+00;
ПК 33+00-ПК 35+00.
3.2 Защита дорог от снежных заносов
Заносимые участки можно защитить от снежных заносов тремя путями: задержать переносимый метелью снег на подступах к дороге и вызвать образование снежных отложений на безопасном расстоянии или в заранее подготовленном месте; увеличить скорость снеговетрового потока над дорогой и предотвратить снежные отложения на дороге ; полностью укрыть дорогу от снега с помощью специальных сооружений. Практическое использование получили два первых способа.
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 земленного полотна, аккумуляционные полки в выемках; железобетонные или деревянные снегозадерживающие и снегопередувающие заборы; навесы, галереи и т.д.
К временным относят средства защиты, которые ежегодно устраняют осенью или в начале зимы: снежные валы и снежные траншеи; деревянные переносные щиты; сетки, полотна и ленты из полимерных или бумажных материалов и др. Условия применения снегозадерживающих устройств приведены в таблице 4.
Таблица 4
Снегозащитные устройства снегозадерживающего действия |
Целесообразные условия применения |
Краткая характеристика преимуществ и недостатков |
Снегозащитные лесные полосы
Снегозадерживающие заборы
Дополнительные (аккумуляционные полки) Переносимые щиты
Сетки из полимерных материалов
Снегозащитные устройства из снега
Каменные стены
Ограждения из местных материалов |
Применяются для защиты любых
снегозаносимых участков с объемом
снегоприноса более 25мм, где это
позволяет рельеф местности и
почвенно-климатические Применяются для защиты сильнозаносимых мест
Применяются в выемках и полувыемках
Могут применяться в различных условиях, исключая участки с очень интенсивными и продолжительными метелями
Применяются, кроме защиты сильнозаносимых участков
Применяются, кроме сильнозаносимых мест во всех случаях, когда снежный покров позволяет их применять
Применяются в горных условиях при наличии местного камня
Применяются при невозможности использовать другие средства снегозащиты |
Надежное и экономичное средство снегозащиты
Обеспечивают надежную защиту дороги. Дорогое средство снегозащиты Надежное средство защиты
Маневренное средство снегозащиты. Требуется ручная работа при изготовлении и эксплуатации Долговечны. Меньшие трудовые затраты, чем при устройстве щитовой защиты Работы по устройству защит из снега механизированы и отличаются невысокой стоимостью Требуется большой объем ручного труда. Долговечны. Работы по эксплуатации минимальны Требуется ручной труд при изготовлении. Недолговечны |
Для защиты дороги от заноса снегом выбираем следующие снегозадерживающие устройства:
а) снегозащитные лесонасаждения, так как это наиболее надежный, экономичный и долговечный вид постоянной снегозащиты.
Параметры лесополос назначаем по следующим формулам:
Чтобы полностью задержать снег, приносимый к дороге, полоса должна иметь ширину:
L = Wp/hср – 8hcp
,
где hср – средняя высота снегоотложений в полосе.
Требуемая ширина полосы:
Lтр = 0,09Wр +6;
Необходимое удаление от бровки полотна:
I = 20+0,25 Wр;
Снегоемкость полосы:
Qп = (Lф – 6)/0,09,
где Lф – фактическая ширина полосы, м;
Wр – расчетный снегопринос,
При расчетном снегоприносе 92м3/м.
L = 92/2,5 – 8*2,5=56,80м.
Lтр = 0,09*92 + 6 = 14,28м.
I = 20 + 0,25*92 = 43м.
Qп = (14,28-6)/0,09 = 92м.
При расчетном снегоприносе 243 м3/м.
L = 243/2,5 – 8*2,5=94м.
Lтр = 0,09*243 + 6 = 28м.
I = 20 + 0,25*243 = 81м.
Qп = (28-6)/0,09 = 244,4м.
При расчетном снегоприносе 148 м3/м.
L = 148/2,5 – 8*2,5=60м.
Lтр = 0,09*148 + 6 = 19,3м.
I = 20 + 0,25*148 = 57м.
Qп = (19-6)/0,09 = 144,45м.
При расчетном снегоприносе 213 м3/м.
L = 213/2,5 – 8*2,5=82м.
Lтр = 0,09*213 + 6 = 26м.
I = 20 + 0,25*213 = 74м.
Qп = (28-6)/0,09 = 244,45м.
С левой стороны на ПК
16+50 – ПК 19+50, ПК 32+50 – ПК 35+00, согласно
расчетным снегоприносам, устраиваем
лесополосы со следующими параметрами:
максимальный расчетный объем снегоприноса,
который может задержать
С правой стороны дороги
на ПК 16+50 – ПК 19+50, ПК 32+50 – ПК 35+00,
согласно расчетным снегоприносам,
устраиваем лесополосу со следующими
параметрами: максимальный расчетный
объем снегоприноса, который может
задержать лесопосадка
Снегозадерживающая лесная полоса должна иметь плотную (непродуваемую) конструкцию. Обязательным элементом каждой полосы должна быть густая двухрядная кустарниковая опушка.
Расстояние между рядами деревьев и кустарников в лесной полосе должно быть одинаковым и в благоприятных лесорастительных условиях принимается 2,5 м, а в тяжелых условиях 3-3,5 м. Расстояние между растениями в ряду допускается в пределах 0.5-1 м.
Подбор древесных и
кустарниковых пород для
Длину всех снегозащитных
лесополос назначаем на 50 м больше
длины соответствующих
Для того, чтобы снегозащитная лесополоса выросла и ее можно было эксплуатировать эффективно, требуется достаточно большой промежуток времени. В это время проблема защиты дороги от заносов остается по прежнему актуальной. Выйти из положения можно, устроив на время роста лесополосы временные снежные траншеи.
б) снежные траншеи устраиваем в количестве 5 слева и 4 справа пока лесополоса не вырастит и не вступит в работу.
Снежные траншеи следует устраивать при толщине снежного покрова более 20 см последовательными проходами машин параллельно дороге. Оптимальное расстояние между осями соседних траншей составляет 12-15 м.
Ближайшую к дороге траншею при отсутствие других средств снегозащиты размещают не ближе 30 м и не дальше 100 м от бровки дороги.
После заполнения траншеи снегом до половины глубины производится их прочистка (возобновление) проходами машин по старому следу. При этом толщина снега по дну траншеи должна быть менее 5 см.
Прокладывать и возобновлять траншеи следует по возможности в тихую, безветренную погоду (в промежутках между метелями) или при слабом ветре, когда перенос снега не препятствует видимости.
При устройстве и возобновлении траншей на прилегающих к дороге полях, занятых озимыми, на дне траншей должен быть оставлен снег слоем около 10 см во избежание вымерзания и повреждения озимых проходящими механизмами. В остальных случаях дно траншеи после прохода механизма должно быть свободным от снега.
Траншей прочищают до тех пор, пока толщина снегоотложений в них не достигнет 1,0-1,5 м. Возобновление траншей после этого прекращают и приступают к прокладке новых траншей параллельно имеющимся. Новые траншеи закладывают с полевой стороны на расстоянии 12-15 м от первоначальных траншей и на таком же расстоянии друг от друга.
3.3. Очистка дорог от снега
Очистка от снега должна
обеспечивать такое состояние дороги,
при котором в максимальной степени
удовлетворяются требования непрерывного,
удобного и безопасного движения
автомобилей с расчетной
Различают следующие виды
снегоочистительных работ: патрульная
очистка; удаление валов; расчистка
снегопадных отложений и
Патрульная снегоочистка – систематическое удаление снега с проезжей части в течение снегопада или метели путем непрерывного патрулирования. Цель: не дать снегу накапливаться на проезжей части. Патрульную очистку необходимо начинать дежурными снегоочистительными машинами сразу после начала снегопада. Если ее начинать с опозданием, то рыхлый снег под колесами автомобилей превращается в накатанный слой, пракически неснимаемый при патрульной очистке.
Очистку следует вести
на возможно большой скорости, что
способствует увеличению дальности
отбрасывания снега. Учитывая это, используют
плужные автомобильные
При патрульной снегоочистке необходимо обеспечивать расчистку срау полосы движения, для этого работает отряд машин, которые движутся в одном напавлении в 30-60 м друг от друга с перекрытием следа 0,25-0,50 м. За один проход снег смещается со всей полосы движения.
Двухполосные дороги при
отсутствии сильного бокового ветра
расчищают от оси к обочинам последовательными
круговыми проходами
Снежные валы удаляют с помощью роторных снегоочистителей. Если валы сдвинуты на кюветы, то для их удаления применяют роторные снегоочистители на гусеничном ходу или валоразбрасыватели с выносным органом. При отсутствии таких машин для удаления валов, расположенных над кюветами, применяют автогрейдеры или бульдозеры с универсальным отвалом в комплекте с роторным снегоочистителем на колесном ходу: автогрейдер сдвигает снег из вала на дорожное полотно, а роторный снегоощиститель отбрасывает его в сторону.
а) Патрульная снегоочистка.
Для выполнения патрульной снегоочистки была выбрана машина с одноотвальным плугом, со следующими характеристиками: боковой отвал 1,6 м, средний отвал 2,5 м, ширина очистки 2,5 м; щетка, ширина 2,3 м; рабочая скорость 10-6- км/ч (навесное снегоочистительное оборудование на шасси «Унимог» (Германия)).

- Зимнее содержание автомобильных дорог
- Зимнее содержание автомобильных дорог
- Зимнее содержание автомобильных дорог
- Зимнее содержание автомобильных дорог
- Зимнее содержание автомобильных дорог
- Зимний дворец
- Зимний дворец
- Зигмунд Фрейд. Социологический анализ структуры общества
- Зигмунд Фрейд. Теория бессознательного
- Зигмунд Фрейдтің психоанализі және неофрейдизм
- Зигфрид Кракауэр Реабилитация Физической Реальности
- Зима в творчестве А.С.Пушкина
- Зимнее содержание автомобильной дороги
- Зимнее содержание автомобильной дороги