Глава 18. Защита дорог от снежных заносов

18.1. Способы снегозащиты дорог

Участки дороги можно защитить от снежных заносов тремя способами: задержать переносимый метелью снег на подступах к дороге специальными устройствами и благодаря этому вызвать образование снежных отложений на безопасном расстоянии от дороги, увеличить скорость ветрового потока над дорогой, предотвратив этим
снегоотложения на проезжей части, полностью укрыть участок дороги от снега путем устройства тоннелей и других защитных сооружений (противолавинных галерей).

На практике получили распространение два первых способа. Третий способ еще только начинает находить применение в мировой практике (например, прокладка дорог в тоннелях, чтобы не нанести экологический вред заповедникам и парковым зонам).

Все снегозадерживающие устройства основаны на том, что они снижают скорость снеговетрового потока, благодаря чему из потока выпадают снежинки и откладываются у препятствия или за ним.

Снегозадерживающие устройства по продолжительности службыделятся на временные и постоянные. К временным относятся ограждения, которые ежегодно устраиваются осенью или в начале зимы: снежные валы, траншеи, деревянные переносные щиты, сетки из полимерных материалов и др. К постоянным снегозадерживающим устройствам относятся ограждения, устраиваемые во время строительства, реконструкции и ремонта дорог, которые защищают заносимые участки в течение всего срока службы дороги. Это снегозащитные лесонасаждения, дополнительные полки в выемках для проезда роторных снегоочистителей, железобетонные и снегопередувающие заборы, навесы, галереи, раскрытые выемки и др.

Снегозащитные сооружения выбираются в зависимости от объема снегоприноса и степени снегозаносимости участков дороги. В табл. 56 приведены ориентировочные данные по типам снегозащиты в зависимости от объема задерживаемого снега и высоты защиты.

Таблица 46

Тип снегозащиты	Высота снегозащиты, м	Объем задерживаемого снега, м3/м
Снеговой вал или снежная стенка Снеговая траншея Переносной деревянный однорядный решетчатый щит	0,5 – 0,8 0,8 (глубина)	6 – 8 20 – 65
Однорядный забор (просветность 50 - 65 %) Древесно-кустарниковые посадки: ширина 7,5 м ширина 100 м		70 – 85

18.2. Временные снегозадерживающие устройства

Наиболее простыми по устройству являются снеговые траншеи. Они устраиваются на сравнительно слабозаносимых участках дороги. Нарезание траншей полностью механизировано. Бульдозер нарезает в снегу траншеи, сгребая снег в валы (рис. 48).

Снеговые траншеи нарезаются при глубине снега не менее 20 см. Если траншеи устраиваются на прилегающих к дороге полях, то наименьшая толщина снега h_с на дне траншеи должна быть не меньше 10 см. Иначе можно повредить корни растений и спровоцировать вымерзание озимых культур.

Расстояние от бровки земляного полотна до первого вала траншеи колеблется в пределах от 30 до 100 м. Оптимальное расстояние между валами траншеи (траншеями) составляет 12 - 15 м. Если землепользователи ограничивают площадь под траншеи, то расстояние в уменьшается до 6,5 - 8 м.

Рис. 48. Устройство снеговой траншеи: 1 – земляное полотно дороги; 2 – валы по краям траншеи; а – расстояние от бровки земляного полотна до вала траншеи; б – расстояние между валами траншеи; h_тр – глубина траншеи; h_с – допустимая глубина снега на дне траншеи

Сразу после окончания метели вместо засыпанных траншей устраивают новые. Если же траншеи после метели заполнены на половину своей глубины, то их очищают проходами бульдозеров по старому следу. Одна снеговая траншея задерживает 15 - 16 м³/м снега. Если объем количества снега, приносимого одной метелью больше, то можно устраивать несколько параллельных траншей (табл. 47).

Обычно траншеи нарезаются с двух сторон дороги, так как ветер может менять свое направление.

Снегоемкость снеговых траншей представляет собой наибольшее количество снега, которое может отлагаться в траншеях. Для одиночных траншей снегоемкость W₀, м³/м находится по следующей формуле:

W₀ = 10h² + 2hВк, (90)

где h – высота снежного покрова, м;

В – ширина траншеи (понизу), м;

к – коэффициент заполнения траншеи снегом (0,9).

Таблица 47

Объем снегоприноса, м3/м	Количество траншей с одной стороны дороги
До 100 До 200 > 200	≥ 3 ≥ 4 ≥ 5

Для нескольких параллельных траншей снегоемкость W_с, (м³/м) определяется по формуле:

W_с = 10h² + 2nh_трBк + (n-1)hbк₁, (91)

где n – количество траншей;

h_тр – глубина траншеи, м;

b – расстояние между осями траншей, м;

к₁ – коэффициент, учитывающий степень заполнения снегом как траншеи, так и пространства между траншеями; к₁ = 0,8.

Если при расчете получилось, что снегоемкость траншей W_с меньше объема снегоприноса Q_п, то нужно увеличить количество траншей. Ориентировочно количество траншей можно определить из следующего равенства:

n = , (92)

где Q_п – объем снегоприноса к дороге, м³/м.

Деревянные переносные щиты относятся к временным снегозащитным сооружениям. Щиты делаются решетчатыми и характеризуются проницаемостью и просветностью.

Проницаемость щита (любой преграды) оценивается коэффициентом r = V₁/ V₂, где V₁ – средняя скорость ветра за преградой; V₂ – средняя скорость ветра в поле на подходах к преграде.

Просветность щита (преграды) оценивается коэффициентом р = S₁/S₂, где S₁ – площадь просветов; S₂ – общая площадь щита. Заметим, что для сплошной преграды коэффициент р = 0.

Медленнее заносятся снегом щиты с неравномерно распределенным заполнением, когда решетка сгущена вверху и разряжена внизу. Такие щиты переставляются на другое место реже, чем щиты со сгущенной решеткой внизу или с равномерным заполнением.

На рис. 49 показано четыре типа щитов со сгущенной решеткой в верхней части. Параметры щитов приведены в табл. 58. Из таблицы видно, что конструктивные параметры щитов существенно влияют на снегозадержание. Например, щит типа I применяют в районах с объемом снегоприноса более 100 м³/м и скорости ветра более 20 м/с, а щит типа IV - для снегоприноса менее 100 м³/м и скорости ветра меньше 20 м/с.

Снегоемкость решетчатых щитов вычисляется по формулам:

W₀ = 9H², (93)

где W₀ – снегоемкость щитов, установленных в один ряд, м³/м;

H – высота щита, м;

W_м = 8[1+(n-1)ε]H², (94)

где n – число рядов щитов;

ε – коэффициент, учитывающий влияние снежного ряда (ε = 1 - 2);

W_м – снегоемкость щитов, установленных в несколько рядов, м³/м.

Рис. 49. Переносимые щиты со сгущенной решеткой в верхней

части: типы I, II, III, IV

Таблица 48

Тип щита	Высота щита, м	Просветность, %	Скорость ветра, м	Объем снегоприноса, м3/м
общая	нижней части	верхней части
I II III IV	1,5 1,5				> 20 > 20 ≤ 20 ≤ 20	> 100 < 100 > 100 < 100

Выбор той или иной конструкции щитов (см. табл. 48) зависит от объема снегоприноса к дороге и скорости ветра. Однорядное расположение щитов используется при малых значениях объема снегоприноса, который подсчитывается по формуле (93). Например, для высоты щита H = 2 м снегоемкость W_о = 36 м³/м.

Снегоемкость при двухрядном расположении щитов и H = 2 м составит W_м = 64 м³/м, а при трехрядном расположении W_м = 96 м³/м. С ростом количества рядов щитов их снегоемкость возрастает, но требуется большое количество щитов.

Следует иметь в виду, что снегоемкость щитов можно увеличить не только за счет многорядности, а и за счет их перестановки. Обычно щиты устанавливаются в один ряд с последующей их перестановкой один или два раза в течение зимы.

Решетчатый щит работает следующим образом. Снежная масса потока в поле перед щитом имеет скорость V_в, затем, проходя через отверстия щита, поток сжимается и скорость увеличивается. После прохода щита скорость уменьшается и происходит выпадание снежинок за щитом перед дорогой. Схема формирования снежного вала за решетчатым щитом показана на рис. 50.

Меньшая часть снежинок, ударяясь о планки, осаждается перед щитом. Обычно щиты устанавливают сплошной линией параллельно оси дороги, привязывая их к кольям. Расстояние между кольями составляет 1,9 м, так как ширина щита 2 м.

Рис. 50. Схема формирования снежного вала за решетчатым

щитом перед дорогой

Щиты следует привязывать к кольям на расстоянии 5 см выше от земли, иначе они примерзнут к грунту и их будет трудно переставлять на новое место. На скальных грунтах, где трудно забить колья, щиты ставят наклонно друг к другу, так, чтобы один щит опирался на два других с перекрытием на 10 см. Верхние концы щитов прочно привязываются один к другому.

В местах с малоинтенсивнми метелями, на слабо заносимых участках при объемах снегоприноса до 50 м³/м можно устанавливать щиты с разрывами в один щит через каждые 3 - 5 щитов. Такая установка щитов недостаточно, эффективна и возможна как исключение.

При защите выемок наиболее опасными являются места перехода в насыпь. В этом случае на концах выемки устраивают отводы (перелом линии щитов) под углом 135⁰ к основной линии щитов (рис. 51). Между основной линией и отводами щитов делается разрыв 4 м.

Первоначальное расстояние от бровки земляного полотна до

линии щитов зависит от объема снегоприноса и составляет: 30 м, если объем снегоприноса до 25 м³/м; 40 м, если объем до 50 м³/м; 50 м, если объем до 75 м³/м и 60 м, если больше 75 м³/м.

Когда высота снежных отложений у щита достигнет 2/3 его высоты, в местности с интенсивной метелевой деятельностью делается первая перестановка щитов в сторону поля от дороги (рис. 52). В районах с неинтенсивной метелевой деятельностью щиты переставляются при достижении снежным валом полной высоты щита. Если у переставленных щитов высота снежного вала составит 2/3 высоты щита, то делается вторая перестановка в сторону дороги на вершину снежного вала.

Рис. 51. Схема снегозащиты выемок в местах перехода в насыпь: 1 – основная линия щитов; 2 – отводы из щитов; 3 – выемка; 4 – дорога; 5 – насыпь

Если при первой перестановке перемещать щит не от дороги, а в

сторону дороги, то около дороги будет образовываться большой снежный вал, который при таянии переувлажнит земляное полотно и уменьшит его прочность.

Недостатком временных щитов является короткий срок службы (3 - 5 лет), трудоемкость их установки и перестановки при достаточно высокой стоимости. С целью упрощения установки и удешевления конструкции, в скандинавских странах (Финляндия – Швеция) широко используется вместо дорогой древесины синтетический материал «Нетлон».

Рис. 52. Схема установки и переустановки щитов: 1 – дорога; 2 – установка щитов;

3 – первая перестановка; 4 – вторая перестановка.

«Нетлон» изготовляется из полиэтилена различной расцветки (черный, зеленый) и поставляется к дороге в рулонах длиной 25 и 50 м. Толщина материала 3 мм; ширина 600, 900, 1200 и 1800 мм. Материал имеет отверстия в виде ячеек с размером по диагонали 50 мм (рис. 53).

Схема монтажа заграждения из «Нетлона» довольно проста. Сначала устанавливают металлические или деревянные колышки на расстоянии 3 м друг от друга. Затем рулон ставят вертикально, разматывая его вдоль колышек и подвешивая на гвоздь (крючок), вбитый в колышек. После этого закрепляют синтетическую решетку с другой стороны на дополнительные колышки, установленные между двумя вбитыми ранее. В результате синтетическая лента оказывается закрепленной с обеих. Формирование снежного вала за синтетической решеткой аналогично его формированию за переносимыми щитами.

Как показывает практика использование рулонных синтетических материалов на снегосодержании позволяет сократить затраты в три раза по сравнению с применением традиционных деревянных щитов.

Рис. 53. Отверстие в синтетическом материале в виде ячеек (а) и монтаж синтетического снегоограждения (б): 1 – установка кольев; 2 – разматывание рулона и подвешивание сетки на кольях; 3 – закрепление сетки с другой стороны с помощью дополнительных колышков

18.3. Снегозащитные устройства постоянного типа

К снегозащитным устройствам постоянного типа относятся зеленые насаждения с развитыми кронами способными снижать скорость снеговетрового потока и задерживать снег. Они устраиваются во время строительства, реконструкции и ремонта дорог на весь срок службы дороги.

Для одной и той же величины объема снегоприноса и скорости ветра зеленые насаждения в зависимости от их ширины и расположения дают различные результаты (рис. 54).

Рис. 54. Схемы снегозащитных лесонасаждений

Снегозащитные лесные полосы применяются для защиты любых снегозаносимых участков дороги с объемом снегоприноса более 25 м³/м, в местах где позволяет рельеф и почвенно-климатические условия. Это надежное и экономичное средство снегозащиты, обладающее большой снегоемкостью.

Предложенные схемы лесонасаждений (см. рис. 54) позволяют на подходе к посадкам снизить скорость ветра на 15 – 30%, а при входе в полосу насаждений на 20 – 25%, что позволяет эффективно задерживать снег.

Количество снега, которое задерживают живые изгороди, подсчитывается по следующим формулам:

для однорядных насаждений

W_н = 7Н², (95)

где W_н – снегоемкость, м³/м;

Н – высота изгороди из насаждений, обычно 2,5 – 3 м.

для двухрядных насаждений

W_н = 7H² + 0,8Hα, (96)

где α – расстояние между рядами насаждений, обычно 1,5 - 3 м.

для многорядных насаждений

W_н = 8 [1+(n-1)ε]H², (97)

где n – число рядов насаждений;

ε – коэффициент, учитывающий влияние рядов насаждений на образование снежных отложений; ε = 1 - 2.

Эффективность насаждений по снегозадержанию является достаточной, если их расчетная снегоемкость W_н будет больше или равна объему снегоприноса к дороге Q_п, вычисленному по формуле (85).

Снегозадерживающие заборы постоянного типа устанавливаются в районах, где пахотные земли не позволяют создавать лесозащитные полосы, занимающие сравнительно большие площади. Такие заборы хорошо задерживают снег при интенсивных метелях. Снегозадерживающие заборы, двухпанельные с просветностью решетки 50 % и однопанельные с просветностью решетки 70 % показаны на рис. 55.

Объем снега, который может задерживать забор, существенно зависит от его высоты. Высоту забора рассчитывают исходя из объема снегоприноса к дороге Q_п:

Н = 0,34 (98)

где Н_с – средняя многолетняя наибольшая высота снежного покрова в данной местности, м;

Q_п – объем снегоприноса (м³/м) из расчета 7% - ной обеспеченности.

Заборы выше 5 м по технико-экономическим показателям делать не рекомендуется. Если при расчете по формуле (98) получиласьбольшая высота, то устраивают два и более рядов заборов.

Однопанельные заборы (см. рис. 55) используют для вторых и третьих рядов многорядных линий снегозадерживающих заборов. Двухпанельные применяются при устройстве однорядных заборов или в первом ряду к дороге при многорядных линиях. Заборы делают из дерева или из сборного железобетона. У двухрядного забора снегоемкость примерно в четыре раза больше, чем у однорядного.

Общая снегоемкость заборов, установленных в несколько рядов:

W = 0,8(n-1)Нα+8Н², (99)

где W – общая снегоемкость заборов, поставленных в несколько рядов, м³/м;

n – количество рядов заборов;

α – расстояние между рядами заборов (принимается равным 30 Н), м.

Рис. 55. Снегозадерживающие заборы: а – двухпанельный;

б – однопанельный.

Расстояние установки первой линии заборов от бровки земляного полотна зависит от рельефа местности и направления господствующих ветров: (15 – 20) Н на горизонтальной местности или при наличии подъема от забора к дороге, (20 – 25) Н, если местность понижается от забора к дороге. Меньшее расстояние принимается для ветров, дующих по направлению к забору под острым углом, большее расстояние для ветров, дующих к забору под углом, близким к 90⁰.

В многоснежные зимы и при часто повторяющихся метелях можно дополнительно усиливать забор линией переносных щитов.

Снегопередуваемые заборы устанавливают в открытой безлесной местности, где дуют с постоянным направлением метелевые ветры. Снегопередуваемые заборы устраивают для защиты выемок глубиной до 5 м, низких насыпей и нулевых мест. Снегопередуваемый забор представляет собой ряд глухих ветронаправляющих панелей (щитов), закрепленных на столбах на некотором расстоянии над дорогой (рис. 56).

Ветровой снегопоток обтекает забор сверху и снизу, а часть его сужается и проходит в отверстия над дорогой с повышенной скоростью, пронося снег над дорогой и одновременно сдувая его с дорожного полотна. В результате предотвращаются снежные отложения на дороге, так как снег откладывается за дорогой.

Снегопередуваемые заборы хорошо работают, если господствующие ветры направлены под углом от 50 до 90⁰ к оси дороги и имеют скорость боле 12 – 15 м/с если имеется сухой легкоподвижный снег, а объем снегоприноса составляет более 300 – 350 м³/м.

Длина зоны выдувания над дорогой зависит от конструктивных параметров забора: высоты забора Н, высоты снегопродуваемого проема h, высоты глухой панели h₁. В зависимости от величины конструктивных параметров заборы подразделяются на три типа (табл. 49).

Из табл. 49 следует, что чем выше снегопередуваемый забор, тем больше зона продувания на дороге. Однако выше 8 м заборы устраивать не рекомендуется. Для увеличения зоны продувания заборы нужно располагать как можно ближе к кромке проезжей части. Иногда заборы устанавливают даже на обочине, соблюдая меры по безопасности движения (уменьшение скорости, запрещение обгона). Обычно снегопередуваемые заборы изготавливаются из дерева или сборного железобетона.

Рис. 56. Снегопередуваемый забор: НВ – направление снеговетрового потока; 1 – стойки; 2 – глухая панель; 3 – отверстие для сдувания снега с дороги

Таблица 49

Тип забора	Конструктивные параметры, м	Ширина зоны продувания, м
Н	h1	h	α, град
I II III	5,0 6,5 8,0	3,0 4,0 5,0	2,0 2,5 3,0		До 6 От 6 до 8 От 8 до 10

Примечание. α – угол господствующих ветров по направлению к дороге.

Глава 19. ОЧИСТКА ДОРОГ ОТ СНЕГА

Все снегозадерживающие устройства не полностью предохраняют дорогу от снега. Особенно снижается их эффективность при спокойном снегопаде в безветренную погоду. Для обеспечения нормального движения на дороге необходимо периодически проводить работы по снегоочистке проезжей части и обочин. Нормативные сроки снегоочистки зависят от эксплуатационной категории дороги и уровня ее содержания (см. гл. 16 и [8]).

К основным видам снегоочистительных работ относятся: патрульная очистка, удаление валов, расчистку снегопадных отложений, снежных заносов и лавинных завалов.

Патрульная очистка дорог от снега относится к основным видам работ по борьбе со снегопадами. Это основа зимнего содержания дорог. К патрульной очистке приступают сразу, как только начинается снегопад. Плужные снегоочистители очищают обслуживаемый участок дороги от снега путем систематических проездов в течение всего времени, пока идет снег.

Задача заключается в том, чтобы снег не накопился на дороге и не укатался колесами автомобилей в скользкий слой (накат).

При патрульной снегоочистке снегоочистители должны иметь достаточную скорость (не меньше 35 – 45 км/ч), что позволяет не сдвигать снег в валы, а отбрасывать его в сторону. В Канаде и США [9] для патрульной снегоочистки применяют быстроходные мощные машины мощностью 185 кВТ со скоростью движения 60 – 80 км/ч. Отвал таких машин отбрасывает снег на расстояние до 15 – 20 м. При этом снежные валы на обочинах дороги не образуются, а отброшенный снег откладывается за пределами земляного полотна.

Если слой снега на дороге имеет толщину 3 – 5 см, то в зависимости от скорости снегоочистительной машины, снег будет отбрасываться на следующее расстояние [15]:

Скорость снегоочистителя, км/ч
Расстояние отбрасывания снега, м	6,7	9,2	10,2	12,1	12,8	17,0

Автогрейдеры не рекомендуется применять при патрульной очистке дороги от снега, так как они имеют небольшие скорости движения и сдвигают снег в валы, а не отбрасывают его в сторону.

При увеличении толщины слоя снега на дороге от 0,1 до 0,3 м сопротивление движению плужного снегоочистителя резко возрастает, и его скорость снижается в 1,5 раза, до 30 км/ч. Более эффективно использовать плужные снегоочистители на патрульной очистке при толщине слоя снег до 5 см.

Высокая скорость движения снегоочистителей позволяет быстро очищать участки дороги с меньшим количеством плужных машин и исключать образование снежных валов вдоль проезжей части. Для более эффективной работы патрульных снегоочистителей их формируют в отряды по две - три группы. Это обеспечивает расчистку сразу всей полосы движения за один проход.

На рис. 57 приведена схема патрульной очистки двухполосной дороги от снега отрядом из плужных снегоочистителей. Уборка снега ведется от оси дороги к обочине по направлению ветра. Ближняя к обочине машина снабжается боковым крылом, которое увеличивает дальность отбрасывания снега и разравнивает небольшие снежные валы, если они образовались у края полосы очистки.

Машины движутся в одном направлении на расстоянии 30 – 60 м друг от друга с перекрытием следа на 0,3 – 0,5 м. Расстояние между снегоочистителями может доходить до 100 м, что обеспечивает видимость на дороге и пропуск проезжающих автомобилей.

Рис. 57. Схема патрульной очистки дороги от снега отрядом с одноотвальными плужными автомобильными снегоочистителями

При интенсивных метелях и снегопадах, когда на дороге появляются снежные косы и переметы, в патрульный отряд включают двухотвальный плужный снегоочиститель. Он идет по середине дороги, пробивая косы и переметы, а идущие за ним одноотвальные снегоочистители сдвигают или отбрасывают снег на сторону. Пройдя свой участок по одной стороне от оси дороги, отряд машин затем проходит по другой стороне.

При сильном боковом ветре можно вести патрульную очистку снега от одной обочины к другой по направлению ветра (рис. 58). Сначала снег отбрасывается плужными машинами по направлению ветра с одной полосы движения на встречную, а затем с нее при обратном проходе снегоочистителей отбрасывается также по направлению ветра за обочину.

Рис. 58. Схема патрульной очистки снега от одной обочины к другой при сильном боковом ветре

Снегоуборочные машины имеют большие резервы увеличения ширины очистки снега. На рис. 59,а показана схема работы двух машин с дополнительным монтажом двух боковых отвалов, что увеличивает ширину уборки снега до 11 м за один проход. На рис. 59,б помещен автогрейдер с четырьмя отвалами, который убирает снег на ширине 7,5 м. Использование таких машин увеличивает производительность труда и сокращает число снегоуборочной техники.

Рис. 59. Уборка снега на большую ширину: а – две машины, оборудованные двумя отвалами; б – автогрейдер с четырьмя отвалами

19.1. Расчет необходимого количества патрульных снегоуборочных машин

Количество необходимых патрульных машин N_п находится по следующей формуле:

Nп =

(100)

где Z – длина патрулируемого участка дороги, км;

V – рабочая скорость снегоочистителя или его производитель-ность, км/ч; k – коэффициент внутрисменного использования снегоочистителей (0,7 – 0,8); n – число проходов по ширине проезжей части:

n =

(101)

В – ширина очищаемой проезжей части, м;

b – ширина отвала снегоочистителя, м;

α – угол захвата отвала снегоочистителя, град;

0,3 – перекрытие соседней полосы, м; t – время патрулирования или время интервала между выходами патрульных машин, ч:

t =

(102)

здесь h_н – глубина выпавшего снега, см;

h_с – интенсивность накопления снега, см/ч;

α – коэффициент, учитывающий увеличение времени на разворот и остановку отряда машин в конце патрулируемого участка; α = 1,1 – 1,2.

Обычно патрулирование начинается при h_н = 3 см, однако на дорогах I, II категорий целесообразно накапливать снег до h_н = 1,0 – 1,5 см, а на дорогах IV категории можно до h_н = 6 см.

Интенсивность накопления снега h_с обычно составляет 0,5 – 1,2 см/ч и редко 4 см/ч.

Например, для h_н = 3 см, h_с =1,2 и α=1 время интервала между выходами патрульных машин t составит по формуле (102) t = 3/1,2=2,5 ч, т.е. за 2,5 ч, на дороге образуется слой снега h_н = 3 см.

19.2. Усиленная очистка дороги от снега

Усиленная очистка дороги от снега делается в том случае, если невозможно очистить дорогу, применяя только одно патрулирование.

При интенсивном накоплении снега, нехватке патрульных машин и небольшой скорости их передвижения на сильно заносимых участках дороги образуются толстые снегоотложения. В этом случае следует применять комплекс снегоочистительных машин. Сначала, когда глубина отложений равна 0,2 – 0,3 м, их расчищают плужными автомобильными снегоочистителями, которые работают в комплексе с роторными снегоочистителями. Плужные машины сдвигают снег в валы, а роторные отбрасывают его в сторону от дороги.

Если глубина снега на дороге достигла 0,6 – 1,0 м, то используют для очистки тракторные снегоочистители с двухотвальными плугами типа Э-215. В качестве трактора применяется Т-130, ширина захвата составляет 3,5 м, а при установке боковых крыльев - до 7,3 м. Его производительность достигает 60000 м² /ч. После работы трактора оставшиеся валы убирают роторными снегоочистителями, а затем проезжая часть зачищается от снега щеточными машинами.

В нулевых местах, выемках и невысоких насыпях следует устраивать более эффективную снегозащиту от метелевых снежных потоков, а при недостаточной защите убирают снежные отложения с помощью роторных снегоочистителей.

При расчистке проезжей части снег сдвигается на обочины, где образуются большие слежавшиеся валы снега. Валы сужают дорожное полотно, ухудшая видимость на дороге, особенно на ее закруглениях. В выемках и невысоких насыпях снежные валы на обочинах достигают высоты 1,0 – 1,5 м. Они убираются с помощью роторных снегоочистителей, а из выемок в случае необходимости снег вывозится на самосвалах.

Роторные снегоочистители снабжены для захвата снега шнековым механизмом, а для его отбрасывания имеется другой механизм. Ширина захвата составляет 2,5 – 3,2 м, а высота захвата 1 – 2 м. Снег отбрасывается на расстояние 15 – 25 м. Производительность машины может достигать 1200 т/ч.

При толстом слое снега на всей ширине дороги роторные снегоочистители сначала прорывают траншею по оси дороги, а затем расширяют ее с обеих сторон, пока весь снег не будет убран.

Дорожные организации до наступления зимы составляют план работы по удалению снега. Для этого дорога разделяется на участки с учетом степени их заносимости, при этом учитываются величины снегоприноса, направления господствующих ветров, толщина снегоотложений, количество метельных дней и снегопадов и наличие постоянных и временных снегозащитных устройств. График уборки снега составляется по километрам дороги.

На слабозаносимых участках все снегоотложения убираются во время патрульной очистки. Для этого нужно иметь достаточное количество патрульных машин, которое рассчитывается по формуле (100). На сильнозаносимых участках дороги планируется усиленная снегоочистка и установка более эффективных снегозадерживающих устройств.

Наиболее выгодные условия для применения различных снегоочистительных машин приводятся в табл. 49.

Таблица 49

Машины	Плотность снега, г/см3	Высота слоя, разрабатываемого за один проход, м	Работы, на которых целесообразно применение машины
Одноотвальные плужные автомобильные снегоочистители	0,3	0,3	Патрульная снегоочистка, расчистка снежных заносов небольшой толщины, уширение полосы расчистки
Двухотвальные автомобильные плужные снегоочистители	0,4	На коротком участке до 0,6; на длинном до 0,5	Патрульная очистка, расчистка снежных заносов средней толщины, уширение полосы расчистки
Двухотвальные тракторные (колесные и гусеничные) снегоочистители	0,6	1,0	Расчистка снежных заносов средней толщины, уширение полосы расчистки, разравнивание снежных валов боковым крылом, прокладка снежных траншей
Роторные снегоочистители	0,7	До 1,2 – 1,5	Расчистка снежных заносов или снегопадных отложений большой толщины. Удаление снежных валов. Расчистка снежных валов
Автогрейдеры	0,6	0,5	Расчистка снежных отложений средней толщины. Разравнивание снежных валов или их удаление совместно с роторными снегоочистителями. Удаление уплотненного слоя снега
Бульдозеры	0,7	1,0	Расчистка снежных отложений средней толщины (в том числе лавинных завалов): при толщине более 1 м – послойными проходами. Удаление уплотненного слоя снега
Валоразбрасыватели	0,6	1,0	Удаление снежных валов (в том числе расположенных над кюветами)

На сильно заносимых участках дороги, особенно в нулевых местах, на кривых, около труб и мостов, не имеющих боковых ограждений, устанавливают вехи. «Снежные вехи» используют для обозначения бровки дороги. При сильных снегопадах они помогают водителю ориентироваться в пределах границ дороги. Расстановку вех производят заблаговременно до промерзания грунта. Расстояние между вехами зависит от геометрии в плане и ширины дороги (табл. 50) [13]. Высота вехи находится в пределах от 1,5 до 2,0 м.

Таблица 50

Характеристика участков дороги	Расстояние между вехами, м при ширине дороги, м
< 7	7 - 9	> 9
Прямые С умеренными изгибами Извилистые дороги	80 60 40	90 80 50	90 80 70

В Финляндии расстановка вех осуществляется автоматически с помощью приспособления, смонтированного на автомобиле или легком тракторе. Вехи устанавливаются вертикально в кассете и по одной выталкиваются на обочину дороги. Веха точно попадает в отверстие, которое для нее предварительно прокалывает заостренный стержень.

В табл. 51 приведены укрупненные показатели затрат машинного времени и труда при снегоочистке на 1 км дороги с шириной проезжей части 7 м.

Таблица 51

Операция	Машина	Рабочий
Наименование	Маш.-ч	Профессия и классификация	Чел.-ч.
Очистка с отбрасыванием за бровку дорожного полотна	Плужный одноотвальный автомобильный снегоочиститель на КДМ-53213	0,24	Машинист 4-го разряда	0,24
Плужный одноотвальный автомобильный снегоочиститель с боковым крылом ЭД-207	0,24	Машинист 4-го разряда	0,24
Очистка с оставлением снежных валов (при толщине снега 10 см и более)	Плужный одноотвальный автомобильный снегоочиститель на КДМ-53213	0,35	Машинист 4-го разряда	0,35
Автогрейдер ДЗ-180А	1,8	Машинист 4-го разряда	1,8
Уборка снежных валов	Роторный снегоочиститель ДЭ-226	1,17	Машинист 4-го разряда Дорожный рабочий 3-го разряда	1,17
Пробивка снежных заносов (при толщине снега 0,3 – 0,5 м)	Двухотвальный плужный снегоочиститель на колесном тракторе К-701	0,12	Машинист 4-го разряда	0,12
Уширение полосы расчистки	Двухотвальный плужный снегоочиститель на колесном тракторе К-701	1,40	Машинист 4-го разряда	1,40
Автогрейдер ДЗ-180А	4,40	Машинист 4-го разряда	4,40
Удаление снежных валов	Роторный снегоочиститель ДЭ-226	2,92	Машинист 4-го разряда	2,92
Окончательная очистка с удалением снега с покрытия	Плужный одноотвальный снегоочиститель со щетцой на КДМ-53213	0,23	Машинист 4-го разряда	0,23
Скалывание уплотненного снега	Бульдозер ДЗ-82 или автогрейдер ДЗ-180А с зубчатым ножом на отвале	12,50	Машинист 4-го разряда	12,50
Отбрасывание сколотого снега	Роторный снегоочиститель ДЭ-226	1,91	Машинист 4-го разряда	1,91

19.3. Расчет количества снегоуборочных машин

Работы по снегоочистке дорог относятся к объемным, т.е. при расчете количества снегоуборочных машин N в формуле учитывается объем убираемого снега:

Nм = W / Пч tд,

(103)

где W – объем снега, подлежащего уборке за один цикл снегоочистки (одну метель), м³;

П_ч – эксплуатационная часовая производительность снегоуборочной машины, м³ /ч;

t_д - директивный срок очистки дороги от снежных заносов или уборки снежных валов, ч;

Объем убираемого снега W находится из следующего выражения:

W = В h Z β,

(104)

где В – ширина дороги, м;

h – глубина отложившегося на дороге снега во время снегопада и метели, м;

Z – длина участка дороги, на котором нужно очистить снег, м;

β – коэффициент задержания снега дорогой (в выемках – 0,9; в нулевых местах, малых насыпях, на участках с ограждениями и возвышающейся разделительной полосой – 0,4).

Директивный срок очистки дороги зависит от эксплуатационной категории дороги и уровня ее содержания. Например, для категории Iэ дороги директивный срок очистки в зависимости от уровня содержания (допустимый, средний, высокий) колеблется в пределах от 4 до 3 ч, а для дороги категории IV э от 6 до 4,5 ч.

Глава 20. ОБРАЗОВАНИЕ ЗИМНЕЙ СКОЛЬЗКОСТИ НА ДОРОЖНОМ ПОКРЫТИИ

Зимняя скользкость представляет собой все виды ледяных и укатанных снежных образований на проезжей части дороги, которые резко снижают коэффициент сцепления колес машины с дорогой. Различают как естественное обледенение покрытия, так и искусственное обледенение, образующееся в виде снежного наката под действием колес автомобилей.

Естественное обледенение образуется от замерзания капель дождя, мороси, тумана. Ледяная корка на поверхности дороги появляется при температуре от + 4⁰С до - 20⁰ С. Лед на дороге при резком понижении температуры может образовываться от замерзания луж, которые остались от дождя, прошедшего при положительной температуре. Аналогичное явление происходит при выпадении мокрого снега, который смерзается в лед. Глубину промерзания ледяных корок можно вычислить по формуле:

hл = 0,23кв

(105)

где h_л – толщина ледяной корки на покрытии, см;

к_в – коэффициент учета скорости ветра V; при V=0 к_в = 1, при V = 5 – 10 м/с к_в = 1 – 1,5;

Т – средняя отрицательная температура воздуха в период образования льда, ⁰ С;

t – время промерзания, ч.

Толщина слоя льда h_л зависит от микрошероховатости и ровности покрытия, которые определяют слой воды на дороге. При скапливании воды в выбоинах, толщина льда может достигать 2 – 3 см, а при изморози от 1 до 2 мм.

Из формулы (105) можно найти время промерзания t

:

t =

(106)

В среднем время промерзания колеблется от 1 до 6 ч в зависимости от местных условий.

Гололедные образования и изморози появляются примерно за месяц до наступления устойчивых морозов и исчезают спустя месяц после постоянных отрицательных температур. Обычно гололед появляется при ночных заморозках, а в прибрежных районах – в вечерние часы. Скорость образования гололеда довольно высокая и составляет 1 - 6 ч. Если гололед не ликвидировать, то он может сохраняться на дороге от 5 до 30 ч, снижая коэффициент сцепления колес с дорогой до 0,08 – 0,15.

Искусственная скользкость возникает в результате уплотнения выпавшего снега колесами движущихся автомобилей. При образовании снежного наката происходит механическое уплотнение снега до 0,35 – 0,5 г/см³, что снижает коэффициент сцепления до 0,20 – 0,25; формирование ледяной корки на снежной поверхности от периодического замерзания и оттаивания слоя наката. При движении автомобилей, особенно при буксовании, в контакте шины с дорогой происходит выделение тепла, что ведет к образованию водяной пленки, которая затем кристаллизуется в лед плотностью 0,6 – 0,65 г/см³; происходит дальнейшее уплотнение и промерзание наката до возникновения на дороге сплошной корки льда плотностью 0,9 г/см³, что уменьшает коэффициент сцепления до 0,10 – 0,15.

Более интенсивно формируется слой наката при температуре около 0⁰С и замедляется если она ниже минус 10⁰ С.

Водяная незамерзшая пленка появляется на накате при оттепелях, что очень опасно для движения автомобилей, так как коэффициент сцепления становится минимальным – 0,03 – 0,15.

Мокрый снег, выпавший на снежный накат, еще больше уменьшает сцепление колес автомобилей и может привести к дорожно-транспортным происшествиям (ДТП).

20.1. Методы борьбы с зимней скользкостью

Своевременное удаление зимней скользкости на дорогах имеет большое значение для безопасного движения транспорта. По статистическим данным США, 82 % дорожно-транспортных происшествий приходится на скользкие покрытия и в 4,5 раза реже ДТП происходят на дорогах, где нет снега и льда [14].

Мероприятия по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах можно разделить на следующие виды: повышение коэффициента сцепления колес с дорогой путем россыпи фрикционных материалов, удаление ледяного или снежного слоя с помощью механического, химического, теплового способов, устройство специальных противогололедных покрытий.

В качестве фрикционных материалов используются песок, мелкий гравий, отходы дробленного каменного материала, топливный шлак, зола и другие абразивные материалы. Размеры частиц материалов не должны превышать 5 – 6 мм. Более крупные частицы будут отбрасываться колесами и повреждать ветровые стекла автомобилей, распределителей и могут травмировать людей.

Россыпь на скользкое покрытие производится в основном пескоразбрасывателями, снабженными вращающимся валом или ленточным транспортером. Самым распространенным фрикционным материалом является песок. Содержание глинистых частиц в песке допускается не более 2 – 3 %. Шлак не должен включать в себя металлические обломки.

В первую очередь абразивные материалы распределяются на пересечении дорог, поворотах, больших уклонах и автобусных остановках, а затем на остальных участках дороги.

Преимуществом фрикционного метода является его простота. Однако он имеет существенные недостатки. Рассыпанный материал повышает коэффициент сцепления колес со скользким покрытием до 0,3 на короткое время, так как материал долго не задерживается на покрытии. Он сдувается завихрениями воздуха, образуемыми после прохода автомобилей, разбрасывается колесами транспорта и переносится ветром.

Эффективность применения абразивных материалов снижается с ростом интенсивности движения. Более устойчивый результат получается при интенсивности движения автомобилей до 500 авт/сут.

При наличии влажного льда использование песка дает более высокий результат в борьбе со скользкостью на дорогах, так как он лучше закрепляется на поверхности.

Рекомендуемая норма расхода песка на прямых участках с продольным уклоном до 20 ‰ при гололедице составляет 0,1 – 0,2 м³ на 1000 м², а на кривых, уклонах больше 20 ‰, на пересечениях дорог норму расхода удваивают. Рекомендуемая скорость машины при россыпи материалов - 30 – 40 км/ч.

Во многих странах проводились опыты по использованию подогретого песка [13]. Однако они не дали желаемого результата, так как мелкие частицы песка легко сдуваются, а оставшаяся часть крупных зерен не обеспечивает должного эффекта.

Песчано-соляная смесь приготавливается путем добавления в песок сухой соли в количестве 15 – 20 кг/м³. Такая смесь готовится на базах хранения противогололедных материалов.

При высокой интенсивности и большой скорости движения автомобилей песчано-соляная смесь не задерживается на дороге дольше, чем чистый песок без соли. Такая смесь менее агрессивна к окружающей среде по сравнению с применением только одной соли, так как вместе с песком соли распределяется значительно меньше на дорожном покрытии.

Норма расхода песчано-соляной смеси от 100 до 350 г/м² в зависимости от степени опасности дорожных участков. На кривых и крутых спусках расход смеси больше, а на прямых с небольшими продольными уклонами – меньше.

Песчано-соляная смесь может быть приготовлена путем добавления в песок не сухой соли, а соляного раствора. Эта смесь имеет свои преимущества по сравнению с сухой песчано-соляной смесью. Материал удерживается на ледяной корке лучше, так как солевой раствор растворяет поверхность льда. В результате происходит оттаивание льда, песчинки погружаются в ледяную корку и замерзают в ней. Вмерзшие в лед песчинки прочно удерживаются на ледяной поверхности, увеличивая ее шероховатость и коэффициент сцепления.

Химико-механический метод борьбы с зимней скользкостью заключается в распределении по снежному накату твердых или жидких хлоридов. Действие их основано на плавящей способности льда, после чего образовавшуюся рыхлую массу убирают механическим способом при помощи плужных или плужно-щеточных очистителей. Можно использовать и автогрейдеры.

Расход твердых хлоридов на 1 мм толщины корки льда составляет от 15 до 90 г/м², а жидких хлоридов от 0,08 до 0,15 л/м² в зависимости от вида хлорида и температуры окружающего воздуха. Для уменьшения расхода хлоридов и повышения их эффективности, в снежном накате нарезаются продольные канавки глубиной 2 – 5 см, шириной 6 см на расстоянии 2 см друг от друга. Ножи с режущей кромкой из круглых зубьев прикрепляются к листу, который фиксируется на отвале автогрейдера. Ножи с круглыми зубьями могут разрушать покрытие, поэтому делать канавки нужно с большой осторожностью и не превышать существующую глубину снежного наката.

При распределении твердые или жидкие хлориды в основном попадают в нарезанные канавки и быстрее разрушают снежный накат, а затем он убирается плужно-щеточными машинами. По сравнению с обычным способом расход хлоридов уменьшается на 30 – 40 %.

Химический метод основан на применении для плавления снежного наката и льда твердых или жидких химических веществ, содержащих соли. Хлористые соли вступают в реакцию с ледяной поверхностью, сопровождающуюся выделением тепла. Интенсивность реакции зависит от плавящей способности хлоридов (количество расплавленного льда на 1 г соли при данной отрицательной температуре воздуха t за время T). Плавящая способность хлоридов может быть определена по эмпирической формуле:

q = а Тв,

(107)

где q – плавящая способность хлоридов (количество расплавленного льда), г;

а – коэффициент зависящий от вида хлорида; а= 3 – 5;

в – коэффициент, принимаемый в зависимости от температуры воздуха t, за время Т; Т= 0,25 – 0,7.

С понижением температуры воздуха плавящая способность хлоридов снижается и их расход увеличивается. Например, в формуле (107) большие значения коэффициентов а и в следует принимать при более низких температурах.

Растворы, которые образуются при плавлении льда, могут при низкой температуре сами замерзнуть и стать причиной нового обледенения. Так, раствор хлористого натрия при 23 %-ной концентрации замерзает при температуре окружающего воздуха минус 21⁰С, а раствор хлористого кальция 30 %-ной концентрации при минус 50⁰С. Однако концентрация растворов может быть меньшей, поэтому минимальные температуры воздуха, при которых рекомендуется применять твердые хлориды колеблется от минус 10 до минус 20⁰С, а жидкие от минус 5 до минус 15⁰ С.

В качестве твердых хлоридов обычно используют различные отходы промышленности.

Техническая поваренная соль NaCl наиболее распространена в природе в виде минералов галита и сильвинита. Из этого сырья выпускают пищевую, в которой содержится до 99,7 % NaCl, и техническую соль, содержащую больше 93 % NaCl.

Применяемая для борьбы с зимней скользкостью техническая соль имеет крупность от 1,2 до 4,5 мм.

Техническая соль из сильвинитовых отвалов - это отходы производства калийных удобрений. Они содержат до 95% хлористого натрия, 2 – 3 % хлористого калия и до 1% хлористого магния. Отходы накоплены в больших количествах в отвалах калийных комбинатов. Частицы соли имеют крупность до 4 мм. Недостатком этой соли является повышенная влажность (8 – 12%) и как следствие слеживаемость при положительной температуре и смерзаемость при низкой отрицательной температуре окружающего воздуха.

Хлористый кальций CaCl₂ является побочным продуктом производства соды. На вид похож на чешуйки, поэтому называется чешуированным.

Хлористый кальций фосфатированный – это смесь чешуированного хлористого кальция с суперфосфатом (ингибитором). Добавка ингибитора в количестве 5 – 7 % снижает коррозийное действие соли.

Хлористый кальций дороже и более агрессивен к металлам, чем хлористый натрий, поэтому из них создают смесь, которую используют при более низких температурах, чем один чистый NaCl. Оптимальную смесь получают при соотношении NaCl / CaCl₂ как 22/3.

Жидкие хлориды применяются в виде естественных и промышленных рассолов. Они пригодны для борьбы с зимней скользкостью, когда концентрация солей составляет более 150 г/л. Температура замерзания жидких хлоридов от минус 10 до минус 17⁰ С, поэтому ниже этих температур их использовать нельзя. В табл. 52 приведены значения отрицательных температур, при которых допускается применение рассолов для борьбы с зимней скользкостью.

Таблица 52

Вид рассола	Концентрация	Температура воздуха, до которой допускается применение хлоридов,0 С
%	г/л
Хлористо-натриевый Хлористо-кальциевый	15 20 15 20	166 2300 170 238	11 26 10 17

Жидкие естественные рассолы содержатся в соленых озерах или их добывают путем бурения скважины глубиной 800 - 1300 м. Например, на дороге Москва – Санкт-Петербург имеется скважина глубиной 1300 м, из которой получают до 100 м3 рассола в день с содержанием соли 200 г/л [2].

Большое значение для борьбы с гололедом имеет правильное определение необходимого расхода хлорида Q, г/м2. В Германии для расчета дозировки используется эмпирическая формула:

Q = 16 t h,

(108)

где t – температура воздуха ниже 0⁰ С;

h – толщина корки льда (мм) и снега (см);

Например, при t = - 3⁰С и слое льда h = 0,6 мм расход хлорида Q = 16•3•0,6 = 29 г/м².

Нормы расхода различных видов хлорида для борьбы со скользкостью в соответствии с ВСН 24-88 [17] приведены в табл. 53 (на 1 мм осадков). Видно, что температура окружающего воздуха и концентрация хлоридов (содержание основного вещества) существенно влияют на норму их распределения.

Таблица 53

Номер п/п	Название хлорида	Содержание основного вещества	Накат и рыхлый снег	Гололед
Температура воздуха, О С
-5	-10	-15	-20	-2	-4	-6
Твердые хлориды, г/м2, на 1 мм осадка
	Хлористый натрий в виде:
	поваренной соли;
	соли сильвинитовых отвалов
	смеси солей с хлористым кальцием в отношении 22/3
	Хлористый кальций в виде:
	чешуированного хлористого кальция;
	фосфатированного хлористого кальция;
Жидкие хлориды, л/м2, на 1 мм осадков
	Рассол хлористо-натриевый	25 20 15	0,05 0,07 0,10	0,10 0,12 0,14	0,13 0,16 -	0,15 - -	0,13 0,17 0,25	0,29 0,41 0,67	0,48 0,72 -
	Рассол хлористо-кальциевый	35 30 20	0,03 0,04 0,06	0,06 0,08 0,12	0,08 0,10 0,16	0,09 0,11 -	0,10 0,12 0,21	0,21 0,26 0,52	0,31 0,40 -

Примечания. Для других температур и концентраций расход хлоридов определяется интерполяцией. Если толщина осадков больше 1 мм, то норму распределения хлоридов умножают на толщину имеющихся на дороге осадков.

Прочерк в таблице означает, что данный хлорид при указанной температуре и концентрации применять нельзя.

20.2. Агрессивное действие хлоридов на окружающую среду и его предупреждение

У жидких и твердых хлоридов, используемых для борьбы с зимней скользкостью, во время взаимодействия с ледяной поверхностью происходят агрессивные химические реакции. Эта способность хлоридов вызывает разрушение металлических поверхностей автомобилей, коррозию металлических мостов, труб, бордюров и арматуры железобетонных мостов.

Для борьбы с зимней скользкостью на цементобетонных покрытиях можно применять хлориды через год после завершения строительства, если они были построены из смеси с воздухововлекающими добавками, и через три года, если построены без них. Однако даже небольшое количество солей, накапливаясь в течение многих лет в придорожной полосе, оказывает отрицательное воздействие на рост деревьев, зерновых культур и другую природную растительность.

В связи с агрессивным влиянием хлоридов на окружающую среду, в ряде стран высказываются против применения химических материалов при зимнем содержании дорог. Однако зарубежный и отечественный многолетний опыт говорит о том, что хлориды являются наиболее эффективным средством борьбы против зимней скользкости.

Попытки отказаться от использования хлоридов ведут к увеличению стоимости зимнего содержания дорог более чем в 3 раза и резкому росту дорожно-транспортных происшествий.

Негативное влияние хлоридов может быть существенно снижено, если будут строго выдерживаться нормы их применения, приведенные в табл. 53.

С целью уменьшения коррозионного действия в хлориды добавляют замедлители коррозии металлов - ингибиторы. Для твердых хлоридов хлористо-натриевого и хлористо-кальциевого состава в качестве добавок используют однозамещенный фосфат натрия в количестве 2 – 3 % или суперфосфат в пределах 5 – 7 %. В соляные рассолы, где основным веществом является хлористый натрий, вводят однозамещенный фосфат натрия в количестве 0,5 – 1 % и двухзамещенный фосфат натрия 2 – 3 %. В хлористокальцевые рассолы вводят в качестве ингибитора 2 – 3%-ный двойной суперфосфат. Все эти добавки нетоксичны, не угнетают зеленые насаждения и не вредят дорожным покрытиям.

Большим резервом по уменьшению расхода хлоридов является профилактический способ борьбы со снежно-ледяными образованиями. Профилактические мероприятия по распределению хлоридов с учетом прогноза погоды выполняются за 1 – 3 часа до начала гололеда.

Предварительное своевременное распределение хлоридов, до возникновения скользкости, позволяет с минимальными нормами 5 – 10 г/м² (ВСН 20-87) предотвращать возникновение скользкости или существенно уменьшать время нахождения покрытия в неблагоприятном состоянии.

Таким образом, необходимо направлять усилия не только на ликвидацию уже образовавшейся скользкости, а также на ее предупреждение. При борьбе с уже возникшей скользкостью во много раз увеличивается расход распределяемых хлоридных реагентов и, как следствие, возрастает отрицательное воздействие на окружающую среду [18].

С целью предупреждения образования снежного наката следует в период снегопада обрабатывать дорожное покрытие химическими реагентами или смесью с песком. При сравнительно большой интенсивности снегопада (1–3 мм/ч) к распределению химических веществ приступают через 10–15 минут после начала снегопада. Во время слабых снегопадов интенсивностью 0,5–1,0 мм/ч химические вещества начинают распределять по дороге через 20–30 мин после начала снегопада. Разлив жидких хлоридов также производят в начале снегопада.

После того как выполнена обработка снега противогололедными материалами, нужно выждать время для протекания химической реакции. К удалению снега щетками или плужными снегоочистителями приступают после того, как он под действием химической реакции и колес транспорта превратится в сыпучий снег. Обычно такой снег хорошо выметается с дорожного покрытия через 2–3 ч после воздействия химических реагентов.

В последние годы для борьбы с зимней скользкостью начали применять химические реагенты, не содержащие в своем составе соли, что существенно уменьшило их негативное влияние на окружающую среду. Так в г. Москве для обработки скользких зимних покрытий используют препарат ХКМ, который в результате химической реакции превращает гололедные отложения в рыхлую снежную массу. Препарат ХКМ не оказывает отрицательного воздействия на зеленые насаждения и не обладает коррозийными свойствами.

К недостаткам ХКМ следует отнести сравнительную его дороговизну и активную способность к адсорбированию токсичных веществ от выхлопных газов автомобилей и пролитых на дорогу масел. Образовавшуюся снежную массу нужно быстро удалять с покрытий. Чем быстрее она будет убрана, тем меньше в снеге будет накоплено токсичных веществ и тем снег будет чище.

Своевременно не убранная снежная масса разбрасывается колесами транспорта и залепляет ветровые стекла автомобилей, что может привести к дорожно-транспортным происшествиям.

Препарат ХКМ требует совершенствования и в доработанном виде может найти более широкое применение в борьбе с гололедом.

20.3. Гололедобезопасные покрытия

Гололедобезопасные покрытия основаны на физико-химическом методе придания покрытию противогололедных свойств за счет введения в его состав химических добавок. Этот метод снижает адгезию льда (силы сцепления льда) с покрытием.

Одной из первых таких добавок стал материал Verglimit, разработанный в конце 1970 годов в Швейцарии фирмой Пластроуте. Verglimit представляет собой многокомпонентный антиобледенитель, состоящий из частично кристаллизованного хлорида кальция (80%) и гидроокиси натрия (5%). Антиобледенитель равномерно распределялся в асфальтобетонной смеси верхнего слоя дорожной одежды в количестве 5% от массы мелкозернистого каменного материала [19].

Применение в качестве добавок материала Verglimit в США, Канаде, Германии и Швейцарии привело к замедлению образования гололеда и снижению количества дорожно-транспортных происшествий. Однако стоимость асфальтобетона с антиобледенителем увеличилась в три раза. Экономические расчеты показывают, что добавку Verglimit можно применять при интенсивности движения более 5000 авт./сут., что значительно сокращает область его использования.

В начале 1980 годов разработкой антигололедных покрытий занимались в нашей стране Михайлов А.В., Королев И.В., Касымов А.И., Лившиц В.А., Гончаров Ю.П. и др.[20,21]. Они вводили в асфальтобетонную смесь побочный продукт повторной плавки алюминиевых сплавов на основе хлоридов калия и натрия в количестве 7% от массы асфальтобетона.

Н