Зимнее содержание участка автомобильной дороги

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Курсовой проект по дисциплине «Эксплуатация дорог» посвящен решению одного из основных вопросов эксплуатации дорог, а именно содержанию дорог в зимний период.

Зимнее содержание представляет собой комплекс мероприятий, которые должны обеспечивать бесперебойное и безопасное движение автомобилей с высокими скоростями и нагрузками, соответствующими требованиям, установленным в Технических правилах ремонта и содержания автомобильных дорог.

Для выполнения указанных требований дорожная эксплуатационная служба должна обеспечить высокий уровень зимнего содержания дорог, основными показателями которого являются: ширина чистой от снега и льда поверхности дороги; толщина слоя рыхлого снега на поверхности дороги, накапливающегося с момента от начала снегопада или метели до начала снегоочистки и в перерывах между проходами снегоочистительных машин; толщина уплотненного слоя снега (снежного наката) на проезжей части и обочинах; сроки очистки дороги от снега и ликвидации гололёда и зимней скользкости.

Зимний период года является самым сложным для эксплуатации дорог и организации движения. Продолжительность этого периода колеблется от 20 суток в южных районах до 260 суток в северных районах России. Состояние поверхности дорог и условия движения зимой формируются под влиянием отрицательной температуры воздуха, ветра, снегопада, метели, гололёда и ограниченной метеорологической видимости, а также сочетания этих факторов. В горных районах самым опасным зимой является образование и сход снежных лавин.

В состав работ по зимнему содержанию входят следующие виды работ:

- уход за постоянными снегозащитными сооружениями;

- устройство снегомерных постов необходимых для изучения работы автомобильных дорог и дорожных сооружений в зимних условиях;

- заготовка, установка, перестановка, уборка и восстановление временных снегозадерживающих устройств (щитов, изгородей, сеток и др.), сигнальных вех; формирование снежных валов и траншей для задержания снега на придорожной полосе и их периодическое обновление;

- механизированная снегоочистка, расчистка автомобильных дорог от снежных заносов, борьба с зимней скользкостью, уборка снежных валов с обочин;

- профилирование и уплотнение снежного покрова на проезжей части автомобильных дорог с переходным или грунтовым покрытием;

- погрузка и вывоз снега в пределах населенных пунктов;

- распределение противогололедных материалов при борьбе с зимней скользкостью;

- регулярная очистка от снега и льда элементов обустройства (в том числе автобусных остановок, павильонов, площадок отдыха, берм дорожных знаков, ограждений и других объектов);

- очистка от снега и льда элементов мостового полотна, а также зоны сопряжения с насыпью, подферменных площадок, опорных частей, пролетных строений, опор, конусов и регуляционных сооружений, подходов и лестничных сходов;

- круглосуточное дежурство механизированных бригад для уборки снега и борьбы с зимней скользкостью, патрульная снегоочистка;

- устройство, поддержание в чистоте и порядке зимних автомобильных дорог (автозимников);

- обслуживание и восстановление баз хранения противогололёдных материалов и скважин для добычи природных рассолов, приготовление противогололёдных материалов, поддержание в чистоте и порядке подъездов к базам хранения противогололёдных материалов и скважинам для добычи природных рассолов;

- поддержание в чистоте и порядке автоматических систем раннего обнаружения и прогнозирования зимней скользкости, а также автоматических систем распределения противогололёдных материалов на развязках в разных уровнях и искусственных сооружениях;

- закрытие отверстий водопропускных труб осенью и открытие их весной, очистка водопропускных труб от снега, льда, мусора и посторонних предметов;

- борьба с наледями на автомобильных дорогах, в том числе у искусственных сооружений;

- проведение противолавинных мероприятий, уборка лавинных отложений;

- устройство, поддержание в чистоте и порядке ледовых переправ.

В процессе выполнения курсовой работы необходимо решить следующие задачи:

- проанализировать природно-климатические условия работы автомобильной дороги в зимний период;

- выявить снегозаносимые участки, определить объемы снегоприноса, определить способы снижения снегозаносимости;

- разработать и обосновать выбор мер защиты дороги от снежных заносов;

- назначить технологию патрульной очистки снежных отложений;

- определить материал и средства борьбы с зимней скользкостью;

- разработать график зимнего содержания участка автомобильной дороги.

1. Характеристика района прохождения трассы

1.1 Географическое положение

Территория Чувашской Республики составляет 18,3 тыс. км². Республика расположена в восточной части Восточно-Европейской равнины на правом берегу р. Волги, между притоками Суры и Свияги. На западе граничит с Нижегородской областью, на севере - с Республикой Марий Эл, на востоке - с Республикой Татарстан, на юге - с Ульяновской областью, на юго-западе - с Республикой Мордовия.

1.2 Климат

Чувашская республика расположена в III дорожно-климатической зоне. III-я дорожно-климатическая зона благоприятна для строительства автомобильных дорог и земляного полотна, характеризуется переменными условиями увлажнения грунтов.

Лето теплое: среднесуточная температура воздуха наиболее жаркого месяца (июля) составляет + 19⁰С; зимы умеренные со среднесуточной температурой наиболее холодного месяца (января) - 12⁰С.

Отрицательные температуры воздуха бывают с ноября до марта, а расчетная длительность периода отрицательных температур (менее 8⁰С) составляет Т₃= 180 суток.

Абсолютный максимум температуры воздуха в году достигает +38⁰С, а минимум -46⁰С. Следовательно, амплитуда температуры воздуха составляет 79⁰С. Годовая среднесуточная температура воздуха бывает: в июле - максимальная +19⁰С, а минимальная в январе -10,8⁰С.

Для Чувашской республике преобладающее направление и скорость ветра зимой - западное, а летом - юго-западное. Из этого вытекает необходимость снегозадерживающих мероприятий при направлении трассы с севера на юго-восток. В летний период устойчиво преобладает ветер северо-западного направления и западного.

Таблица 1.1. Повторяемость и скорость ветра по направлениям

Чувашская республика	Повторяемость ветра в%
	Скорость ветра, м/сек
	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
январь	7	6	6	17	27	12	15	10
	3,3	2,6	2,7	4,1	4,6	3,8	3,3	3,3

Таблица 1.2. Среднемесячная и среднегодовая температура воздуха

Пункт наблюдения Чебоксары	Месяц
	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IХ	Х	ХI	ХII	Год
Температура, С?	-12,9	-10,7	-5,1	4,3	12,6	16,6	18,8	16,6	10,6	3,1	-3,4	-9,1	3,7

Таблица 1.3. Среднемесячное и среднегодовое количество осадков

Пункт наблюдения Чебоксары	Месяц
	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IХ	Х	ХI	ХII	Год
Осадки, мм	33	28	27	36	40	66	70	64	54	53	44	38	554

Дорожно-климатический график



1.3 Гидрологические условия

Реки: Волга; притоки Сура (бассейн Волги) - Б. Цивиль.

Почва главным образом дерново-подзолистые встречаются почвы болотного типа, по долинам рек - аллювиальные. Дерново-подзолистая почва пригодна для рекультивации земель и укрепления откосов земляного полотна.

1.4 Инженерно-геологические условия

На территории Чувашской республики имеются разнообразные полезные ископаемые нерудного происхождения. Наибольшее промышленное значение имеют известняки, гравий, пески. Для строительства проектируемого участка дороги предусматривается использование каменного, песчано-гравийного и песчаного карьеров. Запасы материалов в месторождениях достаточные для строительства участка дороги. По своим свойствам материалы пригодны для использования их в слоях дорожной одежды.

1.5 Растительность и почвы

В Чувашской республике леса занимают более 1/3 территории области. Большие площади заняты лугами, свыше 30 тыс. Га занимают болота.

Основная лесообразующая порода - сосна. Из лиственных пород распространены береза, осина, реже дуб, липа, клен. Древесные и кустарниковые породы пригодны для снегозащитного и декоративного озеленения.

1.6 Экономическая характеристика района прохождения трассы

Чувашская республика представляет собой экономический административный район. В настоящее время это крупный железнодорожный узел, научно-технический центр с развитой промышленностью. Развита, отрасли промышленности: машиностроение, металлообработка, деревообработка, текстильная промышленность, производство строительных материалов.

Предприятия машиностроения в Канаше, Чебоксарах. Деревообрабатывающая промышленность представлена целлюлозно-бумажным комбинатом в Ядрине. Мебельные фабрики в городах Чебоксары, Канаш, Шумерля. Швейные и обувные предприятия в Чебоксарах, Козловке. Предприятия химической промышленности в городах Новочебоксарск, пос. Вурнары.

Имеются предприятия мукомольные, маслосыроваренные и др. предприятия пищевой промышленности. В Порецком, Алатырском районах ведут разработку известняков.

2. Расчёт снегоприноса к дороге

Таблица 2.1. Климатические параметры требуемые для расчёта снегоприноса

Месяцы Параметры	11	12	1	2	3
Vв, м/с	4,2	4,1	4,1	3,9	3,6
hсн, мм	29	58	124	121	139
hгл. промерзания, м	0,5	1,8	2,1	1,8	1,5

Найдём среднею скорость ветра за зимний период:

Общий объём снегоприноса за сезон будет равен:

Q=c*V³*t; (2.1)

t = 24*n*t_cр = 24*30*10=7200 ч

Q=0,00031*3,98*7200=140,72 м³/мп

Рассчитаем снегопринос по каждому направлению ветра за зимний период:

q_c =140,72*0,07=11,257 м³/мп;

q_cв =140,72*0,06=8,443 м³/мп;

q_в =140,72*0,06=8,443 м³/мп;

q_юв =140,72*0,17=23,922 м³/мп;

q_ю =140,72*0,27=37,993 м³/мп;

q_юз =140,72*0,12=16,886 м³/мп;

q_з =140,72*0,15=21,107 м³/мп;

q_сз =140,72*0,10=14,072 м³/мп.

Таблица 2.3. Сводная ведомость снегоприноса по направлениям ветра

Напр. ветра Параметры	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ	?
повторяемость, %	7	6	6	17	27	12	15	10	100%
qi, м3/мп	11,257	8,443	8,443	23,922	37,993	16,886	21,107	14,072	140,72

Рассчитаем снегопринос к дороге по участкам справой и левой стороны от дороги по каждому направлению на всех 3-х участках:

Q_напр=q_напр*sin(б) (2.2)

1-ый участок. Правая сторона: Qюв=23,992* sin160°=8,21 м3/мп; Qв= 8,443* sin115°=7,65 м3/мп Qcв= 8,443* sin70°=7,93 м3/мп; Qс= 11,257* sin25°=4,76 м3/мп ?Qправ.напр=8,21+7,65+7,93+4,76= 28,55 м3/мп	Левая сторона: Qсз= 14,072* sin20°=4,81 м3/мп; Qз= 21,107* sin65°=19,13 м3/мп Qюз= 16,886* sin110°=15,87 м3/мп; Qю= 37,993* sin155°=16,06 м3/мп ?Qлев.напр=4,81+19,13+15,87+16,06= 55,87 м3/мп
2-ой участок. Правая сторона: Qю= 37,993* sin20°=11,99 м3/мп; Qюв= 23,922* sin115°=21,68 м3/мп Qв= 8,443* sin70°=7,93 м3/мп; Qсв= 8,443* sin25°=3,57 м3/мп ?Qправ.напр=11,99+21,68+7,93+3,57= 48,17 м3/мп	Левая сторона: Qюз= 16,886* sin25°=7,14 м3/мп; Qз= 21,107* sin110°=19,83 м3/мп Qсз= 14,072* sin65°=12,75 м3/мп; Qс= 11,257* sin20°=3,85 м3/мп ?Qлев.напр=7,14+19,83+12,75+3,85= 43,57 м3/мп
3-ий участок. Правая сторона: Qюв= 23,992* sin5°=2,09 м3/мп; Qв= 8,443* sin50°=6,47 м3/мп Qсв= 8,443* sin85°=8,41 м3/мп; Qс= 11,257* sin40°=7,23 м3/мп ?Qправ.напр=2,09+6,47+8,41+7,23= 24,20 м3/мп	Левая сторона: Qю= 37,993* sin40°=24,42 м3/мп; Qюз= 8,443* sin85°=16,82 м3/мп Qз= 21,107* sin50°=16,17 м3/мп; Qсз=14,072* sin5°=1,23 м3/мп ?Qлев.напр=24,42+16,82+16,17+1,23= 58,64 м3/мп

2.1 Подбор защиты дороги от снегоприноса на каждом участке

Размещено на http://www.allbest.ru/

Снегонезаносимыми являются насыпи если h < h_нас и выемки глубиной от 8,5 м и больше.

h = h_{сн.покр}+^h; (2.3)

h_{сн.покр} - по метеорологическим условиям района, где проходит данная автомобильная дорога, h_{сн.покр} = 38 см, согласно СНиП 2.05.02. - 85 п. 6.33 h_{сн.покр}=38 = 0,40 м.

^h - превышение над толщиной снежного покрова, для второй категории дороги согласно ^h =0,7 м.

Тогда

h=0,7+0,4=1,1 м

Насыпи выше 1,1 м являются снегонезаносимыми.

Так же снегонезаносимыми являются участки дороги, если дорога проходить через населённые пункты, лесные массивы и многолетние сады.

Вывод: Дорога требует защиту от снежных заносов:

- справа 1-22 км, 24-34 км

- слева 1-32 км.

Согласно ВСН-24-88 назначаем тот или иной вид защиты (заборы, щиты, траншеи), таблица 6.4 и рис. 6.5. Щиты высотой 2 м целесообразно применять если снегопринос Q?100 м³/мп, а 1,5 менее Q<100 м³/мп. Если решетчатые щиты не обеспечивают защиту дороги от снежных заносов, то нужно устраивать дополнительные снегозащитные сооружения - траншеи.

Снегосборная способность щитовых линии определяется по формуле:

Q=в (n-1) h_защ?l+8?h³_защ (2.4)

где, l=30*h_защ.

Снегосборная способность траншеи определяется по формуле:

Wтр=10*h³_{сн.покр}+К_зап*В*hтр; (2.5)

где, h_{сн.покр}=hтр

Схема траншеи:

Тип решетчатого снегозащитного щита:

Участок 1 (1-15 Км) Подберём необходимую защиту от снежных заносов и определим её снегосборную способность. На первом участке дорога требует защиту с 1 по 15 км до вершины угла, так как глубина выемки меньше высоты снегозаносимой насыпи.

Правая сторона: Q_прав= 28,55 м³/мп

Примем 1 ряд щитов h_защ= 1,5 м, тогда

Q_{защ.щит}=0,8? (1-1) ?1,5?30?1,5 + 8?1,5³ = 18 м³/мп;

Q_неуч= 28,55 - 18 = 10,55 м³/мп - не учтено

W_тр= 10?0,40² + 0,9?4,5?0,40 = 3,22 м³/мп

; Q_защ.тр= 4?3,22 = 12,88 м³/мп

Q_{общ.защ}= 12,88 + 18 = 30,88 м³/мп,

но при этом должно выполняться следующее условие:

Левая сторона: Q_лев= 55,85 м³/мп

Примем 1 ряд щитов h_защ= 1,5 м, тогда

Q_{защ.щит}=0,8? (1-1) ?1,5?30?1,5 + 8?1,5³ = 18 м³/мп;

Q_неуч= 55,85 - 18 = 37,85 м³/мп - не учтено

; Q_защ.тр= 12?3,22 = 38,64 м³/мп

Q_{общ.защ}= 18 + 38,64 = 56,64 м³/мп,

но при этом должно выполняться следующее условие:

На первом участке окончательно принимаем защиту:

- справа от дороги 1 ряд щитов h_защ=1,5 м и 4 траншеи;

- слева от дороги 1 ряд щитов h_защ=1,5 м и 12 траншей.

Участок 2 (15-19 Км) Подберём необходимую защиту от снежных заносов и определим её снегосборную способность. На втором участке дорога требует защиту с 15 по 19 км.

Правая сторона: Q_прав= 48,17 м³/мп

Примем 1 ряд щитов h_защ= 1,5 м, тогда

Q_{защ.щит}=0,8? (1-1) ?1,5?30?1,5 + 8?1,5³ = 18 м³/мп;

Q_неуч= 48,17 - 18 = 30,17 м³/мп - не учтено

; Q_защ.тр= 10?3,22 = 32,20 м³/мп

Q_{общ.защ}= 32,20 + 18 = 50,20 м³/мп,

но при этом должно выполняться следующее условие:

Левая сторона: Q_лев= 43,57 м³/мп

Примем 1 ряд щитов h_защ=1,5 м, тогда

Q_{защ.щит}= 0,8? (1-1) ?1,5?30?1,5 + 8?1,5³ = 18 м³/мп;

Q_неуч= 43,57 - 18 = 25,57 м³/мп - не учтено

; Q_защ.тр= 8?3,22 = 25,76 м³/мп

Q_{общ.защ}=25,76+18=43,76 м³/мп,

но при этом должно выполняться следующее условие:

На втором участке окончательно принимаем защиту:

- справа от дороги 1 ряд щитов h_защ=1,5 м и 10 траншей;

- слева от дороги 1 ряд щитов h_защ=1,5 м и 8 траншей.

Участок 3 (19-50 Км) Подберём необходимую защиту от снежных заносов и определим её снегосборную способность. На третьем участке дорога требует защиту с 19 по 34 км - левая сторона, а также с 19 по 22 км и с 22 по 34 км - правая сторона.

Правая сторона: Q_прав= 24,20 м³/мп

Примем 1 ряд щитов h_защ= 1,5 м, тогда

Q_{защ.щит}= 0,8? (1-1) ?1,5?30?1,5 + 8?1,5³ = 18 м³/мп;

Q_неуч= 24,20 - 18 = 6,20 м³/мп - не учтено

; Q_защ.тр=2?3,22= 6,44 м³/мп

Q_{общ.защ}= 6,44 + 18 = 24,44 м³/мп,

но при этом должно выполняться следующее условие:

Левая сторона: Q_лев= 58,64 м³/мп

Примем 1 ряд щитов h_защ= 1,5 м, тогда

Q_{защ.щит}=0,8? (1-1) ?1,5?30?1,5 + 8?1,5³ = 18 м³/мп;

Q_неуч= 58,64 - 18 = 40,64 м³/мп - не учтено

; Q_защ.тр= 13?3,22 = 41,86 м³/мп

Q_{общ.защ}= 41,86 + 18 = 59,86 м³/мп,

но при этом должно выполняться следующее условие: .

На третьем участке окончательно принимаем защиту:

- справа от дороги 1 ряд щитов h_защ=1,5 м и 2 траншеи;

- слева от дороги 1 ряд щитов h_защ=1,5 м и 13 траншей.

Схемы размещения назначенных снегозащитных сооружений на дороге для каждого участка дороги.



Существуют и другие виды защиты дороги от снежных заносов, такие как снегозадерживающие заборы. Высота снегозащитного забора определяется:

(2.6)

Снегозащитные заборы целесообразно применять, если преобладающее направление ветра в зимний период перпендикулярно участку дороги и если Q<100 м³/мп, но к нашей дороге это не относится, так как подобранная ранее защита нас устраивает.

3. Технология очистки дороги от снежных отложений и обработка противогололёдными реагентами при содержании дороги в зимний период

3.1 Подбор снегоочистительной техники

Для отчистки дороги примем плужно-щёточный очиститель КДМ-130б.

Подсчитаем количество плужно-щёточных очистителей требуемых для отчистки дороги:

Х_п=(С_п-В_зах)/2=(3,0-2,55)/2=0,45/2=0,23 м

Рассчитаем потребное количество комплектов машин для отчистки:

КДМ-; ? =1000?V_п?К_в?t_д.и; ;

;

;

?= 1000?40?0,8?1,68 = 53,85 км;

машин

Тогда требуемое количество КДМ = 2?2= 4 шт.

Схема отчистки дороги:

Рассчитаем потребное количество снегоочистителей шнекороторных:

Для отчистки обочин автомобильной дороги от снега принимаем Снегоочиститель шнекороторный КО-605

ХАРАКТЕРИСТИКИ	КО-605М	КО-605А	КО-605-1М	КО-605-1А
Базовое шасси	УРАЛ-43203-1211-10
Двигатель	ЯМЗ-238Б	ЯМЗ-238БЕ	ЯМЗ-238М2	ЯМЗ-236БЕ
Номинальная мощность, кВт (л.с.)	220 (300)	176 (240)	185 (250)
Производительность, т/ч
при высоте забоя 0,6-0,8 м и плотности снега 0,5 т/м3	1400	1200
при патрульной очистке при высоте снежного валка до 0,5 м, не менее	2000	1900
Дальность отброса снега плотностью 0,5 т/м3, м не менее	30
Максимальная ширина захвата, мм	2700	2560
Максимальная толщ. очищаемого слоя, мм	1300
Скорости, км/ч
рабочие	0,51-6,92
транспортная максимальная	45
Расход топлива
на 100 км транспортного пробега, л	51	48
средний рабочий, л/ч	48	43
Масса снегоочистителя (экспл.), кг	13800	13500
Габаритные размеры, мм
длина	9700
ширина	2780	2580
высота	3100

Снегоочиститель шнекороторный КО-605 имеет следующие технические характеристики:

; - время работы шнекороторного снегоочистителя

Q_об= 10^-6?L?B?i_сн?T_ср?с_сн = 10^-6?50000?15?14,86?230?10 = 25633,5 м³-объём снега собирающийся на обочине вовремя снегопада и очистки проезжей части от снега

-количество шнекороторных снегоочистителей.

3.2 Расчёт потребности противогололёдных реагентов для борьбы с зимней скользскостью

Таблица 3.1. Потребное количество соли по месяцам

Месяц	11	12	1	2	3
Температура, оС	-3,7	-10,00	-13	-12,4	-6,0
Вид зимней скользкости	Голый лед	Накат	Накат	Накат	Голый лед	?
Количество соли q, гр/м2	48,25	36,5	44	42,5	93,25	264,5

Подсчитаем расход сколько требуется нам песчано-соляной смеси на зимний период для борьбы с гололёдом на данной дороге.

- среднемесячная толщина наката (льда) который может образоваться в течении месяца в зимний период.

Р_с= ?q?h?L?B_а/б = 264,5?9,23?50000?9 = 1098600 кг = 1098,6 тон - количество соли в ПСС.

ПСС= 1098,6 ? 5= 5493 тон;

с_песка= 1,5 т/м³; V= 5,6 м³ - объём кузова КДМ-130б; 5,6?1,5 = 8,4 тн/ м³;

Расход ПСС 200 гр/ м²; 5600000/200=28000 м²/4,5 = 6222 м - длина на которую хватает одного кузова КДМ-130б ПСС.

4,5 м - половина ширины а/б покрытия на которую распределяю ПСС согласно категории дороги.

Заключение

В результате проведения расчетов были определены способы защиты участка автомобильной дороги от снежных заносов с помощью лесопосадок, снегозащитных щитов и снегозащитного забора. В качестве метода борьбы с зимней скользкостью принят фрикционный метод совместно с солью. В качестве противогололедного материала принята песчано-соленая смесь, а метода уборки снега с дорожного покрытия - метод патрульной очистки.

Расчет затрат, вызванных удорожанием перевозок из-за скользкости автомобильной дороги составляет 95,64 млн рублей.

В качестве метода организации работ по зимнему содержанию участка автомобильной дороги принят поточный метод.

Список литературы

техника автомобильный дорога зимний

1. Ремонт и содержание автомобильных дорог: Справочник инженера-дорожника/ А.П. Васильев, В.И. Баловнев и др. П/р А.П. Васильева. - М.: Транспорт, 1989. - 287 с.

2. СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги / Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. - 52 с.

3. Зимнее содержание автомобильных дорог / Г.В. Бялобжесский, А.К. Дюнин и др. П/р А.К. Дюнина. 2-Е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, - 1983. 197 с.

4. Эксплуатация автомобильных дорог. Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине» Эксплуатация автомобильных дорог» для студентов специальности 29.10 «Строительство автомобильных дорог и аэродромов». Могилев: ММИ, 1994. - 30 с.

5. Строительная климатология / НИИ СР. - М.: Стройиздат, 1990. - 86 с.

6. ВСН-24-88 (содержание автомобильных дорог)

7. Строительная климатология и геофизика СНиП 2.01.01-82.

Размещено на Allbest.ru