Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ современного состояния проблемы. цели и задачи исследования 9
1.1. Характеристика дорожной сети Российской Федерации 9
1.2. Анализ влияния дорожных условий на безопасность движения 10
1.3. Характеристика основных нормативных документов, регламентирующих вопросы зимнего содержания автомобильных дорог 14
1.4. Характеристика основных методов борьбы с зимней скользкостью на автомобильных дорогах 18
1.5. Цели и задачи работы 26
Выводы по главе 1 27
ГЛАВА 2. Теоретические исследования механизма и характеристик противогололедной обработки с использованием нагретых материалов 28
2.1. Общетеоретические положения исследования 28
2.2. Теоретические исследования характеристик противогололедной обработки 33
2.3. Методика определения температуры нагрева противогололедных материалов 43
Выводы по главе 2 54
ГЛАВА 3. Экспериментальное определение характеристик и условий применения нагретых противогололедных материалов 56
3.1. Задачи экспериментальных исследований и условия их проведения 56
3.2. Определение характеристик противогололедных материалов 58
3.3. Определение температуры нагрева противогололедных материалов 59
3.4. Определение сцепных свойств покрытий, обработанных нагретыми противогололедными материалами 66
3.4.1. Влияние вида нагретых противогололедных материалов и их расхода на коэффициент сцепления 66
3.4.2. Оценка воздействия природных факторов на стабильность сцепных свойств покрытий, обработанных противогололедными материалами 75
3.4.3. Оценка устойчивости противогололедных
материалов к воздействию внешних сил 79
3.4.4 Определение срока службы противогололедной обработки 81
3.5. Сравнительная характеристика противогололедных материалов 83
Выводы по главе 3 85
ГЛАВА 4. Организационно-технологические решения по производству работ с использованием нагретых противогололедных материалов 87
4.1. Определение требований к состоянию проезжей части автомобильных дорог в зимний период 87
4.2. Технология производства работ с использованием нагретых противогололедных материалов 99
4.2.1. Назначение технологии 99
4.2.2. Требования к качеству противогололедных материалов 99
4.2.3. Заготовка и хранение противогололедных материалов 100
4.2.4. Нагрев противогололедных материалов 101
4.2.5. Требования к распределителям нагретых противогололедных материалов 102
4.2.6. Использование нагретых противогололедных материалов 106
4.2.7. Уборка противогололедных материалов в весенний период, их дальнейшее использование 103
4.3. Предложения по внесению изменений в нормативы по зимнему
содержанию автомобильных дорог 108
4
Выводы по главе 4 111
ГЛАВА 5. Оценка экономической эффективности и экологической безопасности при использовании нагретых противогололедных материалов 113
5.1. Оценка экономической эффективности... 113
5.1.1. Методика оценки 113
5.1.2. Определение капитальных затрат 114
5.1.3. Определение ежегодных издержек 117
5.1.4. Определение экономической эффективности при переходе к использованию нагретых противогололедных материалов 119
5.2. Оценка влияния нагретых противогололедных материалов на окружающую среду 123
Выводы по главе 5 127
Основные выводы 128
Список использованной литературы
- Характеристика основных нормативных документов, регламентирующих вопросы зимнего содержания автомобильных дорог
- Теоретические исследования характеристик противогололедной обработки
- Определение температуры нагрева противогололедных материалов
- Технология производства работ с использованием нагретых противогололедных материалов
Введение к работе
Актуальность работы. Автомобильные дороги - важнейшее звено транспортной системы России, по ним осуществляется более половины пассажирских и три четверти грузовых перевозок, а их техническое состояние влияет на социально-экономическое развитие как страны в целом, так и ее отдельных регионов. В настоящее время транспортно-эксплуатационные качества большинства трасс, а также уровень их содержания зачастую не отвечают существующим интенсивностям и составу движения. Как следствие, на дорогах наблюдается рост числа дорожно-транспортных происшествий (ДТП), снижение скоростей движения, что наносит значительный ущерб экономике страны. При этом удельный вес ДТП, при совершении которых сопутствующими факторами являются неудовлетворительные дорожные условия, неуклонно растет (с 1996 по 2000 г. — в 2 раза) и на многих автомобильных дорогах достигает 40 % от общего количества ДТП, по их причине ежегодно погибает более 7 тыс. человек и около 40 тыс. получают ранения.
Как показывает практика, зимний период является наиболее неблагоприятным с точки зрения обеспечения надлежащего качества содержания автомобильных дорог, а применяемые в процессе производства работ методы, в частности, для борьбы со скользкостью, не всегда позволяют добиться желаемых результатов. Учитывая, что на территории России осенне-зимне-весенний период составляет большую часть года, обеспечение бесперебойного и безопасного функционирования автомобильных дорог и транспорта в это время представляется одной из приоритетных задач, решение которой возможно, в том числе, за счет развития и совершенствования методов содержания дорог в этот период.
Это будет способствовать повышению скорости, удобства и безопасности движения, улучшению транспортно-эксплуатационных качеств автомобильных
дорог, а также снижению числа ДТП по причине неудовлетворительных дорожных условий.
Целью работы является повышение безопасности дорожного движения в зимних условиях за счет развития и совершенствования метода борьбы с зимней скользкостью, основанного на использовании нагретых фрикционных материалов.
В соответствии с поставленной целью определены основные задачи исследования:
экспериментально-теоретическое исследование механизма взаимодействия нагретых фрикционных материалов со снежно-ледяными отложениями, определение его характеристик, влияющих на безопасность движения транспортных средств;
обоснование основных требований к противогололедной обработке с применением нагретых фрикционных материалов, определение эффективности их использования в нагретом виде;
определение условий и порядка применения нагретых противогололедных материалов (ПГМ): определение температур нагрева ПГМ, их расхода для достижения установленного нормативными документами коэффициента сцепления, изучение воздействия природных факторов на эксплуатационные свойства обработанного покрытия;
разработка технологии производства работ с использованием нагретых ПГМ, оценка экономической эффективности их применения.
Научная новизна работы заключается в следующем;
теоретически и экспериментально доказана целесообразность применения нагретых ПГМ при зимнем содержании автомобильных дорог;
выполнено моделирование процесса взаимодействия колес автомобиля с обработанной нагретыми ПГМ поверхностью покрытия;
установлены основные требования к противогололедной обработке с использованием нагретых ПГМ, направленные на обеспечение ее высоких эксплуатационных показателей;
определен порядок применения нагретых ПГМ в различных условиях.
Практическая ценность работы состоит в следующем:
рекомендован усовершенствованный метод обработки поверхности покрытия нагретыми ПГМ в зимних условиях;
определены требования к ПГМ и условиям их применения, позволяющие наиболее эффективно использовать их в нагретом виде при зимнем содержании автомобильных дорог;
разработаны предложения по снижению теплопотерь при транспортировке и распределении нагретых ПГМ;
разработана технология производства работ с использованием нагретых ПГМ;
предложены изменения в нормативные документы, регламентирующие вопросы зимнего содержания автомобильных дорог.
Реализация результатов работы. Результаты работы использованы при зимнем содержании автомобильных дорог в Ленинградской области.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на 60-й, 61-й Научных конференциях профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов СПб ГАСУ, на 56-й, 57-й Международных научно-технических конференциях молодых ученых (г. Санкт-Петербург).
Публикации. Основные положения диссертации отражены в четырех печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы и приложений.
В первой главе дана характеристика дорожной сети Российской Федерации. Отмечено влияние качества содержания автомобильных дорог на
безопасность дорожного движения. Рассмотрены методы борьбы с зимней скользкостью, их достоинства и недостатки. Показана необходимость дальнейшего совершенствования фрикционного метода, в том числе, за счет использования нагретых ПГМ. На основании вышеизложенного сформулированы цели и задачи исследования.
Вторая глава посвящена теоретическому исследованию механизма взаимодействия нагретых фрикционных материалов со снежно-ледяными отложениями, определению показателей противогололедной обработки, обеспечивающих ее высокие эксплуатационные показатели и влияющих на безопасность движения транспортных средств. Предложены требования к ПГМ и методика определения температуры их нагрева.
Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям: определению необходимых температур нагрева ПГМ, установлению влияния расхода ПГМ на коэффициент сцепления и воздействия природных факторов на эффективность их использования. По результатам экспериментов дана сравнительная характеристика ПГМ.
В четвертой главе определены условия, при которых целесообразно применение различных технологий зимнего содержания автомобильных дорог. Изложена технология производства работ с использованием нагретых ПГМ. Предложены изменения в нормативные документы, регламентирующие вопросы зимнего содержания автомобильных дорог.
В пятой главе определена экономическая эффективность использования нагретых ПГМ. Выполнена оценка их влияния на природную среду.
Работа изложена на 161 странице, содержит 18 таблиц, 40 рисунков, список литературы из 105 наименований и 4 приложения объемом 21 страница.
Характеристика основных нормативных документов, регламентирующих вопросы зимнего содержания автомобильных дорог
В ГОСТ Р 50597-93 "Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения" [76], действие которого распространяется "...на все эксплуатируемые автомобильные дороги общего пользования с цементобетонным покрытием и любым покрытием из битумом и неральных смесей...", в разделе 3 приведено требование, что "...проезжая часть всех дорог и улиц, покрытия тротуаров, пешеходных и велосипедных дорожек ... должны быть чистыми...". Фактически, оно относится ко всем дорогам с асфальтобетонным покрытием независимо от интенсивности движения, а также к дорогам со щебеночными или гравийными покрытиями, обработанными вяжущим, то есть, по СНиП 2.05.02-85 [79, таблица 27], и к дорогам с переходным типом покрытия. Однако установлено [26, 65], что дороги с покрытиями переходного типа нецелесообразно содержать в чистом виде, так как это может привести к повреждению поверхности покрытия при его очистке от снега.
В "Руководстве по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах" (в дальнейшем "Руководство...") [88] в п. 1.2 приводится требование, что "работы по борьбе с зимней скользкостью должны обеспечивать транспортно-эксплуатационное состояние дорог, удовлетворяющее требованиям ГОСТ Р 50597-93", а в п. 1.4 указано, что "на дорогах с переходными и низшими типами дорожных покрытий и на грунтовых дорогах допускается снежный накат", то есть наблюдается противоречие с ГОСТ Р 50597-93. Далее в том же документе в п. 4.2 указано, что "применяют химический способ ... на дорогах I — II категорий...", а "фрикционный способ применяют на дорогах (участках) III - IV - V категорий...". Но, учитывая, что фрикционный способ в основном предназначен для повышения шероховатости снежно-ледяных отложений, можно предположить, что на дорогах III - V категорий допускается наличие снежного наката. Но здесь опять возникает противоречие с ГОСТ Р 50597-93, так как многие автодороги III, IV, а иногда и V категории имеют асфальтобетонное покрытие, а следовательно, должны содержаться в чистом виде, для чего необходимо использование химического или комбинированного, а не только фрикционного метода, что указано в пп. 4.4.3 -4.4.6 "Руководства...".
В ВСН 24-88 "Технические правила ремонта и содержания автомобильных дорог" [91], на которые ссылается "Руководство...", в разделе 6 [91, таблица 6.1] указано, что на отдельных дорогах допускается наличие снежного наката при интенсивности движения автомобилей менее 500 автУсут., при этом вид покрытия не уточняется. Таким образом, при интенсивности движения до 500 авт./сут. разрешается содержание дорог с асфальтобетонным покрытием в снежном накате, что противоречит требованиям ГОСТ Р 50597-93.
Согласно "Временного руководства по оценке уровня содержания автомобильных дорог" [81], на которое также ссылается "Руководство...", все дороги с асфальтобетонным покрытием должны содержаться в чистом виде, а наличие уплотненного снежного покрова возможно только на переходном покрытии на дорогах Ш-э - V-э категорий (с интенсивностью движения ниже 2000 приведенных к легковому автУсут.). Таким образом, в данном документе также имеется противоречие с требованиями ГОСТ Р 50597-93 и ВСН 24-88.
Из анализа нормативных документов видно, что в них имеется ряд несоответствий в части требований к состоянию проезжей части в зимний период. В итоге, автодорога с асфальтобетонным покрытием с интенсивностью движения, например, 400 автУсут., должна содержаться по одним документам (ГОСТ Р 50597-93, "Руководство...", "Временное руководство по оценке уровня содержания автомобильных дорог") - в чистом виде, по другим (ВСН 24-88) -возможен снежный накат. Так, например, в Ленинградской области ежегодно издается постановление Правительства Ленинградской области "О содержании автомобильных дорог общего пользования, улиц в населенных пунктах Ленинградской области и ликвидации заносов на железной дороге в зимний период", в соответствии с которым "...на автомобильных дорогах с интенсивностью движения менее 500 автУсут. допускается наличие уплотненного слоя снега на покрытии в соответствии с требованиями Технических правил ремонта и содержания автодорог (ВСН 24-88)... Такие дороги должны содержаться с применением грейдерных и плужных ножей ... с последующей обработкой сухими фрикционными материалами". А на основании этого документа определяется финансирование дорожных организаций из бюджета области. В тоже время органы ГИБДД, ссылаясь на ГОСТ Р 50597-93, требуют, чтобы все дороги с асфальтобетонным покрытием содержались в чистом виде. В результате, отсутствие единства в нормативных документах позволяет предъявлять различные требования к качеству зимнего содержания дорог, что отрицательно сказывается как на выполнении работ, так и на расходах дорожных организаций. Выработка единых норм становится актуальной и в связи с вступлением в силу закона "Об обязательном страховании автогражданской ответственности", так как в случае ДТП "по вине дороги" стороны могут обращаться к различным нормативным документам, противоречащим друг другу, что вызовет спорные вопросы при установлении виновных.
Теоретические исследования характеристик противогололедной обработки
Одним из возможных путей совершенствования фрикционного метода является использование подогретых фрикционных материалов. Принцип действия такой противогололедной обработки заключается в нагреве фрикционного материала с его последующим рациональным распределением по поверхности дороги. Горячий материал, попадая на поверхность покрытия, плавит вокруг себя снежно-ледяные отложения, постепенно погружаясь в них и остывая. Образовавшаяся при этом вода будет заполнять пустоты между частицей и покрытием, а затем, замерзая, способствовать смерзанию частицы ПГМ с поверхностью покрытия (рис. 2.1). частина ПГМ поверхность "777 -Ж Тії покрытия Распределение нагретого ПГМ Падение материала на поверхность покрытия Плавление снежно педяных отложений и погружение ПГМ в них Замерзание образовавшейся воды и закрепление ПГМ в покрытии t\ - температура ПГМ на выходе из распределителя 12 - температура ПГМ в момент падения на поверхность покрытия 13 - температура ПГМ при его остывании на поверхности покрытия 14 - температура ПГМ к концу остывания, равна температуре покрытия t„ f, W2 W, W4=f„ Рис. 2.1. Процесс закрепления ПГМ в покрытии
Одним из основных факторов, определяющих эффективность противогололедной обработки, будет являться текстура поверхности покрытия после распределения ПГМ. Она будет зависеть как от характеристик самих ПГМ (микротекстура), так и от характера их распределения по поверхности покрытия (макротекстура). Количество материала, необходимое для противогололедной обработки, должно быть подобрано таким образом, чтобы обеспечивался требуемый коэффициент сцепления. При использовании нагретых фрикционных материалов образуется механизм "колесо - ПГМ+покрытие", который в некотором роде аналогичен механизму "колесо+шип - покрытие". При этом ПГМ играет роль своеобразных "шипов", усиливающих взаимодействие между колесом и покрытием, что позволяет с некоторой долей вероятности использовать результаты исследований, полученные для шипованных шин, к предлагаемой противогололедной обработке. Исследованиями установлено, что оптимальное количество шипов для колеса размером R13 - 90 штук [34], что позволяет увеличить коэффициент сцепления на обледенелых покрытиях более чем в 1,5 раза и обеспечить достаточно хорошую адгезию к снегу и льду. Таким образом, учитывая размеры колеса, а также площадь пятна контакта шины с покрытием, в зоне контакта находится 4-8 шипов. Следовательно, если рассматривать противогололедную обработку по аналогии с использованием шипов, можно предположить, что для обеспечения приемлемых результатов по коэффициенту сцепления на пятне контакта, в первом приближении, должно быть не менее 4-8 частиц ПГМ. А значит, норма обработки должна выбираться такой, чтобы на пятне контакта обеспечивалось требуемое число частиц.
Зная размеры используемого ПГМ, его плотность, а также количество частиц на единицу поверхности, можно определить минимальный расход ПГМ (теоретический). Ввиду многообразия его форм, примем, что материал имеет форму правильной треугольной призмы с высотой, равной стороне основания (рис. 2.2), так как при этом условии обеспечивается более низкий расход материала (например, по сравнению с кубовидной формой материала).
В этом случае объем частицы определится по формуле (2.2): где с -размер ребра призмы, м. Рис. 2.2. Принятая "расчетная" частица противогололедного материала Масса рассматриваемой частицы составит: тч=рч-Уч , (2.3) где рч - плотность ПГМ, кг/м .
Учитывая требуемое число частиц на пятне контакта, расход материала данного размера должен составлять: D = m-N (2.4) где TV - число частиц на пятне контакта, шт.; S - площадь пятна контакта колеса с покрытием, м2.
Таким образом, минимальный расход материала (теоретический), обеспечивающий повышение коэффициента сцепления (в 1,2 - 1,5 раза), должен составлять (рис. 2.3): 30 — 40 г/м — для материала фракции 3 — 5 мм; $ 70-80 г/м" - для материала фракции 5-10 мм;= 220 - 230 г/м2 - для материала фракции 10-15 мм; = 360 - 370 г/м2 - для материала фракции 15 - 20 мм. Q5 1 1,5 2 25 3 35 4 4,5 5 5,5 6 65 7 7,5 8 85 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12 размгр частії, ми Число частщ на пятне контакта колеса с покрытием, шт. --5 - Ю -2D X - -4D - -5Э
Влияние размера частиц и их количества под колесом автомобиля на расход ПГМ
Но так как данный расчет не учитывает показателей противогололедной обработки (обеспечиваемой высоты шероховатости, равномерности распределения ПГМ) и характеристик самого материала (остроты частиц, их микрошероховатости), влияющих на условия взаимодействия резины колеса с ПГМ, то реальные нормы расхода могут несколько отличаться от расчетных.
Помимо расхода ПГМ, на величину коэффициента сцепления будет оказывать влияние высота макрошероховатости, образуемая после обработки покрытия. Как показывают исследования, ее величина должна составлять не менее 0,3 мм - по условиям обеспечения безопасности движения [63], и не более 5 - 7 мм - по условиям вибрации автомобиля [49, 61].
При этом установлено [49], что по мере роста величины макрошероховатости адгезионная составляющая силы трения уменьшается, при этом растет механическая. Но так как уменьшение адгезионной составляющей превышает рост деформационной, то наилучшие условия для движения будут проявляться при такой высоте макрошероховатости, когда внедрение неровностей в шину не оказывает значительного влияния на уменьшение фактической площади контакта.
Определение температуры нагрева противогололедных материалов
Экспериментальные исследования включали следующие этапы; нагрев частиц каменного материала. Температура нагрева изменялась от 80 С до 200 С с шагом Д=10 С. Нижний предел выбран с учетом рекомендаций, изложенных в "Руководстве...", а верхний - исходя из технических возможностей оборудования для нагрева, которым могут располагать дорожные организации [6, 53,70]; моделирование возможных состояний покрытия с последующим охлаждением образцов до требуемой температуры, которая в экспериментах изменялась в пределах 0.. .-25 С с шагом Д= -5 С; распределение нагретых частиц по поверхности моделируемого покрытия; измерение высоты выступов частиц (Д,) над поверхностью покрытия, глубины закрепления частиц (Л3) в покрытии; наблюдение за процессом закрепления частиц на поверхности моделируемых покрытий; математическая обработка полученных результатов. Температура и состояние покрытия, температура нагрева ПГМ, их вид и размер являлись переменными параметрами. При этом считалось, что плотность снежно-ледяных отложений (при определенном состоянии покрытия) постоянна, ветер отсутствует.
Для проведения экспериментов использовалось следующее оборудование и инструменты: лабораторная электропечь с функцией автоматического поддержания заданной температуры (20.. .300 С) - для нагрева ПГМ; холодильная камера с функцией автоматического поддержания заданной температуры (+5...-28 С) - для охлаждения форм с моделируемыми образцами покрытий; профилограф (общий вид и принцип работы представлены на рис. 3.1), штангенциркуль, термометр электронный.
После математической обработки экспериментальных данных (с помощью программы "TableCurve 3D") были получены корреляционные зависимости (табл. 1 - 3 Приложения 1), характеризующие глубину закрепления частиц различного размера на исследуемых поверхностях в зависимости от температуры их нагрева и температуры покрытия: h -Л? ,t ) (3.1) з J w н где tn - температура поверхности покрытия, С; t„ - температура нагрева частиц каменного материала, С.
Наличие зависимости между рассматриваемыми параметрами (независимыми переменными и их функцией) оценивалось с помощью коэффициента детерминированности {г ), а также с использованием критерия Фишера-Снедекора (F-statistic), показывающего, является ли полученный результат (с высоким значением г ) случайным или нет [63]. Если F-statistic FKp, то между рассматриваемыми переменными существует взаимосвязь.
Обработка экспериментальных данных (Приложение 1) показала, что в зависимости от состояния покрытия применение нагретых ПГМ имеет свои особенности: Л Уплотненный снежный накат: при распределении нагретых каменных материалов по поверхности покрытия происходит их погружение в снежный накат. Вода, образующаяся при его таянии, уходит в поры между частицами снега, не оказывая значительного влияния на процесс закрепления ПГМ. В результате, независимо от температуры нагрева ПГМ, отсутствует их прочное закрепление на поверхности покрытия, они легко сдвигаются под воздействием внешних сил. При низких температурах покрытия процесс замерзания образовавшейся воды происходит интенсивнее, что незначительно увеличивает степень закрепления ПГМ; глубина закрепления частиц в зависимости от их размеров, температуры нагрева, состояния и температуры покрытия колеблется в пределах 0 ... 12 мм. При нагреве ПГМ до температур менее 90 С она незначительна, частицы практически не погружаются в снежные отложения, что вызывает их недостаточное закрепление. Нагрев материалов свыше 180 С приводит к тому, что частицы полностью погружаются в снег, сводя, таким образом, к минимуму эффект от противогололедной обработки. Оптимальный диапазон нагрева при рассматриваемых условиях - 120...180 С, что обеспечивает достаточную глубину закрепления ПГМ; на уплотненном снежном накате для зависимостей вида (3.1) коэффициент детерминированности (г2) находится в пределах 0,5 — 0,7, что свидетельствует о наличии сильной взаимосвязи между рассматриваемыми параметрами.
Таким образом, проведенные эксперименты показывают, что оптимальная температура нагрева ПГМ для обработки уплотненного снежного наката (из расчета глубины закрепления материала на 0,5 - 0,6 от его высоты) 120-180 С. В общем случае она зависит от размера частиц, температуры покрытия, а также от требуемой глубины закрепления ПГМ. Сопоставляя полученные результаты с данными теоретических расчетов, можно отметить, что относительная погрешность в большинстве случаев не превышает 15 % и вызвана колебанием плотности снежно-ледяных отложений. Необходимо также отметить, что полученные температуры превышают рекомендуемые в "Руководстве..." (80...100 С), а значит, последние могут быть недостаточны для качественной обработки уплотненного снежного наката нагретыми ПГМ. Вместе с тем анализ характера закрепления частиц на уплотненном снежном накате показывает, что, независимо от температуры их нагрева, не наблюдается их прочного закрепления на покрытии, что не позволяет в полной мере реализовать преимущества использования нагретых ПГМ (высокий коэффициент сцепления в сочетании с длительным сроком службы обработки). Как следствие, применение нагретых ПГМ на уплотненном снежном накате не дает значительных преимуществ перед применением "холодных" ПГМ. 2. Обледенелый снежный накат: процесс погружения частицы в обледенелый снежный накат сопровождается образованием воды, которая заполняет пустоты, образующиеся при погружении частицы в покрытие. Вода способствует смерзанию частицы с обледенелой коркой, вызывая прочное закрепление ПГМ на поверхности покрытия; нагрев ПГМ до температуры, не превышающей 100...120 С, приводит к их поверхностному закреплению на покрытии ("приклеиванию"). При незначительном внешнем воздействии, например, колеса автомобиля, будет происходить отрыв частиц ПГМ, следствием чего станет их выброс с поверхности дороги;
Технология производства работ с использованием нагретых противогололедных материалов
Предлагаемая технология зимнего содержания автомобильных дорог с использованием нагретых фрикционных материалов обеспечивает повышение шероховатости обледенелых дорожных покрытий и, как следствие, увеличение на них коэффициента сцепления. Она может применяться на дорогах, содержащихся в снежном накате, а также использоваться и на дорогах, содержащихся в чистом виде, если имеющиеся ПГМ или погодные условия не позволяют ликвидировать снежно-ледяные отложения на поверхности покрытия.
Используемые фрикционные материалы должны обладать высокими физико-механическими свойствами, препятствующими их разрушению, дроблению или износу. Они не должны способствовать увеличению запыленности воздуха, а также загрязнению придорожной полосы. ПГМ должны удовлетворять требованиям ОДН 218.2.027-2003 [92, таблица 2], за исключением требования к зерновому составу.
Наилучшие результаты достигаются при использовании для противогололедной обработки материалов размером 3 - 5 мм или 5 - 10 мм. Содержание в ПГМ частиц размером более 10 мм, а также глинистых и пылевидных, не допускается. В качестве фрикционных ПГМ возможно использование мелкого щебня, а также других материалов естественного или искусственного происхождения, имеющихся в регионе в достаточном количестве и отвечающих всем предъявляемым требованиям. Все применяемые материалы должны обладать высокой одномерностью, а также иметь четко выраженную шероховатость поверхности скола.
ПГМ должны (по возможности) заготавливаться в летний период. В случае невозможности единовременной заготовки требуемого объема ПГМ допускается их постепенное приобретение, при этом на базе должен иметься запас, достаточный для производства работ в течение, как минимум, 1 месяца.
При содержании в ПГМ пылевидных и глинистых частиц он должен быть промыт (для уменьшения пылеобразования при его нагреве, распределении и уборке), после чего просушен (это будет препятствовать его смерзанию при хранении в зимний период, а также способствовать снижению энергозатрат при нагреве).
Хранение ПГМ должно осуществляться на механизированных складах. Их вместимость и расположение определяют в зависимости от размещения производственных баз, площади обрабатываемых дорог и других факторов, например, обеспеченности дорожной организации техникой. Для предупреждения попадания осадков на 111 М их рекомендуется хранить в крытых хранилищах, к которым предъявляются следующие требования:
по объему - должны вмещать не менее 80 % от общего объема ПГМ, предназначенных для использования в зимний период;
по габаритным размерам — должны позволять свободную работу дорожной техники, а также обеспечивать размещение необходимого технологического оборудования (бункеров, транспортеров и т.п.);
по конструктивным особенностям - хранилища, в зависимости от условий, могут быть холодными или теплыми. В последнем случае представляется целесообразным их возведение с использованием строительных панелей типа "сэндвич", которые могут крепиться на деревянный, металлический или железобетонный каркас, при этом должна быть предусмотрена его защита от коррозии.
Для защиты от атмосферных осадков (при хранении на открытых площадках) ПГМ должны быть укрыты водонепроницаемыми материалами (брезентом, полиэтиленовой пленкой и т.п.).
На базах хранения ПГМ должен быть обеспечен водоотвод, а также предусмотрены отстойники для очистки сточных вод.
Нагрев противогололедных материалов Для нагрева ПГМ целесообразно, при наличии технической возможности, использовать сушильную установку АБЗ.
Возможна также разработка собственных установок, обеспечивающих единовременный нагрев ПГМ, достаточного для полной загрузки не менее одного автомобиля (3-6 м3). Они могут работать на различных видах топлива (газ, дизельное топливо и др.). Погрузка материалов в такие установки может осуществляться с помощью погрузчиков, транспортеров и т.п. В перспективе, учитывая необходимость наращивания темпов по ремонту автомобильных дорог, возможна покупка дорожными организациями передвижных асфальтобетонных заводов, которые в зимний период могут использоваться для нагрева ПГМ, располагаясь на базах их хранения.
