Зимняя скользкость. Методы борьбы с зимней скользкостью

Министерство образования и науки

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Кафедра «Автомобильные дороги и мосты»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему: «Зимняя скользкость.

 Методы борьбы с  зимней скользкостью.»

 

 

 

 

 

Выполнил: студент гр.САДу-10

Механошина Н.С.

Проверил: Агапитов Д.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пермь 2014

Содержание.

1. Виды зимней скользкости ………………………………………………3
2. Противогололедные материалы……………..………………………….5
3. Способы борьбы с зимней скользкостью……..…………………….….8
4. Содержание искусственных сооружений в зимний период ………….9
5. Средства механизации для распределения противогололедных материалов …………….………………………..……………………………………..10
6. Технические характеристики распределителей твердых и жидких противогололедных материалов…..…………………………………….11

Список литературы…………………………………………………………...15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Виды зимней скользкости

Все виды снежно-ледяных отложений, образующихся на дорожном покрытии, по внешним признакам подразделяют на рыхлый снег, снежный накат, стекловидный лед. Определяют каждый вид скользкости по следующим признакам:

Рыхлый снег откладывается на дорожном покрытии в виде ровного по толщине слоя. Плотность свежевыпавшего снега может изменяться от 0,06 до 0,20 г/см3. В зависимости от содержания влаги снег может быть сухим, влажным и мокрым. При наличии слоя рыхлого снега на дорожном покрытии коэффициент сцепления шин с покрытием снижается до 0,2.

Снежный накат представляет собой слой снега, уплотненного колесами проходящего автотранспорта. Он может иметь различную толщину - от нескольких миллиметров до нескольких десятков миллиметров - и плотность от 0,3 до 0,6 г/см3. Коэффициент сцепления шин с поверхностью снежного наката составляет от 0,1 до 0,25.

Стекловидный лед появляется на покрытии в виде гладкой стекловидной пленки толщиной от 1 до 3 мм и изредка в виде матовой белой шероховатой корки толщиной до 10 мм и более. Отложения стекловидного льда имеют плотность от 0,7 до 0,9 г/см3, а коэффициент сцепления составляет от 0,08 до 0,15. Этот вид зимней скользкости является наиболее опасным. Отложения льда в виде матово-белой корки имеют плотность от 0,5 до 0,7 г/см3.

Для организации работ по борьбе и предотвращению образования зимней скользкости необходимо учитывать ее вид, погодные условия, предшествующие и сопутствующие образованию скользкости, и тенденцию их изменения.

Отложения рыхлого снега на дорожном покрытии образуются при выпадении твердых осадков в безветренную погоду. Сохранение снега в рыхлом состоянии наиболее вероятно при температуре воздуха ниже -10 °С, так как при низких температурах воздуха процесс уплотнения снега автотранспортом замедляется, а при температуре воздуха от -6 ° до -10 °С снег не будет уплотняться при относительной влажности воздуха менее 90 %.

Образование снежного наката происходит при наличии влажного снега на дорожном покрытии под действием автомобильного транспорта и определенных метеорологических условиях. Наибольшая вероятность образования снежного наката происходит при следующих погодных условиях:

- выпадение снега при  температуре воздуха от -0 ° до - 6 °С;

- при температуре воздуха от -6 ° до - 10 °С образование снежного наката происходит при влажности воздуха выше 90 %;

- при положительных температурах  снежный накат образуется при  высокой интенсивности снегопада (более 0,6 мм/ч), при которых снег  не успевает растаять на покрытии и легко уплотняется транспортными средствами.

Образование стекловидного льда может иметь различные причины и возможно при различных погодных условиях.

Замерзание влаги, имеющейся на дорожном покрытии, при резком понижении температуры воздуха. Такой вид обледенения называют гололедицей. Источниками увлажнения покрытия могут быть дождь, тающий снег, снег с дождем, выпадающие при положительных, но близких к нулю температурах воздуха, а также влага, оставшаяся после обработки дорожного покрытия противогололедными материалами. Процессу образования скользкости в этом случае предшествуют следующие погодные условия:

- устойчивое повышение  атмосферного давления на фоне  выпадающих осадков;

- установление ясной, безоблачной  погоды после прекращения выпадения осадков;

- пониженная относительная  влажность воздуха;

- понижение температуры  воздуха от положительных значений  до отрицательных.

Образование скользкости наиболее вероятно при температуре воздуха от -2 ° до - 6 °С, относительной влажности воздуха от 65 до 85 %. Так как процесс образования скользкости идет на фоне устойчивого понижения температуры воздуха, для организации работ по ликвидации скользкости необходимо иметь прогноз отрицательной температуры на ближайшее время. Для этих случаев образования стекловидного льда температура дорожного покрытия всегда выше температуры воздуха в силу тепловой инерции дорожной конструкции.

Конденсация и замерзание влаги из воздуха на сухой поверхности дорожного покрытия при его температуре ниже точки росы*) и, одновременно, ниже точки замерзания влаги. Такой вид обледенения называют и «черный лед», изморозь или иней. Процессу образования скользкости в этих случаях сопутствуют и предшествуют следующие погодные условия:

- ясная морозная погода (полное отсутствие облачности);

- отсутствие ветра;

- высокая относительная  влажность воздуха, близкая к 100 %.

*) Точка росы - температура, при которой содержащийся в воздухе водяной пар достигает насыщения и конденсируется на предметах.

В результате радиационного охлаждения дорожного покрытия ниже точки росы влага из воздуха конденсируется на нем и превращается в очень тонкий и прозрачный слой льда, который трудно обнаружить визуально («черный лед»).

Образование этого вида скользкости возможно также при перемещении в утренние часы более теплой и влажной воздушной массы с моря на сушу, имеющую более низкую температуру воздуха и отрицательную температуру дорожного покрытия.

В зимний и переходный периоды такое сочетание погодных условий наиболее вероятно в прибрежных морских районах и в горной местности, где из-за высокой прозрачности воздуха температура покрытия сильно понижается в ночные часы при радиационном охлаждении. Такой вид скользкости может более часто возникать на автодорожных мостах, которые обладают меньшей теплоинерционностью, чем дорожная одежда, и имеют более низкую температуру покрытия в ночное время. Образованию скользкости способствует и более высокая относительная влажность воздуха в поймах рек, около озер и других водоемов, особенно в переходный период до установления ледового покрова, а также около крупных ТЭЦ и других предприятий.

Выпадение переохлажденных осадков в виде дождя, мороси, тающего снега на дорожное покрытие, имеющее отрицательную температуру. Такой вид скользкости называется гололед. К этой же группе относят и непереохлажденные осадки.

Основной причиной образования скользкости в этом случае является потепление после длительных морозов и перемещение теплой воздушной массы, которая приносит с собой осадки (переохлажденные, непереохлажденные). Процессу образования скользкости предшествуют:

- устойчивое падение  атмосферного давления в течение  суток;

- устойчивый рост относительной  влажности и температуры воздуха;

- возможность выпадения  жидких осадков - по данным прогноза.

Образование скользкости в этом случае наиболее вероятно при температуре воздуха от +2 °С до -5 °С, относительной влажности воздуха выше 90 %.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Противогололедные материалы

К противогололедным материалам (ПГМ) относятся (Рис.1):

*ППС - пескосоляная смесь.

**ПГС - песчано-гравийная смесь.

Рис.1. Классификация противогололедных материалов

Фрикционные ПГМ должны повышать коэффициент сцепления со снежно-ледяными отложениями на покрытии для обеспечения безопасных условий движения; иметь высокие физико-механические свойства, препятствующие разрушению, износу, дроблению и шлифованию ПГМ, и обладать свойствами, препятствующими увеличению запыленности воздуха и загрязнения придорожной полосы.

Фрикционные материалы должны применяться в сухом, рассыпчатом состоянии с влажностью, не превышающей безопасную, в отношении смерзания. Безопасная влажность для некоторых фрикционных ПГМ приведена в приложении З.

Наиболее распространенным фрикционным материалом является природный песок, наибольшая величина частиц которого не должна превышать 5,0 мм. Оптимальным является песок с модулем крупности от 2 до 3,5. В нем не допускается содержание пылеватых глинистых и других загрязняющих примесей более 3 %, а также отдельных крупных камней или щебня.

В качестве фрикционного материала может быть использован отсев от дробления щебня (дробленый песок). Размер фракций до 5,0 мм.

Для предотвращения смерзания и придания сыпучести в мелкий щебень добавляют сухой песок 20 % по объему или 5 % - 10 % - по массе (технический хлористый натрий).

Шлаки не должны содержать обломков металла и агрессивных химических веществ. В связи с тем, что топочный шлак легко крошится, применять его в населенных пунктах не рекомендуется.

Комбинированные ПГМ обладают одновременно функциями фрикционных и химических материалов и состоят, как правило, из смеси песка и химических ПГМ.

В качестве химических добавок используют твердые соли: технический хлористый натрий, соль сильвинитовых отвалов и хлористый кальций.

Из жидких хлоридов пригодны для этих целей высококонцентрированные растворы хлоридов натрия, кальция и магния. Они могут применяться как каждый в отдельности, так и смешанными между собой в различных пропорциях. Наилучший эффект достигается при использовании насыщенных растворов или растворов, близких к ним по концентрации.

Комбинированные ПГМ должны иметь в своем составе не менее 10 % химически чистых солей. Эффективность борьбы с зимней скользкостью повышается с увеличением количества соли в смеси.

При использовании в смеси высококонцентрированных жидких хлоридов их количество, в качестве добавки, определяется с учетом концентрации растворенных химически чистых солей. Добавляя раствор, нельзя допускать переувлажнения ПГМ до состояния, при котором он начинает расплываться.

Пескосоляную смесь приготавливают на базах ПГМ путем тщательного перемешивания компонентов смеси.

Целесообразно заготовку смеси производить в сухое время летнего или осеннего периода и по возможности в объеме, достаточном для предупреждения и ликвидации зимней скользкости в течение всего зимнего периода на обслуживаемом участке дороги.

Химические ПГМ применяют в твердом, жидком и смоченном виде. Сырьем для получения этих материалов чаще всего являются природные запасы бишофита, галита или отходы промышленности (сильвинитовые, карнолитовые отходы и др.).

С целью снижения расхода твердых ПГМ (чаще всего хлористого натрия), повышения плавящей способности и увеличения адгезии к поверхности покрытия их обрабатывают растворами солей с пониженной точкой эвтектики (кристаллизации). Наибольшую эффективность смоченные таким образом соли приобретают при обработке их раствором хлористого кальция (магния) 20 - 25 %-ной концентрации в количестве 20 - 30 % по массе.

Все химические ПГМ, применяемые для борьбы с зимней скользкостью на дорогах и улицах, должны обладать следующими общими свойствами:

· Понижать температуру замерзания раствора.

· Обеспечивать таяние снежно-ледяных отложений на дорожных покрытиях.

· Проникать сквозь слои снега и льда, разрушая межкристаллические связи, и снижать силы смерзания слоев отложений с дорожным покрытием.

· Не увеличивать скользкость обработанных покрытий, особенно при использовании ПГМ в виде растворов.

· Быть технологичными при хранении, транспортировке и применении.

· Быть экологически безопасными и не оказывать вредного влияния на природную среду (растения, вода, почва и др.), металл, бетон, кожу и резину.

По химическому составу ПГМ этой группы разделяют на четыре подгруппы.

Первая подгруппа - хлориды. К ней относятся ПГМ на основе NaCl, CaCl2 и MgCl2.

- ХКМ - хлористый кальций  модифицированный, ингибированный. Выпускается  в жидком виде по ТУ 2149-026-13164401 -98 «Жидкий противогололедный состав ХКМ».

- Биомаг-модифицированный  хлористый магний (Бишофит-MgCl2×6H2O), выпускается 4-х марок в твердом и жидком виде по ТУ 2152-001-53561075-02 «Противогололедный материал Биомаг - ХММ».

- ХКФ - хлористый кальций  фосфатированный выпускается по ТУ 2152-057-05761643-2000.