Применение химических противогололедных материалов с учетом уровня зимнего содержания автомобильных дорог

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А»

Кафедра «Транспортное строительство»

Применение химических противогололедных материалов с учетом уровня зимнего содержания автомобильных дорог

д. т. н., доцент Кокодеева Наталия Евсегнеевна

д.т.н., профессор Кадыров Жаннат Нургалиевич

Аннотация

Разработаны требования к организации работ по зимнему содержанию автомобильной дороги рекомендаций по выбору месторасположения баз противогололедных материалов и их количества с учетом комплексного транспортно-эксплуатационного показателя.

Ключевые слова: противогололедный материал, зимнее содержание, автомобильная дорога, хлористый натрий, хлористый кальций, мероприятия, качество, базы, хранение

Annotation

The requirements for the organization of winter maintenance of the road of recommendations for selecting the location of bases icing materials and their amount, taking into account the integrated transport and operational performance.

Keywords: icemelter, winter maintenance, road, sodium chloride, calcium chloride, events, quality, warehouse, storage

Виды и состав работ по содержанию автомобильных дорог определены в соответствии с «Классификацией работ по капитальному ремонту, ремонту и содержанию автомобильных дорог общего пользования и искусственных сооружений на них», утвержденной приказом Минтранса России от 12 ноября 2007 г. № 160 (далее «Классификация ...»), а также с учетом требований к уровню содержания и эксплуатационному состоянию конструктивных элементов дорог и дорожных сооружений, предусмотренных в таблице 1.

Таблица 1 Характеристика уровней содержания автомобильных дорог

Объем и периодичность выполнения работ по содержанию автомобильной дороги определены: для 2011-2012 гг. - в соответствии с «Периодичностью проведения видов работ по содержанию автомобильных дорог общего пользования федерального значения и искусственных сооружений на них», утвержденной приказом Минтранса России от 01 ноября 2007 г. № 157 (далее в тексте «Приказ Минтранса России от 01 ноября 2007 г. №157»), исходя из условия, что обозначенная приказом цикличность работ, обеспечивает требования по высокому уровню эксплуатационного состояния элементов дороги и дорожных сооружений; для 2010 г. - исходя из анализа и сопоставления объемов и периодичности, назначенных для 2009 г. и планируемых на 2011 г., с целью обеспечения плавного повышения уровня содержания дорог и перехода к утвержденным приказом Минтранса России от 01 ноября 2007 г. № 157 значениям объемов и периодичности выполнения работ по содержанию.

Организация и выполнение работ по борьбе с зимней скользкостью ориентированы на ликвидацию скользкости, формируемой при отложении осадков величиной более 1 мм (в пересчете на воду) и скользкости, не связанной со снегоотложением.

Для этого число дней с возможными случаями образования зимней скользкости установлено в соответствии с «Руководством по борьбе с зимней скользкостью на автомобильной дороге» и данным ГУП, ДРСУ и ДРСП автомобильной дороги «Кола». Состав, объем, и периодичность выполнения работ по содержанию мостовых сооружений определены из условия обеспечения высокого уровня содержания. Периодичность работ по содержанию мостовых сооружений на автомобильной дороге федерального значения ФГУ Упрдор «Кола» на период 2010-2012 гг., определена с учетом положений Приказом Минтранса России от 01 ноября 2007 г. № 157 для Северо-Западного федерального округа.

Число дней с возможными случаями образования зимней скользкости определено в соответствии с «Инструкцией по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах».

Зимний период является наиболее сложным, как по условиям движения, так и по возможностям качественного содержания автомобильной дороги. В связи с этим, расчетные периоды принимаются на основе анализа зимних условий, определяющим из которых является режим и количество осадков. Рекомендуемая сезонная стратегия использования ПГМ (в период перехода от фактического уровня финансирования работ по содержанию дороги к уровню финансирования по нормативу денежных затрат) определяется на период 2010-2012 гг. Уровень содержания автомобильных дорог - показатель, отражающий определенное состояние конструктивных элементов автомобильной дороги, которое определяется полнотой и качеством выполнения работ по содержанию дорог [1-5].

Разрабатываемые мероприятия. Определение рекомендуемой сезонной стратегии использования ПГМ осуществляется с учетом следующих факторов: погодно-климатических характеристик, способствующих возникновению зимней скользкости на автодороге и закономерностей их появления; требований к эксплуатационному состоянию основных типовых элементов дорог; существующего и предусматриваемого к 2012 г. уровня метеорологического обеспечения и производственно-технологической связи; обеспечения требований к системе организации службы содержания, составу ее производственно-технологических объектов, их мощности и функциональности; - создания необходимой структуры и схемы размещения производственно-технологических и складских баз для размещения ПГМ и техники; практического опыта и существующей стратегии использования ПГМ на рассматриваемой дороге. Для каждого конкретного случая выполнения работ по ликвидации зимней скользкости расход ПГМ должен определяться в соответствии с положениями «Инструкции по борьбе с зимней скользкостью», с учетом вида снежно-ледяных отложений (стекловидный лед, рыхлый снег, снежный накат) и климатических характеристик, сопутствующих образованию скользкости (температура воздуха, влажность и т.п.).

Согласно среднемноголетним данным образования зимней скользкости и рекомендуемой сезонной стратегии использования ПГМ в дорожных организациях, выполняющих работы по зимнему содержанию (в пересчете на твердые хлориды), применительно к рассматриваемой автодороге М-18 «Кола», получена ориентировочная годовая потребность ПГМ т/1000 кв.м для автомобильной дороги «Кола» в период перехода от фактического уровня финансирования работ по содержанию дороги к уровню финансирования по нормативу денежных затрат. Результаты расчета приведены в таблице 2.

Таблица 2 Ориентировочная годовая потребность ПГМ

Химический способ борьбы с зимней скользкостью применяют на дорогах I-III категорий с учетом требований ГОСТ Р 50597-93, т. е. содержания проезжей части дорог в чистом состоянии (без снега). При этом норма распределения колеблется в очень широких пределах: от 10 до 90 г/м² для твердых химических материалов и от 20 до 150 мл/м² для жидких материалов в зависимости от вида ПГМ, температуры воздуха и состояния снежно-ледяных отложений на покрытии.

Для предупреждения образования или ликвидации зимней скользкости проводят следующие виды работ: профилактическую обработку покрытий ПГМ при появления зимней скользкости или в начале снегопада, чтобы предотвратить образование снежного наката; ликвидацию снежно-ледяных отложений с применением химических или комбинированных ПГМ; обработку снежно-ледяных образований фрикционными материалами.

Для борьбы с зимней скользкостью используют различные противогололедные материалы, которые назначают в зависимости от погодно-климатических условий и вида зимнего содержания дорожных покрытий. зимний автомобильный дорога противогололедный

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. Наиболее распространенным фрикционным ПГМ является природный песок, наибольшая величина частиц которого не должна превышать 5,0 мм. Оптимальным является песок с модулем крупности от 2 до 3,5.

Комбинированные ПГМ обладают одновременно функциями фрикционных и химических материалов и состоят, как правило, из смеси песка и химических ПГМ. Из жидких хлоридов пригодны для этих целей высококонцентрированные растворы хлоридов натрия, магния, кальция. Применительно к рассматриваемой дороге М-18, из данных материалов, на сегодняшний день, используется только хлорид натрия.

В настоящее время все ПГМ, применяемые в России для борьбы с зимней скользкостью на автомобильных дорогах и улицах, должны удовлетворять требованиям ОДН 218.2.027-2003 «Требования к противогололедным материалам», утвержденным распоряжением Минтранса России от 16.06.03 № ОС-548-р. Материал, неудовлетворяющий допускам, приведенным в ОДН 218.2.027-2003, не может быть отнесен к классу ПГМ для борьбы с зимней скользкостью на автомобильных дорогах и улицах.

Предупреждение образования или ликвидацию зимней скользкости на проезжей части дорог осуществляют в основном путем распределения по поверхности покрытия ПГМ. Разбрасывание и розлив осуществляют распределителями, выпускаемыми отечественными машиностроительными предприятиями (ЗАО «Мосдормаш» и др.) для твердых (ЭД-403, КУМ-104, ЭД-224, ЭД-242 и др.), жидких (МКДС-4005, Кум-105, ДКТ-503 и др.) и смоченных (ЭД-243, МДК-5337, МДК-63035 и др.) ПГМ.

Хранение ПГМ осуществляют на механизированных базах и складах. Их расположение, количество и вместимость определяют в зависимости от объема выполняемых работ по борьбе с зимней скользкостью, площади обрабатываемых дорог, размещения производственных баз, видов применяемых ПГМ, типа и марки, распределителей и других факторов. Химические твердые ПГМ хранят в крытых складских помещениях вместимостью не менее 80% сезонной потребности материалов для намеченного участка дороги.

Внутрискладские габариты должны быть такими, чтобы позволяли свободно работать дорожной технике и технологическому транспорту (автосамосвалы). Металлические, бетонные и кирпичные стены внутри склада должны быть защищены от коррозии и механического повреждения.

Для приготовления и хранения комбинированных ПГМ (ПСС) устраивают открытые обвалованные по периметру площадки с асфальтобетонным покрытием и дренажной системой. Обваловку устраивают трапециевидной формы из песчаного асфальтобетона. На въезде-выезде обваловка устраивается высотой 15-20 см пологого серповидного профиля. Размеры площадок назначают из расчета размещения на них 100% сезонной потребности фрикционных или комбинированных ПГМ для данного участка дороги, при этом могут создаваться два штабеля (конуса) с разным соотношением песка и соли. Для предотвращения засоления окружающей природной среды, в обязательном порядке, устраивают дренажную систему с приемными колодцами и испарительным бассейном. Вертикальная планировка площадок должна обеспечивать сток дождевых и талых вод к испарительным бассейнам или приемным колодцам.

Площадка для приготовления и хранения ПСС должна быть огорожена, иметь въездные ворота и наружное освещение. Для хранения жидких ПГМ используют цистерны. Емкости из металла и стекловолокна, устраивают наземные открытые и закрытые хранилища с грунтовым, песчаным, пескоцементным или бетонным основанием, с устройством в качестве покрытия мембраны из высокопрочного и эластичного полиэтилена толщиной 0,68-2,25 мм. Вместимость складов жидких ПГМ должна обеспечивать размещение 60% сезонной потребности, т.к. остальные 40% могут равномерно пополняться в зимний период. Для приготовления комбинированных ПГМ используют специальные стационарные установки периодического или непрерывного действия, в состав которых входят бункера для подачи компонентов, дозирующее и смесительное оборудование с системой транспортеров. Приготовленная на таких условиях ПСС отличается высоким качеством перемешивания и точностью дозирования.

При отсутствии таких установок перемешивание фрикционных материалов с солями можно осуществлять с использованием многоковшовых или ленточных погрузчиков с лапными или шнековыми подающими устройствами. В исключительных случаях, их приготовление с помощью автогрейдеров с последующим окучиванием бульдозером или фронтальным погрузчиком.

Заготовку ПСС на открытых площадках целесообразно проводить в августе-октябре, выбирая для этого сухие дни без осадков. Растворы солей готовят в специальных смесительных установках. В процессе приготовления раствора обеспечивают постоянный контроль концентрации соли с помощью ареометра. Готовые растворы доставляют на промежуточные склады дорожных подразделений для хранения и приготовления смоченных солей или непосредственно на объекты (участки) для борьбы с зимней скользкостью.

Главной целью деятельности существующей системы управления эксплуатацией и сохранностью автомобильных дорог федерального значения, является обеспечение эффективного функционирования автомобильных дорог и управления их транспортно-эксплуатационным состоянием.

Основой технико-экономического управления транспортно-эксплуатационным состоянием дорожной сети является обоснование и осуществление комплекса дорожных работ, в том числе работ по содержанию, обеспечивающих планомерное снижение себестоимости автомобильных перевозок.

В целях обеспечения сохранности автомобильных дорог федерального значения, органы, осуществляющие управление автомобильными дорогами:

устанавливают начало и окончание периода временного ограничения движения на обслуживаемой сети автомобильных дорог в расчетный период (весенний) года;

оповещают через средства массовой информации заинтересованные предприятия, учреждения и частных лиц о порядке введения временного ограничения движения по обслуживаемой сети автомобильных дорог;

выдают специальные пропуска для движения транспортных средств;

организуют контроль за проездом транспортных средств, а также установкой необходимых дорожных знаков;

в рамках реализации мероприятий, направленных на обеспечение сохранности автомобильных дорог, органы управления дорогами выдают разрешения на пропуск тяжеловесных автотранспортных средств (кроме международного автомобильного сообщения), организуют и обеспечивают безопасность в соответствии с положениями «Инструкция по перевозке крупногабаритных и тяжеловесных грузов автомобильным транспортом по дорогам Российской Федерации»;

для пресечения фактов нарушения положений «Инструкции…» на дорогах федерального значения, создан пост весового контроля (ПВК);

в связи с ранее сложившейся системой организации дорожных работ формирования производственных объектов службы содержания на сети автомобильных дорог федерального значения, находящихся в ведении ФГУ Упрдор «Кола», существующая система организации и выполнения работ по содержанию конструктивных элементов дорог и дорожных сооружений в значительной степени связана с использованием услуг, оказываемых подрядными организациями;

цели, задачи и требуемые результаты деятельности, на достижение которых ориентированы предприятия, осуществляющие непосредственное выполнение работ по содержанию конструктивных элементов автомобильных дорог федерального значения и дорожных сооружений определяются в конкурсной документации и закрепляются в государственном контракте на выполнение работ.

Государственные контракты на выполнение работ по содержанию действующей сети автомобильных дорог общего пользования федерального значения и дорожных сооружений на них являются основными документами, регламентирующими порядок функционального взаимодействия структурных подразделений службы содержания.

Выполнением работ по содержанию автомобильной дороги федерального значения М-18 «Кола», находящейся в ведении ФГУ Упрдор «Кола», занимаются 5 Государственных областных унитарных дорожных ремонтно-строительных предприятий Мурманской области и 5 ГУП Республики Карелия, в состав одной из которых входят 4 дорожных ремонтно-строительных управления. Содержанием закрепленной сети ФГУ Упрдор «Кола» занимаются пять Государственных областных унитарных дорожных ремонтно-строительных предприятий Мурманской области и пять ГУП Республики Карелия, в состав одной из которых входят четыре дорожных ремонтно-строительных управления.

Схемы обслуживаемых участков автомобильной дороги и места расположения производственных баз ПГМ приведены ниже. Места расположения производственных баз максимально приближены к населенным пунктам, но не ко всем обслуживаемым участкам, что мешает эффективному решению вопросов содержания автомобильной дороги от Санкт-Петербурга через Приозерск, Сортавалу до Петрозаводска.

В соответствии с Приказом Росавтодора № 266 от 15.06.2000г. О совершенствовании системы содержания федеральных автомобильных дорог и сооружений на них» закрепление сети федеральных автомобильных дорог за мастерскими участками производится исходя из оптимальной протяженности обслуживания участка сети дорог одним ДРСУ: для дорог I технической категории - 100 км; для дорог II технической категории - 200 км. Протяженность зоны обслуживания для мастерских участков составляет: для дорог I технической категории - 20-30 км; для дорог II категории - 30-40 км; для дорог III категории - 40-50 км; для дорог IV категории - 50-60 км; для дорог V категории - 60-70 км.

Правильно выбранные места расположений дорожных подразделений, баз ПГМ и их количество по отношению к зонам обслуживания участков автомобильной дороги М-18, оказывает прямое влияние на эффективность борьбы с зимней скользкостью, которая выражается в сокращении времени обработки покрытия и уменьшении потребляемого количества распределителей баз ПГМ, что достигается за счет сокращения или полной ликвидации лишних транспортных (не рабочих) пробегов машин и уменьшения средневзвешенных расстояний возки при распределении ПГМ.

Рекомендации. Базы ПГМ, как правило, необходимо размещать на территории дорожно-эксплуатационных участков или мастерских участков и непосредственно вблизи обслуживаемого участка дороги. Это практически сводит к нулю расстояние подачи машин от гаража до базы ПГМ и расстояние перемещения от базы ПГМ до обрабатываемого участка. При этом наиболее рациональным является вариант, когда эти объекты дорожной службы расположены на середине обслуживаемых участков.

На автодороге М-18 средняя дальность возки ПГМ колеблется в пределах от 8 до 41 км. Приближение складов ПСС к обслуживаемым участкам могло бы существенно повысить эффективность борьбы с зимней скользкостью и снизить расходы на топливо и затраты на транспортировку. Наибольшая длина обслуживаемых участков находится в Карелии: ГУП РК «Мост» филиал Пряжинское ДРСУ - 34,8 км, ГУП РК «Кондопожское ДРСУ» - 38 км, ГУП РК «Кольское ДРСУ» - участок 31,2 км и 42,3 км, Сегежское ДРСУ ГУП РК «Мост» - 42,6 км, Беломорское ДРСУ ГУП РК «Мост» - 40,2 км, Кемское ДРСУ ГУП РК «Мост» - 51 км, Лоухское ДРСУ ГУП РК «Мост» - 48 км.

Целесообразно на них организовать дополнительные конуса с ПСС с целью снижения средней дальности возки и сокращению времени обработки ПГМ участков автомобильных дорог. Еще большие по протяженности участки находятся на обслуживании в Мурманской области: Кандалакшское ГОУ ДРСП - 39,7 км и 35,8 км, Мончегорское ГОУ ДРСП - 58,5 км, Никельское ГОУ ДРСП - 20,9 со средним расстоянием перевозки 29 км; 54,2 км со средним расстоянием перевозки 30 км; 20,2 со средним расстоянием перевозки 37 км.

Выводы

1. Разработаны рекомендации по выбору месторасположения дорожных подразделений, баз ПГМ и их количества с учетом комплексного транспортно-эксплуатационного показателя.

2. Разработаны требования к организации работ по зимнему содержанию автомобильной дороги рекомендаций по выбору месторасположения баз ПГМ и их количества с учетом комплексного транспортно-эксплуатационного показателя.

3. Разработана программа организации работ по зимнему содержанию автомобильной дороги с приложением: технических регламентов, технологических схем и карт выполнения работ.

Библиографический список

1. Борисюк, Н.В. Зимнее содержание городских дорог / Н.В. Борисюк. - М. : Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), 2014. -132 с.

2. Аржанухина, С. П. Совершенствование технологий применения противо-гололедных материалов при зимнем содержании автомобильных дорог. - Волгоград : ВолгГАСУ. Диссертация … уч. степ. канд. техн. наук. 2009. - 160 с.

3. Аржанухина, С. П. / Теоретические и правовые основы применения чистых противогололедных материалов на основе хлоридов кальция и натрия // И. Г. Овчинников, С. П. Аржанухина, А. В. Кочетков / Дорожная держава. - 2009. - № 16. - С. 58 - 63.

4. Бобков, А.В. Выбор требований к противогололедным материалам для зимнего содержания автомобильных дорог мегаполиса / А.В. Бобков, С.П. Аржанухина, А.В. Кочетков и др. // Вода: Химия и технология. - 2013. - № 4. - С. 106-115.

5. Бобков, А.В.Совершенствование технологий зимнего содержания дорог на основе применения безводного хлористого кальция / А.В. Кочетков, С.П.Аржанухина, А.В.Бобков // Грузовик. - 2014. - № 5. - С. 42-48.

6. Бобков, А.В. Совершенствование рецептур противогололедных материалов / А.В.Кочетков, Л.В.Янковский, А.В.Бобков и др. // Идентификационный номер статьи в журнале: 77TVN315 Интернет-журнал «Науковедение» Том 7, № 3 (2015) URL статьи http://naukovedenie.ru/PDF/77TVN315.pdf; DOI: 10.15862/ 77TVN315 (http://dx.doi.org/10.15862/ 77TVN315).

Размещено на Allbest.ru