Классификация снегозащитных сооружений и устройств и принципы их работы.

По продолжительности службы все снегозащитные сооружения и устройства делят на постоянные и временные. К постоянным относят средства защиты дорог от снежных заносов и сооружения, которые устраивают при строительстве, реконструкции или ремонте дороги на весь срок её службы. Это совершенствование формы и параметров земляного полотна, аккумуляционные полки в выемках; железобетонные или деревянные снегозадерживающие и снегопередувающие заборы; навесы, галереи; снегоизолирующие сооружения и др.

К временным относят средства защиты, которые ежегодно устраивают или устанавливают осенью или в начале зимы. Это снежные валы и снежные траншеи; деревянные переносные щиты; сетки, полотна и ленты из полимерных или бумажных материалов и др.

По принципу работы снегозадерживающие устройства могут быть разделены на две группы: работающие как сплошные (глухие) преграды и преграды с просветами (решёточные).

Снегогасящие свойства преград характеризуются проницаемостью и просветностью. Проницаемость преграды оценивают коэффициентом , где V₁ - средняя скорость ветра за преградой; V₂ - средняя скорость ветра на подходах к преграде. Просветность оценивают коэффициентом , где S₁ - площадь просветов; S₂ - общая площадь преграды. Для сплошных преград р = 0 и r = 0.

Проницаемость и просветность снегозащитных преград оказывает большое влияние на возникновение вихревых зон около препятствий при прохождении ветрового потока, которые, в свою очередь, существенно влияют на форму и объём задерживаемых снежных отложений.

Обратные течения воздуха в вихревых зонах сгоняют снег к преграде, которая заносится с образованием обтекаемой поверхности отложившегося снега. За сплошной преградой формируется мощная вихревая зона (рис. 15.11). При просветности 0,4-0,5 вихревая зона практически отсутствует, а снежный вал за преградой растянут значительно больше, чем за сплошным забором.

Рис. 15.11. Работа снегозадерживающих заборов:
а - сплошной; б - решётчатый;
1 - направление ветровых струй; 2 - первые отложения снега; 3 - окончание активного периода работы заборов; 4 - заборы занесены снегом и больше не работают

У сплошных преград снег сначала откладывается с наветренной стороны. При достижении высоты вала, равной 2/3 высоты преграды, снег начинает откладываться с подветренной стороны. Когда высота отложений достигнет высоты преграды (преграда зарабатывается), поток свободно обтекает препятствие. Откосы с наветренной стороны имеют крутизну 1:5-1:8, с подветренной стороны - 1:8-1:10.

У преграды с просветностью снег вначале задерживается в виде слоя высотой до 15 см с наветренной стороны. Далее снеговетровой поток, проходя с повышенной скоростью через просветы, проносит снег за преграду, где скорость ветра внезапно снижается, и возникают снегоотложения. В дальнейшем происходит одновременное образование снежного вала с обеих сторон до полной заработки преграды, при которой крутизна с внутренней стороны составляет 1:8-1:10, а с подветренной 1:9-1:12. Поскольку длина снегоотложений у преград с просветами больше, чем у сплошных преград, они задерживают большее количество снега. Объём снегоотложений при полной заработке преграды называется снегоёмкостью защиты. Её можно определить по приближённой формуле,

W = (1 + п)×Н²; м³/пог. м, где (15.17)

п - коэффициент, для сплошных преград 7-9;

для преград с просветностью 8-12.

Исследования проф. А.К. Дюнина и канд. техн. наук Г.В. Бялобжеского показали, что оптимальные снегозадерживающие устройства должны быть проницаемыми без завихренных зон с просветностью 0,4-0,5. Расстояние от снегозащитных преград до дороги не должно быть меньше 15Н, иначе шлейфы отложений достигнут дороги.

Постоянные снегозащитные средства и сооружения. Самым надёжным и экономичным постоянным средством снегозащиты являются снегозащитные лесонасаждения. Они являются основным видом защиты автомобильных и железных дорог от снежных заносов. Однако и они обладают рядом недостатков: для их размещения вдоль дорог необходимы значительные земельные площади; лесные насаждения медленно растут и вступают в работу; они требуют постоянного ухода.

Принципы работы, порядок создания и ухода за насаждениями изложены в главе 14.

Совершенствование формы и размеров земляного полотна. Одной из причин образования снежных заносов является нарушение требований снегозаносимости при проектировании земляного полотна или отступления от проектных решений при строительстве. Особенно часто эти нарушения и отступления встречаются на участках выемок. Поэтому служба эксплуатации дорог в процессе ремонта выполняет работы по приданию земляному полотну обтекаемого профиля, уполаживанию откосов, поднятию насыпей и др.

Главными мерами, обеспечивающими незаносимость насыпей, являются подъем земляного полотна до незаносимой отметки и придание поперечному профилю дороги обтекаемого для снеговетрового потока очертания.

Высоту снегонезаносимой насыпи необходимо определять исходя из двух условий: повышение скорости снеговетрового потока до значения, обеспечивающего перенос снега через земляное полотно без образования снежных отложении; возвышение насыпи над расчётным уровнем снежного покрова с учётом слоя снега, сбрасываемого с поверхности дороги при снегоочистке.

По первому условию высоту снегонезаносимой насыпи определяют по формуле:

Н_н = Н_п + DН, м, где (15.18)

Н_н - высота незаносимой насыпи, м;

Н_п - расчётная высота снежного покрова с вероятностью превышения 5 %, м;

DН - возвышение над снежным покровом, обеспечивающее незаносимость насыпи, м. Принимается по СНиП 2.05.02-85 и составляет 1,2 м; 0,7 м; 0,6 м; 0,5 м; 0,4 м соответственно для дорог I, II, III, IV и V категорий. Для выполнения второго условия в формуле вместо Н подставляют значение высоты для снега, сбрасываемого с дороги при снегоочистке Н_сo, которое определяют в зависимости от высоты снежного покрова (рис. 15.12). Из двух значений высоты снегонезаносимой насыпи следует принимать большее.

Рис. 15.12. График необходимого превышения незаносимой насыпи DН_сo над уровнем снежного покрова (по оси абсцисс отложена высота снежного покрова)

Для улучшения обтекания земляного полотна снеговетровым потоком, особенно на пересечениях дорог, следует по возможности уменьшать количество ограждений, столбиков и других препятствий, задерживающих снег, переносимый метелью.

На участках выемок чаще всего уполаживают откосы, устраивают аккумуляционные полки или полости. При этом исходят из того, что выемки с крутыми откосами незаносимы, если объём снегоприноса к дороге меньше объёма снега, который может разместиться на подветренном откосе выемки. Условие незаносимости выемок с крутыми откосами имеет следующий вид:

W_OT W_i + W_n,

где (15.19)

W_OT - снегоёмкость откоса выемки, м³/пог. м;

W_i - объём снега, попадающего на откос при снегопадах, м³/пог. м;

W_n - объём снега, поступающего к откосу с поля, м³/пог. м.

Обычно в выемках глубиной от 1 до 6 м откосы уполаживают от 1:4 до 1:6.

Чтобы обеспечить незаносимость выемок глубиной до 1 м, их раскрывают или разделывают под насыпи.

Исследования канд. техн. наук Е.П. Андрулиониса показывают, что в начале зимы, когда поперечный профиль раскрытых выемок не искажён снегоотложениями, значительная часть переносимого метелями снега действительно проносится через выемки. Однако в процессе очистки дороги поперечный профиль раскрытых выемок неизбежно искажается и количество задерживающегося в них снега быстро растет, пока пронос не прекращается полностью. С этого времени раскрытие выемки прекращается в сильно заносимые. По указанным причинам такие выемки везде ограждают средствами снегозащиты. В процессе ремонта рекомендуется доводить параметры выемок до следующих профилей:

профиль 1 - раскрытая выемка глубиной до 1 м. Откосы таких выемок разрешается запахивать, причём уклон их назначается от 1:7 до 1:10. Выемки с таким профилем должны ограждаться снегозащитой;

профиль 2 - выемка с крутыми откосами. Устраивают при глубине более 1,0 м в любой местности, кроме случаев, для которых целесообразно применение профиля 3. Если объем снегоприноса больше снегоёмкости наветренного откоса, выемки с таким профилем должны ограждаться снегозащитой;

профиль 3 - выемка глубиной до 6 м с дополнительной полкой для проезда снегоочистителей и глухой преградой переменной высоты. Рекомендуется для участков с особенно ценными сельскохозяйственными землями, где экономически нецелесообразно размещать на полях вдоль дорог снегозащитные устройства постоянного типа или насаждения. В таких выемках с обеих сторон (или с одной, если метелевые ветры имеют устойчивое одностороннее направление) устраивают полки - резервы шириной 4 м и более каждая. Такие полки называют аккумуляционными (рис. 15.13). Размеры полок назначают так, чтобы снег, приносимый за наиболее интенсивную метель, разместился в пределах полки и откоса, а его отложения не выходили на проезжую часть. После метели снег из пределов полки удаляется роторными снегоочистителями.

Рис. 15.13. Выемка с аккумуляционными полками

Снегоёмкость откосов выемки уменьшается по направлению от наиболее глубокого места к входам в выемку. Чтобы избежать уменьшения снегоёмкости откосов, грунт, полученный при разработке выемки, отсыпают в виде кавальеров, высота которых нарастает по направлению к входам в выемку (рис. 15.14).

Рис. 15.14. Кавальеры у входа в выемку

Выемки на кривых в плане отличаются сильной снегозаносимостью. Для уменьшения снегозаносимости и улучшения условий движения в выемках с радиусами закруглений до 300 м срезают внутренний откос.

Надёжным средством зашиты дорог от снежных заносов служат высокие снегозадерживающие заборы. Предельный объём снега, который может задержать забор снегозадерживающего действия, зависит от его высоты. Необходимую высоту забора определяют исходя из объёма снегоприноса к дороге:

где (15.20)

W_сд - объем снегоприноса, м³/м, из расчёта 7 %-ной обеспеченности;

Н_п - средняя многолетняя наибольшая высота снежного покрова в данной местности, м.

Заборы выше 5 м по технико-экономическим соображениям делать не рекомендуется. Если по расчёту требуется большая высота, устраивают два, три и более рядов заборов. Общая снегосборная способность заборов, поставленных в несколько рядов:

где (15.21)

a - коэффициент, характеризующий степень заполнения снегом пространства между рядами заборов (можно принимать а=0,8);

п - количество рядов заборов;

l - расстояние между рядами заборов, м, которое следует принимать равным 30Н;

К₁ - опытный коэффициент, равный 8.

Снегозадерживающие заборы бывают двухпанельные (рис. 15.15, а) с просветностью решётки 50 % и однопанельные (рис. 15.15, б) с просветностью решетки 70 %. Однопанельные заборы в основном применяют для вторых и третьих рядов многорядных линий заборов, двухпанельные - при устройстве заборов в один ряд или в ближайшем к дороге ряду многорядных линий заборов. Заборы строят из дерева или делают сборными из железобетона.

Рис. 15.15. Снегозащитные заборы:
а - двухпанельные; б - однопанельные

В зависимости от направления господствующих метелевых ветров и рельефа местности принимают следующие расстояния установки заборов от дорог (выраженные в высотах заборов): 15-20 высот, если местность горизонтальная или имеет подъём от забора к дороге; 20-25 высот, если местность спускается от забора к дороге (в обоих случаях меньшее расстояние для ветров, подходящих к забору под острым углом, большее - для ветров, угол подхода которых близок к прямому). Если по каким-либо причинам забор нельзя удалить от дороги на нужное расстояние, допускается сократить расстояние до 10 высот при условии уменьшения просветности его решётки до значения Р = 0,3. Расстояние между рядами многорядных заборов следует делать равным 30 высотам. В особенно многоснежные и метелевые зимы можно усиливать забор установкой дополнительных линий переносных щитов.

Снегозадерживающие заборы с изменяющейся просветностью. Основным показателем эффективности снегозащитных устройств является снегозадерживающая или снегосборная способность, которая зависит от геометрических размеров и просветности этих устройств. Исследования канд. техн. наук В.А. Тихонова показали, что каждой скорости ветра при метели соответствует определенная величина просветности, при которой снегосборная способность снегозадерживающего устройства является максимальной (Тихонов В.А. Обоснование требований к параметрам и области применения снегозащитных устройств с изменяющейся просветностью: Дис. ...канд. техн. наук. - М., 1999. - 250с).

Чтобы обеспечить эффективную работу снегозадерживающего устройства, необходимо, чтобы его просветность изменялась автоматически вместе с изменением скорости ветра:

где (15.22)

Р - требуемая просветность снегозадерживающего устройства, в долях единицы;

а - коэффициент, зависящий от ширины земляного полотна, требований к допустимой толщине слоя снега на ее поверхности и насыщенности метели, колеблется от 0,35 до 0,5;

V - скорость ветра при метели, м/с;

V_к - критическая скорость начала метели, м/с.

Из этой зависимости следует, что чем выше скорость ветра во время метели, тем меньше должна быть просветность (рис. 15.16).

Рис. 15.16. Зависимость оптимальной просветности от скорости ветра при ширине земляного полотна:
1 - 28,5м; 2 - 15м; 3 - 12м

Обеспечить изменение просветности снегозадерживающих устройств можно многими способами. Учитывая различие скорости ветра по высоте, наиболее целесообразно применение устройств с горизонтальным размещением осей вращения элементов (рис. 15.17). Установлено, что при равной высоте заборы с изменяющейся просветностью задерживают снега значительно больше, чем обычные заборы или щиты с постоянной просветностью.

Рис. 15.17. Принцип работы забора с изменяющейся просветностью:
F₁ - просветность при отсутствии ветра; F₂ - при максимальной скорости ветра

Заборы снегопередувающего действия составляют особую группу снегозащитных устройств. Их работа основана на увеличении скорости снеговетрового потока в момент его прохождения над дорогой, что предотвращает образование на ней снежных отложений (рис. 15.18). Забор снегопередувающего действия рекомендуется применять при одновременном соблюдении следующих условий: а) господствующие ветры направлены под постоянным углом от 50 до 90° к оси дороги; б) при сухом и легко подвижном снеге; в) при объёме снегопереноса более 300-350 м³/пог. м.

Рис. 15.18. Снегопередувающий забор

Защищать заборами снегопередувающего действия можно выемки глубиной до 5 м, низкие насыпи и нулевые места. Для защиты полувыемок-полунасыпей на косогорах заборы снегопередувающего действия следует применять при условии, если уклон косогора не превышает 45°.

Заборы снегопередувающего действия можно строить из дерева или делать сборными из железобетона или керамзитобетона.

Снегоизолирующие постоянные сооружения предназначены для полной защиты от снегопадов и метелей. Конструктивно такая снегозащита выполняется в виде галерей в горных районах. Для защиты от метелей и снегопадов можно устраивать лёгкие ограждающие конструкции на наиболее опасных по снегозаносимости участках дорог в виде навесов из полиэтиленовых плёнок, надувных навесов или из других лёгких материалов и конструкций (рис. 15.19).

Рис. 15.19. Снегоизолирующие постоянные сооружения

Временные снегозадерживающие устройства. Простейшими из них являются снежные стенки или валы вдоль дороги высотой 0,5-0,8 м, которые устраивают различными снегособирателями (риджерами). Лучше работают стенки с разрывами, стенки из отдельных столбов или пирамид. Снежные валы и траншеи можно устраивать, когда толщина снегового покрова будет не менее 20 см.

Наиболее широко применяют снежные траншеи. Их прокладывают в снежном покрове проходами двухотвальных тракторных снегоочистителей или бульдозеров. Снегосборная способность траншеи (объём снега, который может задержать 1 м траншеи) при глубине 1,5 м и ширине, создаваемой за один проход двухотвального тракторного снегоочистителя, составляет в среднем 12 м³/м. Однако в обычных условиях эта способность значительно меньше.

Снегозащитные траншеи прокладывают в несколько рядов параллельно дороге. Число работоспособных траншей, которое необходимо одновременно иметь для надёжной защиты дороги, назначают с учётом объёма снегоприноса:

Объём снегоприноса, м³/м 100 200 >200

Число работоспособных траншей не менее, шт. 3 4 5

Оптимальное расстояние, которое следует назначать между осями соседних траншей, составляет 12-15 м. Ближайшая к дороге траншея должна быть расположена не ближе 30 м и не дальше 100 м. На расстоянии 12-15 м от старых траншей прокладывают новые.

В начале зимы при небольшой толщине снежного покрова (меньше 0,30 м) траншеи получаются неглубокими и имеют малую снегосборность. В этих условиях целесообразнее устраивать снежные валы.

Переносные деревянные щиты. Наиболее медленно заносятся снегом щиты с неравномерно распределенным заполнением, при котором решётка сгущена в верхней части и разрежена в нижней.

Применяются четыре типа щитов с разреженной нижней частью (рис. 15.20).

Щиты типа I применяют в районах с объёмом снегоприноса более 100 м³/м и скорости ветра более 20 м/с; типа II - в районах с объёмом снегоприноса менее 100 м³/м и скорости ветра более 20 м/с; типа III - при объеме снегоприноса более 100 м³/м в районах со скоростью ветра менее 20 м/с; типа IV- при объёме снегоприноса менее 100 м³/м в районах со скоростью ветра менее 20 м/с.

Рис. 15.20. Типы щитов с разреженной нижней частью:
1 - высота 2 м, общая просветность 50 %, просветность нижней половины 60 %, верхней половины; 40 %
II - высота 1,5м, общая просветность 50 %, просветность нижней половины 60 %, верхней 40 %;
III - высота 2 м, общая просветность 60 %, просветность нижней части 70 %, верхней части 50 %;
IV - высота 1,5 м, общая просветность 60 %, просветность нижней части 70 %, верхней части 50 %

Для надлежащей прочности щитов с разреженной нижней частью их вертикальные планки, которые несут основную нагрузку от ветра в процессе работы, делают толщиной 16 мм, остальные планки (диагонали и горизонтали) имеют толщину 12-13 мм. Наряду с деревянными снегозащитными устройствами в последние годы все шире начинают применять снегозащитные ограждения из синтетических материалов.

Эффективность действия снегозащитных ограждений зависит не только от их конструкции, но и от способов установки и перестановки. Щиты обычно устанавливают к кольям и привязывают к ним. На каменистом или скальном грунте ввиду невозможности забить колья щиты ставят в «козлы» (с наклоном друг к другу), прочно связывая верхние концы. В такой установке щиты неустойчивы и могут быть повалены, поэтому, как только у щитов накопятся снежные отложения толщиной 25-30 см, их ставят вертикально, обваливают низ снегом и притрамбовывают его.

Наиболее эффективно задерживают снег щиты, установленные сплошной линией. При недостатке щитов, а также в районах с интенсивными метелями вместо сплошных линий можно ставить щитовые линии с разрывами в один щит через каждые три-четыре щита. Щитовые линии с разрывами следует допускать лишь на среднезаносимых и слабозаносимых участках при небольшой интенсивности движения.

Щиты жёсткой конструкции по мере отработки переставляют на вершину образующегося около них снежного вала. Перестановку нужно производить, когда высота вала составит от 2/3 до 3/4 высоты шита (меньший предел для районов с интенсивными метелями). Вместо первой перестановки щиты можно просто поднимать по кольям и привязывать к ним, если колья достаточной высоты.

Щиты очень трудно переставлять при сильном ветре. В районах с интенсивными и продолжительными метелями нередко нет возможности переставить щиты во время метели. В таких районах их ставит в два, фи и более рядов. Расстояние между рядами в многорядных линиях принимают равным 30 высотам щита.

Расстояние установки от дороги одиночных щитовых линий назначают с учётом снегоприноса (для щитов 2-метровой высоты):

Объём снегоприноса, м³/м 25 50 75 >75

Расстояние установки не ближе, м 30 40 50 60

Максимальное удаление одиночных щитовых линий от дороги не должно превышать 100 м. Ближайший к дороге ряд многорядных щитовых линий не должен быть ближе 20 высот щита.

Щитовые линии обычно располагают параллельно дороге, но при преобладании косых ветров (дующих под острыми углами к дороге) рекомендуется ставить через 60 м перпендикулярно к основной щитовой линии короткие звенья щитов с таким расчетом, чтобы концы этих звеньев подходили к дороге не ближе чем на 10-15 м. При постоянстве зимних ветров, устойчиво дующих под острым углом к дороге, можно ограничиться косой установкой звеньев щитов 1 по отношению дороги, но перпендикулярно направлению метелевых ветров (рис. 15.21, а) ближайший к дороге край звена щитов находился не ближе 15 м от бровки земляного полотна.

Рис. 15.21. Особые случаи установки щитовых линий

Места перехода из выемки в насыпь ограждают, как показано на рис. 15.21, б. Концы щитовых линий 2 снабжают разветвлёнными отводами 3 под углами 135° в сторону дороги и 170° от дороги к основной щитовой линии. Между отводом и основной линией делается разрыв в 4 м.

При объёмах снегоприноса до 75 м³/м рекомендуется применять сетки на полимерной основе с просветностью 50-70 % и временные пространственные средства снегозащиты (пластиковые шиты). Расстояние от места установки сеток и временных пространственных средств снегозащиты до бровки земляного полотна должно составлять 30 высот защитной линии (рис. 15.22).

Рис. 15.22. Снегозащитный забор из полимерной сетки

Область применения средств снегозащиты с учётом обеспечения требуемого состояния покрытия проезжей части представлена в табл. 15.7.

Таблица 15.7

Вид защиты	Категория дороги
I	II	III	IV, V
Максимальная расчётная интенсивность снегоприноса, кг/(м-с)
Щиты с просветностью 50 % (высотой 2 м)	0,2	0,2(12)	0,1(10)	0,1(10)
Сетки с просветностью 50 % (высотой 2 м)	0,2	0,2(12)	0,1(10)	0,1(10)
Снегозадерживающие заборы с просветностью 35 % (высотой 5 м)	0,6(17)	0,6(17)	0,4(16)	0,4(16)
Временные пространственные средства снегозащиты	0,6(17)	0,6(17)	0,4(16)	0,4(16)
Устройства с изменяющейся просветностью (высотой 2 м)	Могут применяться при метелях любой интенсивности
Снегозащитные лесные полосы
Снежные траншеи (не менее 3 рядов)	0,1	0,1	0,1	0,1
Снегопередувающие заборы	Не применимы	Применимы при интенсивности метелей 1,0 кг/(м×с)

Примечание. В скобках указана скорость ветра, м/с.

Очистка дорог от снега

Снег на поверхность дорог неизбежно попадает при снегопадах, верховых метелях, сходах лавин. Поэтому составной частью зимнего содержания является снегоочистка, стоимость которой составляет 40-50 % от общих затрат на зимнее содержание. Различают следующие виды снегоочистительных работ: патрульная снегоочистка; удаление валов; расчистка снегопадных отложений и снежных заносов небольшой толщины; расчистка снежных заносов значительной толщины; расчистка лавинных завалов.

Очистку автомобильных дорог от снега производят специальными снегоочистительными машинами, условия применения которых приведены в табл. 15.8. Основной вид очистки дорог от снега - патрульная снегоочистка, которая производится периодическими проходами плужных и плужно-щеточных снегоочистителей по закрепленному участку в течение всей метели или снегопада. Патрульная снегоочистка производится одиночными снегоочистителями или отрядом плужно-щеточных снегоочистителей, движущихся уступом с интервалом 30-60 м с перемещением снега от оси дороги к обочине с перекрытием следа на 0,3-0,5 м.

Таблица 15.8

Машина	Предельная плотность снега, г/см3	Предельная толщина слоя снега, м	Целесообразная область применения
при полной ширине захвата	при неполной ширине захвата	Основная область применения	Возможная область применения
Одноотвальный плужный снегоочиститель	0,3	0,3	0,7	Патрульная снегоочистка	Уширение полосы расчистки
То же, с боковым отвалом	0,3	0,3	-	Уширение полосы расчистки при патрульной снегоочистке	Патрульная снегоочистка
То же, со средним ножом	0,5	0,1	0,3	Ликвидация снежного наката в начальной стадии его образования	Патрульная снегоочистка
Двухотвальный плужный снегоочиститель на автомобильном шасси	0.4	0,4	0,8	Расчистка снежных заносов до 0,5 м	Уширение полосы расчистки
Двухотвальный снегоочиститель на шасси трактора	0,6	1,0	1,2	Прокладка снегозащитных траншей. Устройство автозимников	Расчистка заносов. Прокладка колонных путей
Шнекороторные и фрезернороторные снегоочистители	0.6	1,5	Расчистка снежных заносов или снегопадных отложений большой толщины. Удаление снежных валов. Расчистка лавинных завалов
Автогрейдеры	0,6	0,5	0,6	Расчистка снежных завалов и снегопадных отложений средней толщины
Бульдозеры	0,7	1,0	Расчистка снежных отложений большой толщины	Прокладка снежных траншей
Валоразбрасыватели	0,6	1,5	Удаление снежных валов

Очистку необходимо начинать сразу же с момента снегопада или метели. При задержке с началом работ рыхлый снег колесами автомобилей превращается в накатный слой, практически не снимаемый при патрульной снегоочистке.

Снегоочистительные машины должны работать на скорости не менее 30-35 км/ч с целью повышения производительности и дальности отбрасывания снега за пределы дорожного полотна, которая зависит от скорости движения:

Скорость движения снегоочистителя, км/ч 30 35 40 45 50 60

Дальность отбрасывания снега, м 6,7 9,2 10,2 12,1 12,8 17

С увеличением толщины снега на проезжей части от 10 до 30 см скорость движения снегоочистительных машин снижается с 50 до 35 км/ч.

На участках дорог, проходящих по косогорам (в полунасыпи или в полунасыпи-полувыемке), снегоочистку рекомендуется начинать со стороны верхового откоса и перемещать снег последовательными проходами в сторону низового откоса.

Технологическая схема работы патрульных машин зависит от ширины очищаемой поверхности дороги, направления и скорости ветра. Звено снегоочистительных машин подбирают так, чтобы за один проход в одном направлении снег убирался с половины очищаемой поверхности дороги без образования валов на обочине более допустимой толщины. Требуемое количество снегоочистителей определяется по формуле (15.2) (см. раздел 15.1).

Расчистка двухполосных дорог при отсутствии сильного бокового ветра производится от оси к обочинам (рис. 15.23) последовательными круговыми проходами звена одноотвальных плужных снегоочистителей с отбрасыванием снега за пределы земляного полотна.

Рис. 15.23. Технологические схемы очистки дорог от снега:
а - от оси к обочинам; б - от одной обочины к другой по направлению ветра;
1 - направление движения снегоочистительных машин; 2 - направление отбрасывания снега; 3 - направление ветра

При очищаемой поверхности до 8-9 м расчистка может быть выполнена одним мощным скоростным снегоочистителем с дополнительным боковым отвалом. При наличии бокового ветра со скоростью 6-10 м/с расчистка выполняется проходами плужных одноотвальных снегоочистителей с перемещением снега от наветренной обочины к подветренной. В этой технологии необходимо менять положение отвала в конце очищаемой захватки или применять снегоочистители с поворотными отвалами.

Следует иметь в виду, что при одностороннем перемещении снега по всей ширине очищаемой полосы после последнего прохода плужного снегоочистителя на обочине может образовываться снежный вал. Для его удаления в состав звена очистительных машин необходимо включать валоразбрасыватель.

Усиленная снегоочистка или расчистка снегозаносов небольшой толщины. Во время сильных метелей и снегопадов, когда на отдельных участках дорог образуются снежные косы и переметы, или накопились снежные отложения толщиной более 20-30 см, в состав звена по очистке дорог включают плужный двухотвальный снегоочиститель, который движется по оси дороги и пробивает косы и переметы, а идущие за ним одноотвальные снегоочистители сдвигают снег к обочинам, расчищая дорогу на полную ширину.

Снежные валы удаляют с помощью роторных снегоочистителей. Если валы сдвинуты на кюветы, то для их удаления применяют роторные снегоочистители на гусеничном ходу или валоразбрасыватели с выносным рабочим органом. При отсутствии таких машин для удаления валов, расположенных над кюветами, применяют автогрейдеры или универсальные бульдозеры в комплексе с роторными снегоочистителями на колесном ходу. Автогрейдер сдвигает снег из вала на дорожное полотно, а роторный снегоочиститель отбрасывает его в сторону.

Существенные помехи возникают при очистке дорог от снега на участках, где установлены ограждения, направляющие столбики, а также на путепроводах и мостах, с которых нельзя сбрасывать снег вниз.

С целью обеспечения высокой скорости снегоочистки и обеспечения очистки и обеспечения очистки верхней части насыпи на всю её ширину, особенно в районах с интенсивной метелевой деятельностью, рекомендуется производить демонтаж съёмных конструкций ограждений безопасности (за исключением участков подходов к мостам и путепроводам) с одновременной установкой направляющих вешек на расстоянии 30-50 м одна от другой по бровке земляного полотна.

Направляющие вешки должны быть установлены в створе размещения труб (над оголовками с каждой стороны дороги) и в начале и в конце мостовых переходов (у начала и окончания ограждений безопасности с каждой стороны дороги). Для беспрепятственного движения снегоочистительных машин при уборке снега с обочин необходимо устанавливать сигнальные столбики с отгибами (см. гл. 13).

На участках с ограждениями, за которые можно выбросить снег, эта задача решается путём включения в состав звена автогрейдера и роторного снегоочистителя или валоразбрасывателя. Плужные снегоочистители сдвигают снег к ограждению, автогрейдер перемещает его на обочину и формирует вал, а роторный снегоочиститель выбрасывает его за пределы земляного полотна. Окончательная уборка снега из-под ограждений должна производиться после завершения патрульной снегоочистки средствами малой механизации или вручную.

При очистке от снежных отложений путепроводов, эстакад и мостов может быть два варианта:

снег может быть сдвинут к боковым ограждениям или бордюрам и затем бульдозерами перемещен вдоль моста за его пределы;

снег плужными снегоочистителями может быть сдвинут к боковым ограждениям, затем автогрейдером отодвинут от него и сформирован в виде вала, после чего шнекороторным снегоочистителем погружен в транспортные средства и вывезен.

Аналогичная технология применима и на участках насыпи с ограждениями, или глубоких выемок, где снег не может быть выброшен за пределы земляного полотна.

Расчистка снежных заносов большой толщины. При расчистке заносов толщиной до 1 м применяют двухотвальные и роторные снегоочистители. Первый проход осуществляет двухотвальный плужный тракторный снегоочиститель. За один проход он расчищает полосу шириной 3,5-4 м, обеспечивая проезд автомобилей в одну сторону, затем по кольцевой схеме он расширяет полосу очистки. Вслед за плужными движется роторный снегоочиститель, который убирает снег из образовавшегося вала и расширяет полосу проезда до необходимой величины (рис. 15.24).

Рис. 15.24. Пробивка глубоких заносов на дорогах двухотвальным плужным и плужно-роторным снегоочистителем:
1-3 - последовательность движения машин

Расчистку заносов толщиной более 1 м выполняют с использованием всей имеющейся техники. Наиболее эффективно применение бульдозера с поворотным ножом, который последовательными проходами перемещает снег к обочине, откуда снег роторными снегоочистителями перебрасывается за пределы полотна. При отсутствии снегоочистителей применяют бульдозеры с неповоротным отвалом, которые расчищают снежные отложения поочередными проходами в одну и другую сторону от дороги под острым углом к её оси. Снег сдвигают на расстояние 15-20 м от бровки земляного полотна.

При очень больших заносах, когда участок дороги полностью занесен снегом толщиной 2-3 м и более, для расчистки можно применять лишь фрезерно-роторные снегоочистители на тракторах с гусеничным ходом. Они могут последовательными проходами расчищать траншею по ярусам высотою до 1,2 м. В начале расчищают траншею для однопутного движения и примерно через каждые 500 м устраивают объезды. Далее траншею уширяют до двухпутного движения. Для очистки пересечений в одном и разных уровнях необходимо разрабатывать специальные схемы движения снегоочистительных машин.

Занесенные выемки при большой толщине отложений (более 2 м) должны расчищаться роторными снегоочистителями на гусеничном ходу. Снег удаляют послойно последовательными проходами вдоль выемки (рис. 15.25).

Рис. 15.25. Схема расчистки выемки роторным снегоочистителем на гусеничном ходу:
1 - направление отбрасывания снега; 2 - предохранительный слой снега толщиной 10 см, убираемый автогрейдером

При отсутствии роторных снегоочистителей на гусеничном ходу снежные отложения в выемке разрабатывают бульдозерами совместно с роторными снегоочистителями на колёсном ходу. Потребность в машинах для выполнения объемных работ по очистке дорог от снежных заносов определяют по формуле

где (15.23)

N_w - потребное количество машин для объёмных работ по снегоочистке, шт.;

W - объём снега, подлежащего уборке за один цикл, м³;

Р_э - производительность одной машины, м³/ч;

t_п - нормативный срок расчистки дорог, час.

Если нет фактических данных об объемах снегоотложений, их можно ориентировочно определить по формуле

где (15.24)

п - число участков с сильными заносами;

W_сд - снегопринос к дороге, м³/пог. м;

f - коэффициент задержания снега, который принимают равным 0,9 для выемок и 0,4 для нулевых отметок, низких насыпей, участков с ограждениями;

L_i - длина каждого участка, м.

Ориентировочные затраты машинного времени и труда на снегоочистку приведены в табл. 15.9.

Таблица 15.9

Укрупненные показатели затрат машинного времени и труда на снегоочистку (на 1 км дороги с проезжей частью шириной 7 м)

Вид работы	Операция	Машина / машинист 4-го разряда
Наименование	маш.-ч чел.-ч
Патрульная снегоочистка	Очистка с отбрасыванием за бровку дорожного полотна	Плужный одноотвальный автомобильный снегоочиститель на КДМ-130Б	0,24
	То же, с боковым крылом ЭД-207	0,24
Очистка с оставлением снежных валов	Плужный одноотвальный снегоочиститель на КДМ -130 Б	0,35
	(при толщине снега 10 см и более)	Автогрейдер ДЗ- 31 -1	1,8
	Уборка снежных валов	Роторный снегоочиститель ДЭ-210А	1,17
Расчистка снежных заносов	Пробивка снежных заносов (при толщине снега 0,3-0,5 м)	Двухотвальный плужный снегоочиститель на колесном тракторе К-701	0,12
Уширение полосы расчистки	Двухотвальный плужный снегоочиститель на колесном тракторе К-701	1,4
	Автогрейдер ДЗ-31-1	4,4
	Удаление снежных валов	Роторный снегоочиститель ДЭ-210 А	2,92
	Окончательная очистка с удалением снега с покрытия	Плужный одноотвальный автомобильный снегоочиститель со щеткой на КДМ-130 Б	0,23
Удаление уплотнённого снега	Скалывание уплотненного слоя снега	Бульдозер ДЗ-18 или автогрейдер ДЗ-99-1-4 с зубчатым ножом на отвале	12,5
Отбрасывание сколотого снега	Роторный снегоочиститель ДЭ-210 А	1,91

Возможность расчистки дорог во время сильной метели зависит от интенсивности переноса снега, которая может быть столь велика, что полностью отсутствует видимость. Если видимость позволяет вести работы, а количества имеющихся машин достаточно для быстрого удаления снега с дороги, расчистку дорог с высокой интенсивностью движения во время сильных метелей нужно производить обязательно. Соотношение роторных и плужных снегоочистителей должно быть в пределах от 2:10 до 4:10.

При недостаточном количестве снегоочистительных машин отбрасывающего типа, чтобы своевременно и полностью удалять валы, срезать отвесные стенки, образующиеся при снегоочистке, работы во время метели могут привести к резкому увеличению снегонакопления и ускорению образования снежных заносов (рис. 15.26).

Рис. 15.26. Последствия неполной очистки во время сильной метели:
1 - снежный вал после первой очистки; 2 - снежный занос; 3 - снежный вал после второй очистки: 4 - новый снежный занос; 5 - направление ветра

В этих условиях может оказаться нецелесообразным выполнять работы во время метели, а привести расчистку сразу после ее окончания. В любом случае дорожно-эксплуатационная служба должна принять все меры к предупреждению несчастных случаев с водителями и пассажирами автомобилей, попавших в снежные заносы на дорогах.

Сложно очищать снег на развязках в разных уровнях, особенно на левоповоротных съездах, имеющих малые радиусы поворота. На внутренней части кривых таких съездов в районах с частыми метелями целесообразно устанавливать съемные ограждения и направляющие столбики, которые перед наступлением зимы убирают. Снег с проезжей части убирают внутрь кривой проходами плужных снегоочистителей или автогрейдеров.

Снегоочистку пунктов весового контроля, пунктов учета интенсивности движения, тротуаров и пешеходных дорожек осуществляют средствами малой механизации или вручную после завершения работ по снегоочистке проезжей части. При этом удаление снега с отдельных элементов весов и датчиков, вмонтированных в покрытие проезжей части, целесообразно производить сжатым воздухом, используя для этой цели передвижные компрессорные установки.

Особенности очистки от снега автомобильных магистралей. Особенности зимнего содержания автомагистралей состоят в том, что значительная ширина земляного полотна, наличие разделительной полосы, большого количества различных видов обустройств дороги и плотный многорядный транспортный поток создают помехи для переноса снега, способствуют его отложениям на дороге и усложняют организацию работ по очистке автомагистрали от снега и ликвидации гололёда. Существенные трудности возникают при зимнем содержании многополосных автомагистралей, имеющих несколько разделительных полос, которые являются препятствием для снегопереноса и способствуют отложению снега на проезжей части. Снег с разделительной полосы нужно убирать, так как его наличие приводит к увеличению снегозаносимости проезжей части и переувлажнению земляного полотна в период снеготаяния. Однако эту работу можно производить после окончания метели. Более того, если разделительная полоса имеет значительную ширину и вогнутый поперечный профиль, можно допустить накопление слоя снега толщиной до 1,0 м на этой полосе. В начале весеннего снеготаяния необходимо прорыть продольную траншею по середине разделительной полосы для обеспечения быстрого стока воды. На разделительной полосе с выпуклой и горизонтальной поверхностью накопившийся снег должен быть обязательно убран перед началом таяния.

Особенности зимнего содержания автомагистралей изучены ещё недостаточно. Установлено, что даже на снегонезаносимых по высоте насыпях, где установлены барьеры безопасности, происходит интенсивный занос снега во время метелей. Поэтому автомобильные магистрали рекомендуется защищать от снежных заносов на всем протяжении, где возможен снегоперенос.

К зимнему содержанию автомагистралей применимо большинство мероприятий по зимнему содержанию дорог, но с учетом более жёстких требований к уровню содержания и срокам ликвидации снежных и ледяных отложений.

Патрульную снегоочистку проезжей части автомагистралей целесообразно производить отрядом скоростных плужно-щёточных снегоочистителей с дополнительным боковым отвалом, которые движутся на расстоянии 100-150 м один за другим на максимально возможной скорости, при которой снег отбрасывается далеко за бровку земляного полотна (рис. 15.27).

Рис. 15.27. Схемы патрульной снегоочистки автомагистралей:
а - скоростными плужными снегоочистителями боковыми отвалами с возможностью их обгона автомобилями; b - то же, с машиной сопровождения; с - обычными плужными снегоочистителями; 1, 2, 3, 4 - последовательность движения машин; Р - машина сопровождения

Большое расстояние между снегоочистителями обеспечивает возможность обгона их отдельными автомобилями транспортного потока. Однако при высокой интенсивности движения эти обгоны становятся опасными. В этом случае интервал между снегоочистителями сокращают до 40-60 м и при высокой интенсивности движения организуют их сопровождение машиной службы безопасности движения.

В случае интенсивного снегопада или метели или при невозможности движения снегоочистителя с высокой скоростью на обочине автомагистрали образуется вал. Для его удаления в состав звена включают валоразбрасыватель или шнекороторный снегоочиститель.

Технология очистки от снега многополосных автомагистралей. Опыт зимнего содержания Московской кольцевой автомобильной дороги (МКАД) с высокой интенсивностью транспортного потока показывает, что необходимо обеспечить минимальные помехи движению автомобилей при выполнении технологических операций и выполнять их со скоростью, близкой к средней скорости транспортного потока, за возможно короткий срок и минимальное количество проходов. В противном случае на автомагистрали очень быстро образуются многокилометровые заторы.

Во избежание задержек движения при очистке снега применяют мощную снегоочистительную технику, в том числе фронтальные снегоочистители, оснащённые секционным плугом и боковым отвалом на базе машин МБ 2638, МАЗ-5516 («Супер-МАЗ») и подобные им. Это позволяет уменьшить количество снегоочистителей в колонне, обеспечить сгребание снега за один проход при рабочей скорости снегоочистителей в 45-55 км/ч.

Технология работ по очистке от снега отличается от традиционной тем, что при скоростной уборке в начале снегопада или метели производится распределение химических реагентов распределителями типа ШМИДТ на базе МБ 2638 или МАЗ 5551 (КУМ) с шириной обрабатываемой полосы до 10 м. В зависимости от интенсивности снегопада задается плотность распределения реагентов в диапазоне 5-40 г/м². Распределители двигаются уступом, последующий (второй) водитель контролирует распределение по границе первого. В зависимости от интенсивности снегопада и температуры воздуха определяется время выхода снегоочистителей, т.е. выдержка, в течение которой реагент растворяет часть выпавшего снега, а увлажнённый снег колёсами проезжающих автомобилей перемешивается, в результате чего на покрытии образуется увлажнённая масса снега.

Эта операция необходима для того, чтобы избежать уплотнения снега колесами автомобилей. Продолжительность выдержки колеблется от 15 до 30 минут в зависимости от температуры воздуха и интенсивности снегопада или метели. После этого начинается собственно операция по сгребанию и удалению снега с дороги. При сгребании снега колонна широкозахватных снегоочистителей, оснащённых фронтальными плутами и боковыми отвалами (плугами), обеспечивает однопроходную качественную очистку магистрали. Убираемая ширина МБ 2638 (первого в колонне) составляет 5,4-5,5 м, последующих несколько меньше за счет перекрытия следа.

Колонна снегоочистителей после выхода на магистраль выстраивается с дистанцией между снегоочистителями в 15-20 м (рис. 15.28, а). Это расстояние считается оптимальным с точки зрения качества уборки, при котором контролируется перекрытие очищаемой полосы последующим водителем, а также предупреждается обгон колонны попутными транспортными средствами. Колонна снегоочистителей, как правило, сопровождается машиной дорожно-патрульной службы.

Рис. 15.28. Технологическая карта зимней очистки широких магистралей:
а - сгребание снега с проезжей части широкозахватными снегоочистителями; б - подметание (промёт) проезжей части

При увеличении дистанции и отсутствии сопровождения патрульной машины ГИБДД возрастает чисто водителей, стремящихся обогнать колонну путём проезда между снегоочистителями, что приводит к аварийным ситуациям. В случае наличия в колонне снегоочистителя меньшей мощности, не выдерживающего скорости, его целесообразно ставить в колонне последним справа. При этом попытка обгонов снижается из-за значительного снежного вала, собранного с трёх-четырёх полос. С целью снижения нагрузки на снегоочиститель целесообразно его проход осуществлять с боковым отвалом в транспортном положении. Такая организация обеспечивает большую безопасность работ, так как на крайней полосе возможна кратковременная остановка транспортных средств, для объезда которых необходимо убирать боковой отвал, что снижает безопасность движения и вместе с тем качество работ. Движение колонны осуществляется со скоростью 45-55 км/ч, при этом снежная масса откидывается после прохода снегоочистителя на 1-1,5 м от бокового отвала.

После прохода снегоочистителей на поверхности покрытия остается снежная масса толщиной около 2 см. По окончании сгребания практически следом идут распределители реагентов (на рис. 15.28 не показаны) с плотностью распределения при окончании снегопада 5-10 г/м², а при его продолжении - 15-25 г/м².

Подметание (промёт) производится сразу после распределения реагентов, если снегопад закончился. В случае если снегопад продолжается, подметание производится после того, как на поверхности покрытия накопятся отложения снега толщиной 2-2,5 см (рис. 15.28, б). Для этого применяют те же МБ 2638 с рабочим оборудованием - фронтальной щёткой и использованием бокового отвала. Фронтальная щётка широкозахватного снегоочистителя отбрасывает снежную массу справа по ходу движения в валик шириной 1-1,3 м, который разравнивается боковым отвалом и отбрасывается еще на 1,5-2 м. По ширине прохода щетки на покрытии остается чистая «черная» поверхность покрытия, а выровненная боковым отвалом снежная масса толщиной 2-3 см попадает под фронтальную щётку следующего в колонне снегоочистителя. После прохода колонны в зависимости от погодных условий проводится последующая обработка проезжей части противогололёдными реагентами.