Методы,технологии, оборудование и способы выполнения работ по борьбе с гололёдом

Московская Государственная Академия Коммунального

Хозяйства и Строительства

 

               КАФЕДРА КОММУНАЛЬНОЙ ЭКОЛОГИИ

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

По дисциплине “Процессы и аппараты защиты окружающей среды”

На тему: “ Методы,технологии, оборудование и способы выполнения работ по борьбе с гололёдом ’’

 

 

 

 

 

 

Выполнила: Голубка Т.В. (5 курс ИЗОС)

Проверил: Рыков С. В.

 

 

 

 

 

 

 

Москва – 2011г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение  ……………………………………………………………………..3                                                                

1.1 Виды  гололёда…………………………………………………………..4

1.2 Методы  борьбы с гололёдом………………………………………….6

1.3 Агрессивные свойства хлоридов……………………………………10

1.4 Базы хранения противогололедных материалов………………....13

2. Производственная база дорожной службы………………………….15

Заключение……………………………………………………………...…17

Используемая  литература……………………………………………….18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Гололед напрямую отражается на дорожной обстановке. По данным анализа аварийности, вследствие гололеда и некачественной очистки проезжей части от снега происходит каждое второе ДТП в городе. Основными причинами ДТП являются неровности и дефекты дорожного покрытия, необработанное противогололедными материалами дорожное полотно, а также снежные валы на проезжей части. Однако возлагать всю вину за ДТП в городе только на плохую работу дорожно-эксплуатационных служб неправильно – значительная часть этих происшествий связана с тем, что водители и пешеходы грубо нарушают правила дорожного движения. В условиях гололеда тормозной путь автомобиля увеличивается, и несколько метров могут оказаться для пешехода трагическими. К тому же пешеход, переходящий дорогу в условиях гололеда тоже может подскользнуться и упасть, учитывайте и такую возможность. Дети на скользкой дороге - разговор особый. Если взрослые с трудом адаптируются к переменам погоды, в частности к гололеду, дети тем более не умеют предвидеть опасность.

В своей работе я рассмотрела основные виды и  причины возникновения гололёда на дорогах. Так же рассмотрела основные методы борьбы с гололёдом: Фрикционный метод, химико-фрикционный метод, Химический способ.

В работе я использовала материал авторов: Кривошеин Д. А., Муравей Л. А., Роева Н. Н., И. Е. Евгеньев, В. В. Савин и многих других.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Методы борьбы с гололёдом.

1.1 Виды гололёда.

Зимний гололёд включает в себя все виды снежно-ледяных образований на поверхности дороги, приводящие к снижению коэффициента сцепления: различные виды естественного обледенения, которые в метеорологии объединяют понятием гололедицы, и искусственное обледенение в виде снежного наката.

Формирование  зимней скользкости на автомобильных  дорогах зависит от метеорологических  условий и теплофизических свойств  дорожной одежды. Частота ее появления  зависит от климатических условий  и колеблется от 5 до 50 случаев в году. Наиболее общим случаем является образование гололеда на покрытии в результате замерзания капель дождя, мороси, тумана непосредственно на покрытии или в приземном слое воздуха, в котором при пониженной температуре содержится паровоздушная смесь в состоянии, близком к насыщению. Ледяная корка образуется в зимний период при температуре воздуха от +4 до — 20°С: 55% случаев приходится на период О...-5°С; 80% на период +2... ...-6Х; 90% на период +2... ... - 15°С. Относительная влажность воздуха оказывает важное влияние на формирование условий льдообразования. Гололед на покрытиях в 95% случаев возникает при w=70÷100%, 90% случаев при w=80÷100%.

При высокой  влажности и отрицательной температуре  в приземном воздухе до -5 °С еще содержится незамерзшая вода в виде капель диаметром около 2 мм. Чем холоднее воздух, тем меньше диаметр не-замерзших частиц: при t_в = -10 °С в воздухе находится морось - незамерзшая парообразная вода диаметром частиц около 0,3 мм; при t_в =-30 °С парообразная влага представляет собой переохлажденный туман.

По характеру  образования различают пять групп  обледенения поверхности автомобильных  дорог.

1. К первой группе относят все виды обледенения, возникающие с понижением температуры воздуха и замерзания имеющейся на покрытии воды. Это гидратационный тип гололедообразования, который возникает от внезапного снижения температуры воздуха до 0 °С и ниже, когда замерзает вода, находящаяся на покрытиях после дождя, таяния снега, поверхностного стока. Осадки при этом могут отсутствовать. Другой путь обледенения мокрого покрытия-выпадение мокрого снега или дождя при положительной температуре воздуха и дальнейшее замерзание при понижении температуры до отрицательных значений. Область образования льда зависит от толщины пленки воды, отрицательной температуры воздуха t_в, скорости ветра υ_B, теплового сопротивления дорожной конструкции R.
2. Ко второй группе относят те виды обледенения, которые образуются на сухой поверхности в результате кристаллизации водяного пара из воздуха и образования инея при радиационном охлаждении покрытия ниже температуры точки росы. Температурный диапазон образования инея от — 7 до — 40 °С. Образование инея возможно при относительной влажности воздуха 80-100% в ясную безветренную погоду, при которой имеет место отрицательный баланс тепла. Осадки при этом отсутствуют.
3. К третьей группе относят виды скользкости, возникающие при замерзании осадков, выпадающих на покрытие, охлажденное ниже температуры замерзания воды, в результате чего образуется твердый налет. Различают налет зернистый и ледяной. Зернистый налет возникает при намерзании на переохлажденное покрытие влаги из тумана в начале оттепели, создается ледяная корка с шероховатой поверхностью. Ледяной налет образуется из-за замерзания капель воды при кратковременном дожде или мороси на охлажденном покрытии, когда температура воздуха не более — 2... — 3 ⁰С. Длительный дождь приводит к прогреванию верхних слоев покрытия, и капли воды не замерзают.
4. К четвертой группе относят те виды обледенения, которые возникают при выпадении на покрытие переохлажденных капель влаги. Жидкая фаза на сухом или мокром покрытии образуется за счет выпадения капель переохлажденной жидкости из приземного слоя. Переохлажденные дожди наблюдаются при температуре до — 5 ⁰С, а переохлажденная морось-до -10 °С.

Температура переохлажденных  капель в зависимости от их диаметра может     изменяться от — 1 до -10 °С.

Характерная особенность  метеорологических условий для  этого типа гололеда: оттепель после длительных морозов; слабоморозная погода (2_В ?= — 1.. .6 °С) и туманы; низкая положительная температура (7_в== +4... + 1 °С) и туманы при температуре дорожных покрытий

5. Пятую группу составляют те виды скользкости, которые образуются от уплотнения на покрытии слоя снега, т. е. искусственная скользкость. Снег обладает свойством изменять свои физические характеристики (плотность, прочность) под воздействием колес движущегося автомобиля.

 

 

 

 

 

1.2 Методы борьбы с гололёдом.

 

Все мероприятия по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах можно разделить на три группы по целевой направленности: мероприятия, направленные на снижение отрицательного воздействия образовавшейся зимней скользкости (повышение коэффициента сцепления колеса с дорогой путем россыпи фрикционных материалов); мероприятия, направленные на скорейшее удаление с покрытия ледяного или снежного слоя с применением химических, механических, тепловых и других методов; мероприятия, направленные на предотвращение образования снежно-ледяного слоя или ослабление его сцепления с покрытием. Это профилактические методы борьбы с зимней скользкостью.

В практике зимнего  содержания для борьбы с зимней скользкостью применяют фрикционный, химический, физико-химический и другие комбинированные  методы.

Фрикционный метод является основным методом снижения отрицательного воздействия зимней скользкости. Суть его состоит в том, что по поверхности ледяного или снежно-ледяного слоя рассыпают песок, мелкий гравий, отходы дробления, золу, шлак и другие абразивные материалы размером частиц не более 5-6 мм без примеси глины. Россыпь производится пескоразбрасывателями или другими машинами. Наибольшее применение получил песок. На неопасных участках дорог нормы расхода песка от 200 до 700 г/м², или около 0,3-0,4 м³ на 1000 м² покрытия, на опасных спусках, перекрестках, кривых малого радиуса-нормы расхода удваивают.

Преимущество  метода в простоте, однако у него много недостатков. Рассыпанный  абразивный материал повышает коэффициент  сцепления до 0,3, но задерживается  на проезжей части короткое время (не более 0,5 ч), сносится завихрениями после прохода автомобилей, разбрасывается колесами, сдувается ветром. Для восстановления сцепных свойств требуются частые посыпки и большое количество пескораспределителеи. Для повышения эффективности распределяют подогретый абразивный материал, который проникав в ледяную корку и после примерзания придает поверхности некоторую шероховатость.

Значительно большее  распространение получил комбинированный химико-фрикционный метод, когда рассыпают фрикциооные материалы смешанные с твердыми хлоридами NaCl, СаСl₂. Песчано-солевую смесь приготавливают на базах путем смешивания фрикционных материалов с кристаллической солью в отношении 90:10 (по весу соответственно). В Белорусской ССР при химико-фрикционном способе борьбы с зимней скользкостью применяют смесь хлористого натрия в виде поваренной соли или соли сильвинитовых отвалов с песком в соотношении 1:4. Достоинство песчано-солевых смесей в том, что они не смерзаются и не слеживаются.

На неопасных  участках нормы расхода песчано-солевых смесей от 100 до 400 г/м², или ОД-0,2 м³ на 1000 м² покрытия, а на опасных -0,3-0,4 м³. Песчано-солевые смеси распределяют пескоразбрасывателями или комбинированными дорожными машинами с универсальным оборудованием типов КДМ-130, ЭД-403. Такие смеси эффективнее, чем чисто абразивные Однако этот метод требует большого объема распределяемых материалов и большого числа машин для распределения, приводит к значительной коррозии автомобилей. В СССР он нашел большое распространение из-за своей простоты.

Комбинированный химико-механический метод состоит в распределении по снежному накату твердых или жидких хлоридов, которые расплавляют и ослабляют снежно-ледяной слой, после чего рыхлую массу убирают плужными или плужно-щеточными очистителями, а при их отсутствии - автогрейдерами. Расход твердых хлоридов на 1 мм слоя замерзшей воды колеблется от 15 до 90 г/м², жидких хлоридов- от 0,08 до 0,15 л/м² в зависимости от вида хлорида и температуры воздуха.

Для повышения  эффективности и уменьшения расхода  хлоридов инж. И. В. Филиппов предложил  устраивать в снежном накате продольные канавки глубиной до 2-5 см и шириной 6 см на расстоянии 2 см авто-грейдером, к ножу которого приварены зубья. Распределенные твердые или жидкие хлориды в основном собираются в канавках и быстро разрушают накат, который затем убирают плужно-щеточными машинами.

Расход хлоридов сокращается на 30-40%.

Химический  способ борьбы с зимней скользкостью заключается в применении для плавления снега и льда твердых или жидких химических веществ, содержащих хлористые слои. Физическая сущность взаимодействия хлористых солей с ледяной поверхностью состоит в гидратации ионов хлора молекулами воды. Этот самопроизвольный процесс сопровождается тепловыми явлениями и протекает до наступления динамического равновесия при данной температуре воздуха. Интенсивность процесса взаимодействия характеризуется плавящей способностью хлоридов q, т. е. количеством расплавленного льда 1 г соли при данной отрицательной температуре воздуха. Плавящая способность вначале возрастает во времени Т^b, а по мере наступления динамического равновесия-стабилизируется.

(1.2)

 

Техническая поваренная соль NаСl-наиболее распространенная в природе соль (каменная, самоосадочная) в виде минералов галита и сильвини-га. Из сырья поваренной соли выпускают пищевую, содержащую более 93-99,7% NаСl, и техническую соль, содержащую более 93% NаСl. Для борьбы с зимней скользкостью используют молотую соль крупностью от 1,2 до 4,5 мм.

Техническая соль силъвинитовых отвалов КСl, NаСl - кристаллический продукт, отход производства калийных удобрений. Этот продукт, накопленный в огромных количествах в отвалах калийных комбинатов содержит от 90 до 95% в основном хлористого натрия, 2-3% хлористого калия и 0,5-1% хлористого магния. Частицы соли сильвинитовых отвалов имеют крупность до 4 мм при наличии включений крупностью до 10 мм. Недостатки этого продукта - высокая влажность (8-12%), слеживаемость при положительной температуре и смерзаемость при низкой отрицательной температуре.

Хлористый кальций СаСl₂-побочный продукт содового производства. Частицы его похожи на чешуйки диаметром около 15 мм и толщиной 1 мм, поэтому он называется чешуированным и содержит 67% хлористого кальция.

Хлористый кальций фосфатированный (ХКФ)-смесь чешуированного хлористого кальция с ингибитором (суперфосфатом). Добавка 5-7% ингибитора (от массы соли) существенно снижает коррозионное действие хлоридов.

Стоимость хлористого кальция намного выше, чем хлористого натрия. Кроме этого, СаСl₂ более дефицитный и агрессивный материал, поэтому создают смеси оптимального хлоридного состава, применяемые при более низких температурах, чем чистая соль NaСl. Исследования Гипродорнии показали, что оптимальны смеси состава NаСl:СаСl₂ как 88:12 при условии применения че-шуированного хлористого кальция.

Крупный недостаток твердых хлоридов- их слеживаемость, так как при определенных влажностно-температурных условиях она адсорбирует (поглощает) влагу из воздуха. Способность соли впитывать воду называется гигроскопичностью. Увлажнение соли происходит только тогда, когда влажность воздуха выше гигроскопического порога для данной соли. Этот порог составляет для хлористого натрия 75% относительной влажности воздуха, для хлористого кальция и ХКФ-22%. Это означает, что СаСl₂ и ХКФ практически всегда впитывают воду из воздуха- На поверхности каждой частицы образуются новые кристаллы соли, которые служат как бы спайками между зернами соли, что и приводит к ее омоноличиванию. Поэтому СаСl₂ и ХКФ можно перевозить только в полиэтиленовых мешках или другой закрытой таре и хранить в закрытых складах.

Жидкие хлориды для борьбы с зимней скользкостью широко применяют в виде естественных и промышленных рассолов, а иногда и искусственно приготавливаемых растворов. Жидкие хлориды пригодны только с концентрацией солей более 150 г/л, т. е. с содержанием основного вещества более 15%. Нельзя проводить работы по борьбе со скользкостью при температуре воздуха ниже температуры замерзания жидкого хлорида, т.е. от -10 до -17°С для рассолов различного вида и концентрации.