Зимнее содержание автомобильных дорог


Л. Р. Мытько









                ЗИМНЕЕСОДЕРЖАНИЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ




Учебное пособие












Москва Вологда Инфра-Инженерия 2022

УДК 625.7/.8(075.8)
ББК 39.311.7
      М79





Рецензенты:
Яромко Вячеслав Николаевич, доктор технических наук, главный научный сотрудник ГП «БелдорНИИ»;
Гледко Василий Евгеньевич, генеральный директор РУП «Минскавтодор-Центр»





      Мытько, Л. Р.
М79        Зимнее содержание автомобильных дорог : учебное пособие / Л. Р. Мыть-
      ко. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2022. - 324 с. : ил., табл.
            ISBN 978-5-9729-0811-0

      Подробно рассмотрены вопросы зимнего содержания автомобильных дорог, способы уменьшения снегозаносимости земляного полотна, выявления снегозаносимых участков, определения объемов снегоприноса. Приведены основные методы защиты автомобильных дорог от снежных заносов, дан расчет необходимого количества плужных снегоочистителей и распределителей, противогололедных материалов. Представлена классификация и методы контроля противогололедных материалов, система дорожного метеорологического обеспечения. Даны сведения о способах зимнего содержания автомобильных дорог за рубежом, снижения отрицательного воздействия противогололедных материалов на окружающую среду, применения низкотемпературных противогололедных реагентов, утилизации снега, создании баз хранения противогололедных материалов.
      Для студентов транспортных направлений подготовки. Может быть полезно специалистам дорожного хозяйства.

                                                              УДК 625.7/.8(075.8)
                                                              ББК 39.311.7








ISBN 978-5-9729-0811-0

© Мытько Л. Р., 2022
        © Издательство «Инфра-Инженерия», 2022
                              © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2022

    ОГЛАВЛЕНИЕ


ВВЕДЕНИЕ...........................................................7
1. ОРГАНИЗАЦИЯ ЗИМНЕГО СОДЕРЖАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ.........................................................8
   1.1. Требования к уровню зимнего содержания автомобильных дорог.8
      1.1.1. Обочины и разделительные полосы.......................8
      1.1.2. Покрытие проезжей части...............................9
      1.1.3. Мостовые сооружения..................................10
      1.1.4. Водопропускные трубы.................................11
      1.1.5. Тоннели, галереи, балконы и пешеходные переходы......11
      1.1.6. Элементы обустройства................................11
   1.2. Требования к эксплуатационному состоянию автомобильных дорог в зимний период...........................................12
   1.3. Методы контроля эксплуатационного состояния автомобильных дорог при зимнем содержании................................18
   1.4. Условия движения по автомобильным дорогам в зимний период года................................................21
   1.5. Учет природно-климатических условий при зимнем содержании автомобильных дорог........................................23
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СНЕГОЗАНОСИМОСТИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ.........................................................26
   2.1. Анализ существующих способов снижения снегозаносимости земляного полотна.........................................26
   2.2. Определение объемов снегоприноса..........................28
   2.3. Районирование территории по условиям зимнего содержания дорог.....................................................33
   2.4. Оценка снегозаносимости и выявление снегозаносимых участков.35
3. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ЗАЩИТЕ ДОРОГ ОТ СНЕЖНЫХ ЗАНОСОВ......................................................41
   3.1. Постоянные средства снегозащиты автомобильных дорог от снежных заносов........................................41
      3.1.1. Создание и уход за снегозадерживающими насаждениями....48
   3.2. Временные средства защиты дорог от снежных заносов........53
4. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ ПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЮ И ЛИКВИДАЦИИ ЗИМНЕЙ СКОЛЬЗКОСТИ...........................................67
   4.1. Классификация противогололедных материалов................67
      4.1.1. Фрикционные материалы................................67

3

       4.1.2. Комбинированные материалы.......................68
       4.1.3. Химические противогололедные реагенты...........70
           4.1.З.1. Хлориды...................................71
           4.1.З.2. Природные рассолы.........................75
           4.1.З.З. Комбинации химических реагентов...........76
       4.1.4. Карбамиды.......................................77
       4.1.5. Нитраты.........................................80
       4.1.6. Ацетаты.........................................81
       4.1.7. Формиаты........................................83
       4.1.8. Гликоли, спирты.................................84
       4.1.9. Многокомпонентные противогололедные реагенты....87
       4.1.10. Использование отходов промышленности в качестве противогололедных материалов...........................92
   4.2. Способы снижения отрицательного воздействия противогололедных материалов на окружающую среду.............................93
   4.3. Дорожные покрытия с антигололедными свойствами........94
   4.4. Тепловой метод борьбы с зимней скользкостью...........96
   4.5. Технология ликвидации зимней скользкости..............99
   4.6. Расчет потребности в противогололедных материалах....108
4.7. Расчет потребности в технике при распределении противогололедных материалов..............................109
   4.8. Технология зимнего содержания дорог с использованием жидких противогололедных реагентов..............................122
5. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ ПО СНЕГООЧИСТКЕ АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ.......................................................125
6. ПРИМЕНЕНИЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПРОТИВОГОЛОЛЕДНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЗИМНЕГО СОДЕРЖАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ........................................................138
6.1. Технические требования к низкотемпературным противогололедным материалам..............................146
   6.2. Рекомендации по распределению низкотемпературных противогололедных материалов.............................148
7. СИСТЕМА ДОРОЖНОГО МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ..................................................156
   7.1. Автоматическая дорожная метеорологическая станция (АДМС) Vaisala ROSA.............................................166
   7.2. Датчик состояния поверхности дороги (Road Condition Monitor RCM411)..................................................174
8. ЗАЩИТА ДОРОЖНЫХ ПОКРЫТИЙ ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ ОТ ЗИМНЕЙ СКОЛЬЗКОСТИ..................................................176
   8.1. Система обеспечения противогололедного состояния покрытий на искусственных сооружениях.............................180

4

   8.2. Дорожная метеорологическая станция.......................183
   8.3. Центральная насосная станция.............................186
   8.4. Распределительная система подачи жидких противогололедных реагентов................................................188
   8.5. Эксплуатация систем обеспечения противогололедного состояния .... 190
   8.6. Приготовление и хранение жидких противогололедных реагентов .... 192
9. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОТИВОГОЛОЛЕДНЫХ МАТЕРИАЛОВ...................196
   9.1. Нормы показателей качества противогололедных материалов .196
   9.2. Методы испытания противогололедных материалов............199
   9.3. Определение внешнего вида и цвета противогололедных материалов...............................................200
   9.4. Определение температуры начала кристаллизации............200
   9.5. Определение слеживаемости противогололедных материалов....201
   9.6. Определение равновесной плавящей способности.............201
   9.7. Определение коррозионной активности противогололедного материала .............................................. 203
   9.8. Определение динамической вязкости........................204
   9.9. Определение агрессивного воздействия жидких противогололедных материалов на цементобетон...............................205
   9.10. Порядок аттестации пескосолераспределителей.............207
10. СПОСОБЫ УТИЛИЗАЦИИ СНЕГА.....................................208
   10.1. Постоянные площадки складирования снега.................210
   10.2. Временные и резервные площадки складирования снега......211
   10.3. Снегосплавные пункты....................................211
11. ЗИМНЕЕ СОДЕРЖАНИЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ ЗА РУБЕЖОМ..................................................215
   11.1. Зимнее содержание автомобильных дорог в Финляндии.......215
   11.2. Зимнее содержание автомобильных дорог в Швеции..........220
   11.3. Зимнее содержания автомобильных дорог в Республике Беларусь ... 225
      11.3.1. Классификация автомобильных дорог по уровням требований к их эксплуатационному состоянию...........225
      11.3.2. Организация зимнего содержания автомобильных дорог..230
   11.4. Зимнее содержание автомобильных дорог в США.............248
   11.5. Зимнее содержание автомобильных дорог в других странах...252
12. ЗИМНЕЕ СОДЕРЖАНИЕ ГОРОДСКИХ ДОРОГ И УЛИЦ.....................267
13. БАЗЫ ХРАНЕНИЯ ПРОТИВОГОЛОЛЕДНЫХ МАТЕРИАЛОВ....................273
14. СОСТАВ И ФОРМЫ ДОКУМЕНТОВ ИНЖЕНЕРНОЙ ПРОРАБОТКИ
   ПО ЗИМНЕМУ СОДЕРЖАНИЮ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ......................278
   14.1. Основные требования к диспетчерской службе..............288
   14.2. Принятие решения о проведении профилактической обработки.295
15. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗИМНЕГО СОДЕРЖАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ..............................295

5

ЛИТЕРАТУРА......................................................299
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Количество атмосферных осадков и величина снежного покрова...............................................301
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Рекомендуемый ассортимент пород деревьев и кустарников для создания защитных насаждений вдоль автомобильных дорог в различных природных зонах..............................314
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Характеристика основных пород деревьев и кустарников по степени солевыносливости для снегозащитных лесных полос..........................................................315
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Технические характеристики снегоуборочной техники для содержания автомобильных дорог.............................316
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Форма характеристики снегомерного пункта.........320
ПРИЛОЖЕНИЕ Е. Форма журнала замеров снежных отложений по снегомерному пункту.........................................320
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж. Средние многолетние данные образования зимней скользкости....................................................321

6

    ВВЕДЕНИЕ



      Для организации работ по содержанию автомобильных дорог в зимний период времени необходимо решить несколько взаимосвязанных задач. В первую очередь изучают особенности погодно-климатических условий районов дислокации дороги и определяют характеристики снежного покрова, снежноветрового режима, закономерности изменения температуры атмосферного воздуха, периодичность и причины гололедицы, наличие туманов. На действующих автомобильных дорогах целесообразно вести учет особенностей отложения снега. В конечном итоге должны быть получены все расчетные характеристики, необходимые для проектирования защитных сооружений и устройств и организации защиты дорог от снежных заносов и гололедицы.
      Вторая группа вопросов относится к оценке земляного полотна и прилегающего ландшафта с позиций их снегозаносимости, возможности накопления снежных отложений на откосах насыпей и выемок. Сравнительный анализ сне-гоприноса к автомобильной дороге позволяет решать проблему выбора мер защиты дороги или способов ее очистки от снега.
      Для защиты автомобильных дорог от снежных заносов применяют снегозадерживающие полосы, живые изгороди, переносные щиты, траншеи и полимерные сетки. Выбор средств защиты является задачей технико-экономической.
      Отложение снега на проезжей части в период снегопада создает дополнительное сопротивление движению, а при значительных снегопадах может привести к полной остановке движения транспортных средств.
      Нормативной литературой установлены сроки расчистки автомобильных дорог от снежных заносов, а также сроки ликвидации гололедицы. Вот почему для современного производства работ необходимо иметь обоснованное количество снегоочистительных машин и распределителей противогололедных материалов. Должны быть выполнены расчеты по определению производительности машин и потребного их количества, по организации и технологии производства работ.
      Необходим также расчет потребного количества различных противогололедных материалов.
      Данное учебное пособие ставит своей целью сориентировать студентов в вопросах зимнего содержания автомобильных дорог, дать им возможность представить всю совокупность вопросов, которые необходимо решать в проектах зимнего содержания. Однако этот материал не освобождает студентов от использования нормативной, справочной и учебной литературы, в которой всесторонне и глубоко рассмотрены проблемы зимнего содержания дорог.
      Список этих источников приведен в конце книги.


7

    1. ОРГАНИЗАЦИЯ ЗИМНЕГО СОДЕРЖАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХДОРОГ


    1.1. Требования к уровню зимнего содержания автомобильных дорог

     Зимнее содержание автомобильных дорог - комплекс мероприятий по обеспечению безопасного и бесперебойного движения на автомобильных дорогах в зимний период года. Комплекс мероприятий включает работы, связанные с защитой дорог от снежных заносов, уборкой снега с проезжей части, обочин, переходно-скоростных полос, площадок отдыха и остановок маршрутного транспорта, а также работы по предупреждению и ликвидации зимней скользкости [1].
     Зимняя скользкость - все виды снежных, ледяных и снежно-ледяных образований на проезжей части, укрепленных обочинах, площадках отдыха, остановках маршрутного транспорта, тротуарах и пешеходных дорожках, приводящие к снижению сцепных свойств поверхности покрытия.
     Наибольшее влияние на состояние проезжей части автомобильных дорог в зимний период года оказывают неблагоприятные погодно-климатические явления. В этих условиях ухудшается безопасность дорожного движения, увеличивается количество дорожно-транспортных происшествий (ДТП), снижается скорость автомобильного транспорта, что приводит к резкому уменьшению пропускной способности автомобильных дорог и увеличению себестоимости перевозок. Повышение эффективности содержания автомобильных дорог в зимний период возможно при своевременном и качественном проведении дорожных работ, осуществляемых дорожными предприятиями с учетом и на основании метеорологической информации.
     Виды работ по зимнему содержанию автомобильных дорог определяют в соответствии с действующими нормативными документами [1].
     Автомобильные дороги подразделяют на пять уровней зимнего содержания: 1, 2, 3, 4, 5. Наивысшим уровнем зимнего содержания является уровень 1. Минимально допустимым является уровень 5.
     Уровень зимнего содержания - допустимое по условиям безопасности дорожного движения состояние конструктивных элементов автомобильных дорог, устанавливаемое с учетом их классификации, интенсивности движения и природно-климатических факторов.

1.1.1. Обочины и разделительные полосы

     Состояние обочин и разделительной полосы в зимний период года должно соответствовать требованиям, приведенным в таблице 1.1.


8

Таблица 1.1
Требования к состоянию обочин и разделительной полосы

               Показатель                    Норма по уровню содержания        
                                          1       2         3      4      5   
Возвышение обочин и разделительной по-                                        
лосы с уплотненным слоем снежно-ледя-                                         
ных отложений над проезжей частью, см,    Не допускается    2      3      6   
не более                                                                      
Толщина рыхлого снега на обочине во вре-                                      
мя снегопада и до окончания снегоочистки, 2       3         4      7      12  
см, не более                                                                  
Относительная ширина очистки обочин, %,   80      70        60     50     50  
не менее                                                                      

      Формирование снежных валов на автомобильных дорогах не допускается перед пересечениями в одном уровне, железнодорожными переездами, пешеходными переходами и остановочными пунктами маршрутных транспортных средств согласно таблице 1.2;
      Требования к размещению снежных валов приведены в таблице 1.2.


Таблица 1.2

Требования к размещению снежных валов

              Элемент дороги                 Расстояние до элемента дороги, 
                                                        м, менее            
Железнодорожный переезд                                   250               
Пересечение в одном уровне                                150               
Остановочный пункт маршрутных транспортных                 20               
средств                                                                     
Пешеходный переход                                         15               

1.1.2. Покрытие проезжей части

      Состояние покрытия проезжей части автомобильных дорог после проведения мероприятий по снегоочистке должно соответствовать требованиям, представленным в таблице 1.3.
      Автомобильные дороги с интенсивностью движения до 1500 авт/сут, а также дороги с дорожными одеждами переходного и низшего типов могут содержаться в зимний период с уплотненным снежным покровом (УСП).
      Уплотненный снежный покров - специально сформированный уплотненный слой снега на дорожном покрытии, устраиваемый для обеспечения непрерывного и безопасного дорожного движения с установленными скоростями в зимний период года.


9

Таблица 1.3
















Требования к состоянию проезжей части

     Уплотненный снег (снежный накат) - слой снега на проезжей части дороги, уплотненный колесами проезжающих транспортных средств.
     Показатель ровности уплотненного снежного покрова должен быть не более 6,0 м/км по показателю IRI [1].
     Уплотненный снежный покровов не должен иметь дефектов и участков с рыхлым (талым) снегом, влияющих на безопасность дорожного движения, согласно таблице 1.4.

Таблица 1.4
Дефекты уплотненного снежного покрова

1.1.3. Мостовые сооружения

     На проезжей части мостовых сооружений уплотненного снежного покрова не допускается. Состояние тротуаров и лестничных сходов мостовых сооружений в период уборки снега должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 1.5.

10

Таблица 1.5
Требования к состоянию тротуаров и лестничных сходов мостовых сооружений

              Показатель               Норма по уровню содержания     
                                       1    2      3      4      5   
Толщина рыхлого снега на тротуарах и                                 
лестничных сходах за исключением тро-                                
туаров и сходов, не имеющих регулярно- 6    8      10     12     12  
го пешеходного движения, во время сне-                               
гопада и до окончания снегоуборки, см,                               
не более                                                             
Отсутствие обработки тротуаров и лест-                                
ничных сходов в населенных пунктах           Не допускается           
противогололедными материалами при                                    
регулярном пешеходном движении                                        

1.1.4. Водопропускныетрубы

     Состояние водопропускных труб должно соответствовать требованиям, представленных в таблице 1.6.


Таблица 1.6

Требования к состоянию водопропускных труб

             Показатель                Норма по уровню содержания       
                                     1    2        3       4       5   
Наличие снежно-ледяных отложений     Не допускается отложения более     
внутри трубы до начала паводка              2/3 высоты трубы            
Наличие нераскрытых входных и выход-    Не допускается во время         
ных отверстий                            обильного снеготаяния          

1.1.5 Тоннели, галереи, балконы и пешеходные переходы

     Проезжая часть тоннелей, галерей, балконов и пешеходных переходов в разных уровнях в зимний период года должна быть свободной от различного мусора и снежно-ледяных отложений.

1.1.6. Элементы обустройства

     Состояние покрытия тротуаров, пешеходных, велосипедных дорожек, площадок отдыха и остановок маршрутных транспортных средств должно соответствовать требованиям таблицы 1.7.


11

Таблица 1.7





















Требования к состоянию элементов обустройства


    1.2. Требования к эксплуатационному состоянию автомобильных дорог в зимний период


     На покрытии проезжей части автомобильных дорог и улиц не допускаются наличие снега и зимней скользкости после окончания работ по их устранению. Виды снежно-ледяных образований на покрытии проезжей части, обочин и тротуаров приведены в таблице 1.8 [2].


Таблица 1.8

Виды снежно-ледяных образований на покрытии проезжей части, обочин и тротуаров

 Вид образований                                    Описание                         
                                       Снег                                          
                             Неуплотненный слой снега, откладывающийся на покры-     
 Рыхлый снег                 тии проезжей части обочинах и тротуарах во время снего- 
                             пада и метелей                                          
                             Снег, превращенный в жидкую массу противогололедны-     
 Талый снег                  ми материалами, транспортными средствами и пешехода-    
                             ми                                                      
                                Зимняя скользкость                                   
 Стекловидный лед, гололед  Лед на дорожном покрытии в виде гладкой пленки или       
                            шероховатой корки                                        

12

Окончание табл. 1.8

 Вид образований                         Описание                        
                  Слой снега, образующийся в результате его уплотнения на
Уплотненный снег, дорожном покрытии транспортными средствами, на поса-   
  снежный накат   дочных площадках остановок маршрутных транспортных     
                  средств, на тротуарах - пешеходами или механизирован-  
                  ной уборкой                                            

      Сроки устранения снега и зимней скользкости на проезжей части приведены в таблице 1.9 [2].


Таблица 1.9

Сроки устранения снега и зимней скользкости на проезжей части

  Вид снежно-ледяных    Категория  Группа  Срок устранения*, 
      образований         дороги    улиц      ч, не более    
                        IA, 1Б     А, Б          4 (3)       
 Рыхлый или талый снег  IB, II     В, Г          5 (4)       
                        III-IV     Д, Е            6         
                        V          -              12         
                        IA, ТБ, IB А-В           4 (5)       
  Зимняя скользкость    II, III    г, д            5         
                        IV         Е               6         
                        V          -              12         

Срок устранения рыхлого или талого снега (снегоочистки) отсчитывается с момента окончания снегопада и метели до полного его устранения, а зимней скользкости - с момента ее обнаружения. Очередность работ по снегоочистке дорог и улиц определяется проектами содержания автомобильных дорог.
Примечание: в скобках указаны сроки устранения для дорог и улиц сельских поселений.

     Момент обнаружения зимней скользкости - дата и время регистрации поступления информации об ее фактическом образовании с дорожных метеостанций или из других источников, или о возможном ее образовании с дорожных метеостанций и организаций Росгидромета (четырехчасовой прогноз), уполномоченным лицом организации, осуществляющей дорожную деятельность.
     На покрытии проезжей части допускается наличие уплотненного снежного покрова толщиной от 3 до 8 см в период зимнего содержания дорог с интенсивностью движения не более 1500 авт/сут.
     На автомобильных дорогах с уплотненным снежным покровом ограничивают максимальную скорость движения до 60 км/ч с помощью дорожных знаков 3.24, также рекомендуется устанавливать знаки 1.15 «Скользкая дорога».
     Показатель ровности уплотненного снежного покрова должен быть не более 5,5 м/км по показателю IRI, число просветов под 3-метровой рейкой - не более 22 % от значений, указанных в таблице 1.10 [2].


13

Таблица 1.10
Значения показателей продольной ровности покрытия при измерении трехметровой рейкой

                                 Число                              
Категория Группа Тип дорожной  просветов      Максимальный просвет  
 дороги    улиц     одежды    под рейкой*,  под рейкой, мм, не более
                              %, не более                           
 IA, 1Б     А                      7                   10           
 IB, II     Б    Капитальный                                        
   III      В                      9                   12           
                 Облегченный       12                  14           
   IV       Г    Облегченный,      14                  20           
            Д     переходный       20                  25           
    V       Е                      25                  30           

* Число просветов под трехметровой рейкой, превышающих значения:
  - 6 мм для асфальтобетонных, цементобетонных покрытий и покрытий из каменных материалов и грунтов, обработанных вяжущими;
  - 15,0 мм для всех остальных видов покрытий.

     Продольную ровность измеряют профилометром по ГОСТ 33101 [3].
     Рейкой допускается проводить измерения ровности на участках дорог и улиц при ее выборочном контроле, а также в местах совершения дорожнотранспортных происшествий. Измерения продольной ровности рейкой выполняют по ГОСТ 30412 [4].
     Продольную ровность участка автомобильной дороги или улицы следует считать как не соответствующую требованиям в случае, если значение ее показателя, установленное хотя бы по одному из приборов, не соответствует допустимым значениям. Срок устранения несоответствия не должен превышать 2 сут.
     Измерение показателей ровности уплотненного снежного покрова осуществляют после его формирования при отсутствии рыхлого снега.
     Допускается продольную ровность покрытия измерять приборами типа ПКРС-2 в соответствии с требованиями ГОСТ 33220 [5].
     Коэффициент сцепления колеса автомобиля с покрытием должен быть не менее 0,3 при его измерении измерительным колесом стандартным с покрышкой с протектором без рисунка по ГОСТ 33078 [6].
     Уплотненный снежный покров не должен иметь дефектов и рыхлого снега, влияющих на безопасность дорожного движения, устранение которых осуществляют в сроки, приведенные в таблице 1.11.


Таблица 1.11 Размеры дефектов уплотненного снежного покрова и сроки их устранения

      Вид дефекта               Срок устранения,
                         Размер сут. (не более) 
Глубина колеи, см, более   3           2        

14