Зимнее содержание автотранспортных дорог

Зимнее содержание автотранспортных дорог ...

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………………...5
1 Анализ дорожно-транспортных происшествий за 2008- 2015 года……………7
1.1 Роль и значение анализа дорожно-транспортных происшествий………….7
1.2 Определение, классификация и учет дорожно-транспортных
происшествий………………………………………………………………….7
1.3 Причины и факторы, способствующие возникновению
дорожно-транспортных происшествий.……………………………….…...10
1.4 Анализ дорожно-транспортных происшествий по городу …….13
2 Обследование транспортно-эксплуатационного состояния дорог……………18
2.1 Краткая характеристика географического положения города
и климатическая характеристика……………………………………….…...18
2.2 Общая характеристика улично-дорожной сети………………………….....22
2.3 Обследование эксплуатационных качеств дороги…………………………24
2.4 Установление геометрических параметров дороги………………………..24
2.5 Определение коэффициента сцепления колеса автомобиля
с дорожным покрытием…...………………………………………………...25
2.6 Определение ровности покрытия………………………………………........26
2.7 Транспортно-эксплуатационное состояние автодорог…………………….26
3 Зимнее содержание автотранспортных дорог………………………………….28
3.1 Общие положения зимнего содержания дорог……………………………..28
3.2 Факторы, влияющие на состав работ и трудность зимнего
содержания дорог…………………………………………………………….32
3.3 Борьба с зимней скользкостью………………………………………………34
3.3.1 Виды зимней скользкости………………………………………………..34
3.3.2 Химический способ………………………………………………………36
3.3.3 Фрикционный способ…………………………………………………….45
3.3.4 Тепловой способ………………………………………………………….46
3.4 Способы защиты дорог от снежных заносов и очистки их от снега……...48
3.4.1 Способы защиты дорог от заносов...........................................................48
3.4.2 Снегозадерживающие устройства............................................................49
3.4.3 Комплексная снегозащита.........................................................................49
3.5 Предлагаемые мероприятия по повышению безопасности движения
в зимних условиях г. Костаная……………………………………………...50
4 Экономика зимнего содержания автомобильной дороги……….......................52
5 Экологическая безопасность…………………………………………………….56
5.1 Факторы, влияющие на загрязнение атмосферы транспортом…………....56
5.1.1 Влияние некоторых факторов на токсичность отработавших
газов дизелей…………………………………………………………………56
5.1.2 Влияние некоторых факторов на интенсивность загрязнения
окружающей среды автомобилями…………………………………………60
5.2 Мероприятия по снижению выбросов от транспорта……………………...61
Заключение …………………………………………………………………………64
Список использованной литературы……………………………………………...65

ВВЕДЕНИЕ

Быстрый рост автомобильного парка страны и увеличение насыщенности городов автомобильным транспортом привели к изменению всего характера уличного движения. В часы «пик» интенсивность движения на отдельных магистралях городов достигает предельного значения, и пропускная способность отдельных элементов улично-дорожной сети максимально снижается. С целью повышения пропускной способности в последние годы проводится реконструкция улично-дорожной сети, разработаны и внедрены в производство новые технические средства по изучению движения транспорта и пешеходов, созданы современные автоматизированные системы управления движением.
Наибольшее развитие в последние годы получил автомобильный транспорт. С ростом города и его территории увеличиваются средняя дальность и количество поездок, при ходящихся на одного жителя города. Резко повышается объем грузовых перевозок, что способствует значительному увеличению количества транспортных средств, а, следовательно, и транспортных потоков. В настоящее время рост транспортных потоков наблюдается во всех странах мира. Это приводит к тому, что в городах с исторически сложившейся планировочной структурой возникает перенасыщение уличной сети, не отвечающей требованиям современного уличного движения.
Рост интенсивности транспортных и пешеходных потоков непосредственно сказывается также на безопасности дорожного движения. Свыше 70 % всех дорожно-транспортных происшествий приходится на города и другие населенные пункты. При этом на перекрестках, занимающих незначительную часть территории города, концентрируется более 65 % всех дорожно-транспортных происшествий.
Обеспечение быстрого и безопасного движения в современных городах требует применения комплекса мероприятий архитектурно-планировочного и организационного характера.
К числу архитектурно-планировочных мероприятий относятся:
-строительство новых и реконструкция существующих улиц, проездов и магистралей;
-строительство транспортных пересечений в разных уровнях;
-строительство пешеходных тоннелей;
-строительство объездных дорог вокруг городов для отвода транзитных транспортных потоков.
Организационные мероприятия способствуют упорядочению движения на уже существующей (сложившейся) улично-дорожной сети.
К числу таких мероприятий относятся:
-введение одностороннего движения;
-кругового движения на перекрестках;
-организация канализирования движения;
-организация пешеходных переходов и пешеходных зон;
-организация автомобильных стоянок;
-организация остановок общественного транспорта и другое.
С увеличением транспортного потока снижается скорость сообщения, что ведет к снижению эффективности использования динамических качеств транспортных средств.
Актуальность проблемы движения в современных крупных городах перерастает в важнейшую градостроительную задачу, от правильного решения которой зависит уровень совершенствования организации дорожного движения. Современная наука определила главные направления в проектировании городов, сети городских улиц и городского транспорта. Установлены теоретические основы построения сети магистральных улиц города, а также определение пассажиропотоков и грузопотоков на территории современного города. Немалые успехи достигнуты в вопросах организации и безопасности движения, особое внимание уделено организации непрерывного скоростного движения в направлении основных транспортных потоков в городах.
Совершенствование организации дорожного движения транспорта в городах представляет собой совокупность мероприятий.

3.2 Факторы, влияющие на состав работ и трудность зимнего содержания дорогПод трудностью зимнего содержания следует понимать суммарную характеристику условий, в которых приходится вести борьбу со снегом и льдом на дорогах, чтобы обеспечить бесперебойный проезд зимой. От трудности зимнего содержания зависит потребность в затратах труда, материалов, энерго- и машино-ресурсов, денежных средств на содержание дорог зимой.В свою очередь, трудность зимнего содержания зависит от большого количества факторов, которые можно объединить в три основные группы:-природно-климатические;-проектно-строительные;-эксплуатационные.К природно-климатическим факторам относят:-метеорологические;-рельеф;-растительность.Метеорологические факторы – это продолжительность периода зимнего содержания дорог, метелевый режим, ветровой режим, температурный режим, количество и вид осадков, высота снежного покрова.От продолжительности периода зимнего содержания дорог зависят общий объем работ, их организация и суммарная величина материальных и денежных затрат на борьбу со снегом и льдом на дорогах. В метеорологических справочниках даются сведения о датах установления и схода устойчивого снежного покрова, которые можно приближенно считать началом и концом периода зимнего содержания дорог.Метелевый режим в существенной мере определяет возможности образования снежных заносов на дорогах, их объем и характер. Гидрометеостанции ведут наблюдения за метелями, и по их данным можно установить общее число часов метелей за зиму, вид и продолжительность отдельной метели, скорость ветра, длительность межметелевых промежутков.Ветровой режим – основной метеорологический фактор, влияющий на снегозаносимость дорог. При ветрах, дающих вдоль дорог или под малыми углами к ним, снежные заносы образуются значительно реже, чем при ветрах, направление которых составляет с направлением дорог прямой или близкий к нему угол. Ветры, имеющие высокую скорость, переносят много снега, вызывают опасность поломки снегозащитных устройств и затрудняют выполнение работ по снегоборьбе. Подробные сведения о скоростях и направлениях ветров имеются в региональных справочниках гидрометслужбы.Температурный режим определяет состояние снежного и ледяного покрова, условия работы машин и водителей. В районах, где зимой устойчиво держатся отрицательные температуры, снег обычно бывает сухим и сыпучим. Там, где температура воздуха зимой часто колеблется, порой приближаясь или поднимаясь выше 0оС, а затем снижается, достигая низких значений, снег постепенно становится вязким, влажным, затем твердым смерзшимся и даже обледенелым. Одновременно изменяются его физико-механические свойства (плотность, твердость, сопротивление сдвигу и резанию), что, в свою очередь, отражается на трудности разработки снежных отложений снегоочистительными машинами.От количества и интенсивности зимних осадков зависят состояние дорог и условия работы рабочих и машин. Важно также знать вид осадков, общую толщину слоя, накопившегося на дороге, интенсивность накопления. Рыхлый слой снега, образующийся при снегопадах, вызывает снижение скорости автомобилей, а ледяной слой, возникающий на покрытиях при гололедице, снижает коэффициент сцепления шин с дорогой ухудшает безопасность движения. При большой интенсивности выпадения осадков ухудшается видимость (иногда до нескольких метров).Высота снежного покрова влияет на снегозаносимость дорог. Снежный покров, накопляясь на местности, по которой проложена дорога, сглаживает неровности рельефа, создавая как бы новый рельеф. При большой высоте снежного покрова поверхность дорожного полотна, построенного без учета требования снегоборьбы, может оказаться ниже прилегающей снежной поверхности. В данном случае дорога как бы располагается в выемке из снега, что служит причиной снежных заносов.Для правильного решения вопросов организации зимнего содержания дорог большую роль играют экономические расчеты.К основным задачам, требующим для их решения экономических расчетов, относятся:-определение экономической эффективности зимнего содержания дорог;-сравнение эффективности различной технологии работ, машин или сооружений;-установление экономически целесообразных сроков выполнения работ по зимнему содержанию дорог;-определение оптимальных вариантов оснащения материальными ресурсами использования.Экономические расчеты, требующиеся для рациональной организации зимнего содержания дорог, должны выполняться в соответствии с основными инструктивными документами:-Типовой методикой определения экономической эффективности капитальных вложений;-Инструкцией по определению экономической эффективности капитальных вложений в строительстве (СН 423-77);-Инструкцией по определению экономической эффективности использования в строительстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений (СН 509-78).Определение экономической эффективности зимнего содержания имеет важное практическое значение, так как позволяет обоснованно принимать решение о целесообразности регулярной эксплуатации дорог в зимний период, если это связано со значительными трудностями и расходами. Особенно важно это для дорог в малонаселенных районах, в северных и в тех случаях, когда дороги имеют малую интенсивность движения. Регулярное зимнее содержание дороги экономически целесообразно при условииSз.с.<Пн.х.(5)где Sз.с. – стоимость зимнего содержания;Пн.х. – потери, вызванные отсутствием зимнего содержания.Экономическую эффективность технических мероприятий можно оценивать двумя методами: определяя их общую или сравнительную эффективность. Общая экономическая эффективность измеряется отношением эффекта ко всей сумме капитальных вложений или к стоимости производственных фондов. Сравнительная экономическая эффективность определяется сравнением затрат по одному варианту вложений с другим. Более эффективным признается вариант с меньшими затратами. Поскольку предусматривается сравнение двух видов затрат – стоимости зимнего содержания и потерь, вызванных его отсутствием, то для определения экономической эффективности зимнего содержания дорог следует производить расчеты по методу сравнительной экономической эффективности. При расчетах по этому методу определяют приведенные затраты, представляющие собой сумму текущих издержек и единовременных затрат, приведенных к начальному году в соответствии с установленным нормативным коэффициентом эффективности.3.3 Борьба с зимней скользкостью3.3.1 Виды зимней скользкостиВсе отложные снега и льда, периодически появляющиеся на покрытии и значительно увеличивающие его скользкость, по физическому состоянию можно подразделить на следующие четыре вида: стекловидный лед; зернистый лед; твердый снег, рыхлый снег. Эти физически разнородные отложения отличаются между собой достаточно четко как по внешним признакам, так и по физико-механическим свойствам.Стекловидный лед относится к наиболее опасному виду. Коэффициент сцепления шин автомобиля со стекловидным льдом равен 0,08-0,15. При образовании на дорожном покрытии этого вида отложений автомобильная дорога приобретает аварийное состояние и временно становится почти непригодной для эксплуатации.Отложения стекловидного льда образуются единовременно на участках дорог большой протяженности и могут сохраняться длительное время, пока не произойдет их разрушение за счет испарения и таяния. Этот вид отложений представляет собой стекловидную с гладкой поверхностью прозрачную корку льда плотностью 0,7-0,9 г/см3 и толщина до 3 мм.Стекловидный лед образуется в случае:-выпадения дождя или мороси при отрицательных температурах;-замерзания жидких атмосферных осадков на еще не успевшем прогреться дорожном покрытии во время быстро наступившей оттепели;-замерзания талой или дождевой воды при похолодании.Зернистый лед – наиболее редкий вид отложений. Он имеет зернистое строение, шероховатую поверхность и включения воздушных пузырьков. Цвет отложений матово-белый, толщина неравномерная и может достигать в районах с интенсивными туманами 10 мм и более. Плотность 0,5-0,7 г/см3. Образуется зернистый лед в основном при плотном тумане с ветром, когда температура воздуха колеблется около 0оС.Твердый снег (снежно-ледяной накат) – самый распространенный вид отложений на проезжей части дорог. Коэффициент сцепления колеса автомобиля с накатом составляет 0,2-0,25. Толщина снежно-ледяного наката колеблется в широких пределах. При интенсивном движении транспортных средств плотность снежных отложений быстро нарастает и достигает 0,3-0,6 г/см3.Уплотнение свежевыпавшего снега и образование слоя наката происходит в результате многократного приложения уплотняющих нагрузок при торможении с последующим его замерзанием. Наиболее интенсивен процесс уплотнения при наличии тонких слоев влажного снега, когда температура выше – 10оС.Рыхлый снег представляет собой снежный слой, образующийся во время слабых и умеренных снегопадов в безветренную погоду и равномерно отлагающийся на дорожном покрытии. Плотность его от 0,06 до 0,20 г/см3. Снег может быть сухим, влажным и мокрым. С увеличением влажности его плотность растет. Водоудерживающая способность рыхлого снега достигает 35-55 %. При содержании влаги более 20 % снег не поддается уплотнению под действием на него нагрузок, сохраняясь в виде мокрой кашицевидной массы. Если влажность снега меньше, то при высокой плотности движения автомобилей на дороге неизбежно образуется накат.Распространение скользкости на дорогах характеризуется значительной неравномерностью, обусловленной разнообразием погодно-климатических условий.Продолжительность периода, в течение которого возможно появление скользкости, зависит от географического расположения территории и от высоты местности над уровнем моря.Погодно-климатические условия и обусловливаемый ими режим обледенения автомобильных дорог зависят от характера атмосферной циркуляции. При западном и юго-западном типах циркуляции поступление теплых и влажных воздушных масс на большей части европейской территории страны (ЕТС) сопровождается обильным выпадением осадков и увеличением случаев образования различных видов зимней скользкости на дорогах. Перенос воздушных масс в меридиональном направлении с севера на юг приводит к установлению холодного и малоснежного периода часто с ясной погодой. При меридиональной циркуляции атмосферы вероятность образования зимней скользкости уменьшается. Восточная циркуляция воздушных масс приводит к понижению температуры, уменьшению количества осадков в восточной части ЕТС и увеличению количества осадков в ее западных и юго-западных районах.Наибольшее число снегопадов отмечается в первые месяцы зимы, и поэтому работы по ликвидации скользкости в этот период почти повсеместно являются наиболее напряженными.Преобладающее распространение имеют виды скользкости, образующиеся при снегопадах. На большей части ЕТС среднесуточный слой осадков (в пересчете на воду) в зимние месяцы составляет не более 1 мм. В центральных областях ЕТС обледенение дорог за счет образования тонких корок стекловидного льда составляет 5-8 % от количества случаев образования всех видов скользкости за зиму. По мере увеличения числа дней с дождями с севера на юг и особенно южнее 47о северной широты, где зимой жидкие осадки преобладают, вероятность появления на дорогах стекловидного льда возрастает. В 90-95 % случаев тонкие (до 3 мм) корки стекловидного льда образуются на дорожных покрытиях при температуре воздуха выше –6оС.Наиболее опасна зимняя скользкость в горах, на крутых подъемах и спусках, где она нередко бывает причиной серьезных аварий.3.3.2 Химический способХимический способ предусматривает использование в качестве противогололедного материала химические вещества, обладающие способностью плавить лед в значительном количестве при широком диапазоне отрицательных температур.По физико-химическим свойствам и технико-экономическим показателям наиболее пригодными для борьбы с зимней скользкостью являются соли хлористого натрия, кальция и магния, относящиеся к классу хлоридов. Эти соли используются в твердом и жидком виде. По составу они могут быть однородными или смешанными в различных пропорциях. На территории противогололедные хлориды имеют широкое распространение, их природные и промышленные ресурсы весьма велики, они являются относительно дешевым и доступным материалом.Известен способ устройства дорожных покрытий из асфальто-бетона, в состав которого входит 5-6 % зернистого продукта, содержащего преимущественно хлористый кальций. Зерна этого продукта покрыты защитной пленкой. При интенсивном движении транспортных средств происходит постепенный износ покрытия и одновременно с этим на его поверхности появляются новые порции противогололедного вещества. Оказавшись на поверхности, продукт растворяется, и тем самым уменьшается вероятность образования корки льда или наката.Практический интерес представляют прочные микропленки, создаваемые на покрытии для уменьшения силы сцепления льда с поверхностью покрытия. Это достигается путем поверхностной обработки или объемного введения кремнийорганических веществ, обладающих гидрофобными свойствами.К кремнийорганическим гидрофобизаторам, используемым в строительстве, относятся:-алкилхлорсиланы;-алкилсиликонаты натрия;-полиалкилгидросилоксановые жидкости.Для применения в дорожном строительстве гидрофобные вещества пока не синтезированы, а выпускаемые промышленностью не отвечают тем жестким требованиям, которым они должны отвечать как материал для борьбы с обледенением дорог. Стоимость применения гидрофобных веществ пока слишком высока, в связи, с чем во многих странах общепризнанным является химический способ, основанный на применении хлористых солей. Известны следующие химические вещества, которые используются и могут быть использованы на дорогах нашей страны.Хлористый натрий NaCl, или поваренная соль. Встречается в природе в виде каменной (минерал галит) и самосадочной соли соляных озер.На солепредприятиях в качестве готовой продукции выпускают пищевую, техническую и кормовую соль. Пищевая соль содержит от 97 до 99,7 % NaCl, техническая и кормовая не менее 93 %.Соль сильвинитовых отвалов. Она является отходом производства калийных удобрений из минерала сильвинита, состоящего из хлористого калия, каменной соли и ряда примесей.В процессе переработки из сильвинитовой руды выделяют хлористый калий на удобрение, а хлористый натрий в огромных количествах идет в отвалы, которые по составу и структуре вполне пригодны для борьбы с зимней скользкостью. Например, в составе технической соли в отвалах Верхнекамского калийного месторождения содержится 90-95 % хлористого натрия. Зерна этой соли в рассыпчатом состоянии размером более 5 мм составляют в среднем 10 %, от 5 до 1 мм около 60 % и менее 1 мм – 30 %.Хлористый кальций CaCl2. Он изготавливается с содержанием основного вещества в пределах 67-95 %, а в жидком виде с содержанием хлорида кальция 32-38 %.Смесь хлористого натрия и хлористого кальция. Это эффективный противогололедный материал, взаимодействующий со льдом при низких температурах, так как добавка CaCl2 к хлористому натрию снижает точку замерзания раствора смеси. Эта смесь не слеживается при хранении. Для ослабления слеживаемости рекомендуется приготавливать смеси в следующих пропорциях: 92:8 при использовании 90 %-ного CaCl2 или 88:12 при 67 %-ном CaCl2.Хлористый кальций фосфатированный (ХКФ). Это продукт, в который введена добавка ингибитора (фосфата), резко снижающего коррозионное действие хлористого кальция на металлы. Ингибитор вводится в заводских условиях в количестве 4-6 % от массы хлористого кальция.Реагент НКМ представляет собой соединение нитрита кальция с мочевиной. Он выпускается промышленностью в гранулированном виде. НКМ быстро взаимодействует со льдом, обладает хорошей плавящей способностью и не вызывает коррозию металла. Этот продукт используется на аэродромах для обработки взлетно-посадочных полос. На автомобильных дорогах НКМ пока не применяется из-за высокой стоимости и ограниченных ресурсов.Технический хлористый магний MgCl2 · 6H2O (бишофит). Он изготавливается путем упаривания рапы залива Кара-Богаз-Гол. Он представляет собой чешуированный продукт, содержащий 47 % хлористого магния и 53 % кристаллизационной воды.Для борьбы с зимней скользкостью могут широко использоваться жидкие хлориды в виде рассолов. Высококонцентрированные рассолы распространены на обширной территории и их ресурсы неограниченны. Месторождения рассолов зачастую имеются в районах с густой сетью автомобильных дорог.По сравнению с кристаллическими веществами рассолы технологичнее. В них легко можно вводить различные добавки с целью расширения температурного диапазона применения рассола или для подавления его коррозионной активности.По источникам получения все рассолы можно подразделить на четыре вида:-природные подземные;-искусственные подземные;-рассолы соляных озер;-промышленные отходы.Содержание солей в природных рассолах увеличивается с глубиной до 200-300 г/л и более.Природные рассолы многокомпонентны. Они содержат в своем составе до 60 различных элементов. Преобладающими элементами являются ионы хлора, натрия, кальция, магния. По химическому составу природные рассолы относятся чаще к хлористонатриевым или хлористокальциевонатривым.Искусственные рассолы образуются путем растворения подземных залежей каменной соли пресной водой, нагнетаемой по специальным скважинам в соляной пласт. Искусственные рассолы, как правило, однокомпонентны.Концентрация хлористонатриевой соли достигает обычно состояния насыщения.Озерные рассолы размещаются на поверхности земли в приморских и континентальных бессточных котловинах. По количеству соляных озер и растворенных в них солей занимает первое место в мире.Солевой состав озерных рассолов разнообразен. В приморских озерах преимущественно содержатся соли хлористого натрия и хлористого магния, а также сернокислый магний и сернокислый натрий.В рассолах континентальных озер содержатся:-хлористый натрий;-хлористый кальций;-хлористый магний;-гипс;-другие вещества.Преобладающей солью в приморских и континентальных озерах часто является хлористый натрий, содержание которого достигает 80 % от массы всех солей [9].Концентрация озерного рассола подвержена существенным колебаниям по сезонам года. К концу лета она увеличивается и нередко достигает 200-300 г/л и более.Промышленные отходы рассола образуются на многих предприятиях различных отраслей промышленности. Много рассола идет в отход на химических заводах, производящих йод, бром, хлор, соду и другие продукты. Значительные ресурсы высококонцентрированных рассолов в виде отходов производства имеются на нефтепромыслах. Промышленные отходы жидких хлоридов весьма разнообразны как по составу, так и по содержанию растворенных в них солей.Жидкие противогололедные материалы пока еще используются в ограниченном количестве. Однако их широкое использование – задача весьма актуальная, особенно при наличии местных ресурсов.В тех районах, где местные источники получения рассолов отсутствуют, но имеются месторождения подземных рассолов, дорожным организациям целесообразно наладить их добычу, особенно при густой сети автомобильных дорог.Бурение и оборудование рассольных скважин обходится довольно дорого, но опыт их эксплуатации на рассолопромыслах показывает, что они окупаются за 1-2 года. Продолжительность работы скважины достигает 40-60 лет. Обслуживает скважину один человек. В течение года одна скважина дает от 50 до 350 тыс. м3 рассола. Даже при минимальном дебите скважина может компенсировать потребность в 10-15 тыс. т привозной соли и обеспечить в течение сезона зимнее содержание дорог протяженностью 500-700 км.Противогололедные хлориды обладают энергией, способный расплавить определенное количество льда. По количеству расплавляемого льда различие между хлоридами невелико.Эффективность взаимодействия хлоридов со льдом существенно зависит от температуры. С ее понижением количество льда, которое способен расплавить хлорид, быстро убывает, особенно в интервале температур от 0 до -10оС.