Зимняя уборка улиц и городских дорог

     К дополнительным относятся работы: по уборке снега и льда с перекрестков, остановок городского транспорта, формовке снежных валов, зачистке лотков проезжей части после вывоза снега. Очередность и сроки проведения работ по расчистке проезжей части от снега, а также борьбе со скользкостью устанавливаются в зависимости от категории улиц.

     Все убираемые улицы разделяются  на три группы. К улицам I группы относятся въезды в город, скоростные и магистральные улицы, по которым проходят троллейбусные и автобусные маршруты, улицы с интенсивным движением, улицы с большими продольными уклонами, а также с узкой проезжей частью, на которой затруднено размещение снежных валов. К I группе относят также дороги, ведущие к больницам, противопожарным сооружениям.

     II группа включает улицы и дороги со средней интенсивностью движения, а также площади у вокзалов, рынков, магазинов. К III группе относятся все остальные улицы и городские проезды. В зависимости от того, к какой категории относится улица или городская дорога, назначают очередность и сроки проведения работ по борьбе со снегом и льдом.

     Снег  на дорожном покрытии при определенных условиях может из рыхлого, сыпучего состояния перейти в твердое. При температуре, близкой к 0°С, снег уплотняется колесами автомобилей и затем с наступлением морозов превращается в плотный снежно-ледяной накат. Состояние снега на проезжей части, его способность уплотняться под действием колес и примерзать к поверхности покрытия характеризуется двумя основными показателями - силами внутреннего трения и сцеплением (смерзанием) с покрытием. Когда снег находится в рыхлом состоянии величина этих показателей минимальна, и требуется сравнительно небольшое приложение сил, чтобы убрать его с проезжей части.

     При уплотнении снега и понижении  температуры образуются снежно-ледяные  накаты, в которых силы внутреннего  трения и сцепления с покрытием  достигают таких величин, что  для их преодоления требуются  значительные усилия. Величину силы, необходимой для преодоления внутреннего трения между кристаллами снега и сцепления с покрытием, определяют по формуле 

     где г - разрушающее касательное напряжение, кгс/см² (МГТа); σ - напряжение сжатия, действующее нормально к направлению сдвига, кгс/см² (МПа); tg φ - тангенс угла внутреннего трения снега; С - коэффициент сцепления снега с покрытием, кгс/см² (МПа).

     При внесении в снег химических реагентов  значительно снижаются тангенс  угла внутреннего трения и силы сцепления  снега с покрытием. При снижении тангенса угла внутреннего трения до 0,48 и сцепления с покрытием до величины, близкой к нулю, значение т становится минимальным, и в этом случае можно обеспечить высокое качество уборки снега с проезжей части механическим способом - плужно-щеточными снегоочистителями.

     Исследованиями, проведенными проф. Г.Л. Карабаном и В.Б. Ратиновым, определена сущность физических явлений, происходящих при внесении в снег химических реагентов. Под воздействием колес движущегося транспорта происходит перемешивание снега с внесенными в него реагентами. При этом образуется соляной раствор, который обволакивает кристаллы снега, создавая между ними своеобразную пленку. Эта пленка служит как бы незамерзающей смазкой, способствующей взаимному перемещению кристаллов.

     Однако следует иметь в виду, что при введении в снег чрезмерно большого количества реагентов может образоваться значительное количество свободного соляного раствора, не участвующего в процессе снижения сил внутреннего трения и сцепления снега. Возникновение на проезжей части свободного раствора приводит к плавлению снега до полужидкого состояния, при котором снег приобретает высокую подвижность и способность совместно с соляным раствором оказывать вредное воздействие на металлические части транспортных средств. Установлены средние нормы введения в снег реагентов, исключающие образование на покрытиях свободного соляного раствора. При температуре снега выше - 6° С вводится 15 г/м² реагентов, при температуре снега от - 6⁰ до - 18° С - 25 г/м², ниже - 18° С - 35 г/м³.

     Химические  реагенты вызывают повышенную коррозию металлических трубопроводов подземных  коммуникаций. Они также вредно влияют и на солевой состав почв, замедляя рост придорожных зеленых насаждений. Установлено, что повышенное содержание в почве ионов хлора вредно сказывается на росте зеленых насаждений. Поэтому немаловажное значение для сохранения окружающей среды имеет выбор химических средств для борьбы со снежно-ледяными образованиями.

     3.2 Химические средства для борьбы со снегом

     Применяют твердые, жидкие реагенты, а также пескосоляные смеси. К твердым реагентам относятся хлорид кальция (СаС1₂) и хлорид натрия (NaCl). Эти материалы весьма гигроскопичны и обладают свойством слеживаться - превращаться в твердый монолит. Опыты, проведенные в Академии коммунального хозяйства им. К.Д. Памфилова, показали, что при смешении этих двух реагентов образуется так называемая неслеживающаяся смесь, которая способна в течение длительного времени не терять своей сыпучести. Однако неслеживающаяся смесь, а также каждый из составляющих ее хлоридов оказывают вредное действие на окружающую среду. Поэтому применение этих хлоридов следует по возможности ограничивать, а использовать реагент ХКФ (хлористый кальций фосфатированный), выпускаемый промышленностью на основе хлористого кальция с добавлением так называемых ингибиторов - веществ, снижающих коррозийную активность хлоридов. В реагенте ХКФ хлористый кальций ингибирован фосфатами, которые, являясь хорошими минеральными удобрениями, способствуют росту зеленых насаждений и тем самым в значительной мере нейтрализуют вредное влияние на растения ионов хлора.

     Другим  рекомендуемым реагентом служит нитрит-нитрат-хлорид кальция (ННХК), содержащий ингибиторы, замедляющие процесс электрохимической коррозии, а также удобрения, стимулирующие рост зеленых насаждений. К жидким реагентам относят растворы хлористых солей. Чаще применяют раствор хлористого кальция с концентрацией твердого вещества свыше 30%.

     В раствор NaCl вводят добавку на хинолиновой основе, которая ограничивает электрохимический процесс коррозии металлических частей автомашин. В ГДР в качестве жидких хлоридов применяют хлористомагниевую щелочь - побочный продукт химической промышленности. Растворы хлоридов имеют температуру замерзания от - 20 до - 60° С. При взаимодействии с ними лед и снег плавятся.

     Действие  хлоридов на снежно-ледяные образования  характеризуется их плавящей способностью. При выборе того или иного вида хлоридов учитывают их плавящую способность при данной температуре воздуха. Для борьбы со снегом и снежно-ледяными образованиями помимо химических реагентов в чистом виде применяют еще так называемые пескосоляные смеси. Пескосоляная смесь - это смесь песка с хлоридами (хлористыми натрием, кальцием ил-магнием). Обычный состав пескосоляной смеси для борьбы со снегом, песок - 92-97, поваренная соль (NaCl) - 3 - 8. При температуре воздуха ниже минус 20° С пескосоляную смесь указанного состава не применяют, так как образующийся при таянии снега раствор поваренной соли при низких температурах замерзает, превращаясь в очень твердую наледь. В сильные морозы более эффективной является смесь песка с хлористым кальцием СаС1₂ или хлористым магнием MgCl₂.

     3.3 Технология очистки покрытий от снега

     Свежевыпавший снег с проезжей части сметают  и сгребают в валы. При интенсивности движения по дороге до 100 маш/ч снег убирают одними только плужно-щеточными снегоочистителями (рис.4).  

     Рис.4. Плужно-щеточный снегоочиститель с оборудованием для разбрасывания песка 

     Очистку проезжей части начинают с наступлением снегопада и производят через  каждые 2-3 ч по мере накопления снега. После окончания снегопада производят окончательную очистку проезжей части.

     При интенсивности движения более 100 маш/ч плужно-щеточные машины не всегда успевают очистить проезжую часть, предотвратить закатывание снега колесами и образование плотного наката. В этих случаях применяют комбинированный способ снегоуборки - с помощью средств механизации и химических материалов. Химические материалы препятствуют уплотнению снега колесами и снижают величину сил сцепления (смерзания) снежно-ледяных образований с дорожным покрытием.

     Очистка дорожных покрытий от снега комбинированным  способом заключается в чередующихся операциях по их обработке химическими реагентами и затем сметанию и перемещению снега в валы. Через 15-30 мин после начала снегопада в зависимости от его интенсивности по покрытию распределяют реагенты. После этого в течение нескольких часов происходит перемешивание их со снегом колесами автомобилей, в результате чего на покрытии образуется соляной раствор, препятствующий образованию снежно-ледяного наката. Затем снег сметают и сгребают его в валы к лотку проезжей части. Указанные операции повторяют в течение всего периода снегопада. По его окончании производят завершающее подметание проезжей части и сгребание снега в валы. В дальнейшем, если это предусмотрено режимом уборки, снег из валов грузят в самосвалы и вывозят на снежную свалку или к месту снегосплава.

     При подметании число снегоочистителей выбирают с таким расчетом, чтобы  за один проход можно было убрать проезжую часть до середины улицы. Затем снегоочистители разворачивают и убирают вторую половину проезда. Такой порядок уборки предотвращает образование промежуточных валов, которые обычно разбрасываются проходящим транспортом и прикатываются колесами. Первая снегоочистительная машина проходит по оси проезда, идущие за ней - движутся уступами с интервалом 15-20 м с перекрытием подметенных полос на 0,3-0,5 м. На широких улицах и при значительной толщине снежного покрова величину перекрытия полос увеличивают до 1-1,2 м.

     В прилотковой части дорог часто  возникают плотные снежно-ледяные  образования. Они нередко образуются под снежным валом и трудно поддаются механическому удалению из-за смерзания с покрытием. Поэтому перед складированием снега покрытие в прилотковой части обрабатывают химическими реагентами с повышенной нормой посыпки, равной 80-100 г/м². После такой обработки, если на покрытии образовался уплотненный слой снега или льда, силы сцепления в нем будут настолько малы, что его нетрудно будет убрать механическим способом - обычным сгребанием. Уборка снега с проезжей части позволяет увеличить пропускную способность улиц и дорог, а также повысить безопасность движения транспорта и пешеходов. Очистку от снега тротуаров и садово-парковых дорожек производят малогабаритными универсальными машинами с плужно-щеточным (рис.5)  

     Рис.5. Плужно-щеточный снегоочиститель для уборки снега на тротуарах и фрезерно-роторным навесным оборудованием (Рис.6).  

     Рис.6. Очистка садово-парковой дорожки фрезерно-роторным снегоочистителем 

     При выборе того или иного метода уборки снега проводят технико-экономический  анализ, учитывающий местные условия: возможность складирования снега, наличие мест для вывоза, расстояние перевозки. С проезжей части снег убирают двумя основными методами: складированием и вывозом на снежные свалки или в места снегосплава. Если позволяет ширина проезжей части, складирование снега производят на прилотковой полосе или резервной зоне. Можно также складировать снег на газонах или других свободных от застройки площадках, удобных для размещения валов или куч снега.

     Вывоз снега в комплексе работ по зимней уборке улиц является наиболее трудоемкой операцией. Собранный в валы снег грузят с помощью специальных машин-снегопогрузчиков (рис.7).

     Рис.7. Погрузка снега в автомобили-самосвалы снегопогрузчиком 

     Транспортировку снега производят автомобилями-самосвалами. Для максимального использования грузоподъемности самосвалов их оборудуют кузовами повышенной вместимости или наращивают борта на 80-90 см. Для обеспечения непрерывной работы снегопогрузчика за ним закрепляют определенное число автомобилей. Основные затраты по вывозу снега определяются дальностью его транспортирования. Поэтому сокращение расстояния, на которое вывозится снег, является решающим условием снижения стоимости этой операции.

     Снег  с улиц вывозят на поля, пустыри, в русла рек, а также сбрасывают в люки водосточных сетей или хозяйственно-фекальной канализации. Выбор мест для снегосвалок и сплава должен быть согласован с органами санитарного надзора. При вывозе снега на сухие свалки необходимо учитывать возможность отвода талых вод в весенний период. При сбрасывании снега в русла рек целесообразно выбирать не замерзающие места - вблизи выпусков теплой воды от теплоэлектростанций или других подобных предприятий. Иногда устраивают искусственную полынью, в которой устанавливают на понтоне подвесной гребной винт. Понтон закрепляют неподвижно, и создаваемое винтом бурное течение не позволяет воде покрыться льдом. Такие полыньи для сброса снега могут иметь длину до 40 и ширину до 10 м. Снегосвалки устраивают на набережных - снимают ограждения и устанавливают колесоотбойные брусья высотой 35-45 см. Они могут быть деревянными или железобетонными. Если глубина реки у берега невелика, устраивают разгрузочные эстакады на сваях. При правильной организации работ по снегоуборке в большинстве случаев удается обеспечить нормальную эксплуатацию городских дорог в зимний период и поддерживать на заданном уровне их транспортно-эксплуатационные качества.