Борьба с зимней скользкостью

Виды зимней скользкости и условия ее образования. Зимней скользкостью называют ледяные образования и снежные отложения на поверхности дороги, приводящие к снижению коэффициента сцепления колес автомобиля с поверхностью дороги и ухудшению ровности.

Гололедица - слой льда, образовавшийся в результате замерзания воды, которая находилась на тёплом мокром покрытии и превратилась в лёд при понижении температуры воздуха и охлаждении покрытия до 0 °С и ниже.

Гололёд - слой льда, образовавшийся при замерзании осадков, выпадающих на сухое охлаждённое покрытие.

Снежный накат - уплотнённый и обледеневший при многократном воздействии колёс автомобилей слой снега со скользкой поверхностью.

Мокрый снег - кашеобразная смесь влажного снега с водой, образовавшаяся при выпадении мокрого снега из облаков или таяния снежного слоя на покрытии при быстром повышении температуры воздуха.

Рыхлый снег - отложения на покрытии свежевыпавшего или принесённого метелью снега.

Гололедицу и гололёд чаще всего объединяют в одно понятие - гололёд.

Методы борьбы с зимней скользкостью. Все мероприятия по борьбе с зимней скользкостью по их целевой направленности можно разделить на три группы:

• снижение отрицательного воздействия образовавшейся зимней скользкости и повышение коэффициента сцепления колес с дорогой путём россыпи по обледеневшему покрытию минеральных фрикционных материалов;

• удаление с покрытия образовавшегося ледяного или снежного слоя с применением химических, механических, тепловых и других методов;

• предотвращение образования снежно-ледяного слоя или ослабление его сцепления с покрытием путём профилактической обработки покрытия противогололёдными химическими веществами или введения противогололёдных реагентов в состав покрытия.

90

Наиболее часто применяемые меры борьбы с зимней скользкостью приведены в табл. 15.6.

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

Таблица 15.6. Наиболее часто применяемые меры борьбы с зимней скользкостью

Фрикционный метод состоит в том, что по поверхности ледяного или снежно-ледяного слоя рассыпают песок, мелкий гравий, отходы дробления, шлак или другие абразивные материалы с размером частиц не более 6 мм без примесей глинистых частиц. Предельно допустимая доля пылеватых, глинистых и других загрязняющих примесей не более 3 %. Россыпь производится пескоразбрасывателями или другими машинами.

91

На неопасных участках дорог норма расхода песка составляет 200…700 г/м² или около 0,3…0,4 м³ на 1000 м² покрытия. На опасных участках - спусках, перекрёстках, кривых малого радиуса - норму расхода практически удваивают.

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 колёсами и сдувается ветром.

Для восстановления сцепных свойств требуются частые посыпки и большое количество пескораспределителей. Песок при хранении в больших объёмах зимой может смерзаться в комья.

Для повышения эффективности распределяют подогретый абразивный материал, который проникает в ледяную корку и после примерзания придает поверхности некоторую шероховатость. Фрикционный метод не устраняет скользкость, только на некоторое время уменьшает ее отрицательные последствия.

Химический метод борьбы с образовавшейся зимней скользкостью заключается в применении для плавления снега и льда твёрдых или жидких химических веществ.

Применение химических реагентов позволяет расплавить и устранить лёд и снег, после чего покрытие становится мокрым, а затем высыхает. Таким образом, химический метод позволяет полностью ликвидировать зимнюю скользкость.

Плавление льда химическими реагентами представляет собой сложный физико-химический процесс, в результате которого реагенты плавят лёд и образуют водно-соляной раствор, температура замерзания которого значительно более низкая, чем температура замерзания воды.

Интенсивность процесса взаимодействия характеризуется плавящей способностью хлоридов , т.е. количеством расплавленного льда в граммах одним граммом соли при данной отрицательной температуре воздуха. Плавящая способность вначале возрастает во времени Т, а далее по мере наступления динамического равновесия стабилизируется:

где а - коэффициент, зависящий от вида хлорида, а = 1…5; b - коэффициент, зависящий от температуры воздуха, b = 0,25…0,75.

С понижением температуры воздуха плавящая способность хлоридов снижается и поэтому норма расхода их увеличивается (рис. 15.28).

Кроме того, при плавлении льда образуются растворы, которые могут замерзнуть и стать причиной нового обледенения покрытия.

92

Температура замерзания раствора зависит от концентрации и вида хлоридов.

Так, раствор хлорида натрия NaCl 23 %-ной концентрации замерзает при температуре -21 ^оС, а раствор хлорида кальция CaCl₂ 30 %-ной концентрации - при температуре -50 ^оС (рис. 15.29). Наиболее низкая температура замерзания и соответствующая ей наибольшая концентрация раствора называются соответственно эвтектической температурой и эвтектической концентрацией, при которых происходит кристаллизация твердого вещества, т.е. соли, в растворе. Эта точка на графике называется точкой эвтектики.

При достижении эвтектической температуры происходит резкий переход всей массы жидкости в твёрдую смесь, которая состоит изо льда и кристаллов соли, т.е. соль в растворе кристаллизуется.

С учётом некоторого запаса рабочую температуру воздуха для каждого хлорида принимают не более 2/3 от температуры точки эвтектики.

Рис. 15.28. Зависимость плавящей способности хлорида натрия (1) и

хлорида кальция (2) от температуры t

Рис. 15.29. Фазовая диаграмма растворения противогололедных солей

93

Так, допустимую температуру применения хлористого натрия принимают -10 ^оС, хлористого магния -10 ^оС…-15 ^оС, хлористого кальция -15 ^оС…-20 ^оС.

Комбинированный химико-фрикционный метод состоит в том, что на поверхность покрытия рассыпают фрикционные материалы, смешанные с твердыми хлоридами NaCl, KCl, MgCl₂, CaCl₂. Пескосоляную смесь приготавливают на пескобазах смешением фрикционных материалов с кристаллической солью в соотношении 9:1; 8:1; 6:1 или 4:1. Достоинством песчано-солевых смесей является то, что они не смерзаются и не слеживаются.

На неопасных участках дорог нормы расхода песчано-солевых смесей составляют 100…400 г/м² или 0,1…0,2 м³ на 1000 м² покрытий, а на опасных - 0,3…0,4 м³.

Пескосоляные смеси распределяют специальными пескоразбрасывателями или комбинированными дорожными машинами с универсальным оборудованием.