Министерство образования Российской Федерации

Министерство образования Российской Федерации

Уральский государственный лесотехнический университет

Кафедра транспорта и дорожного строительства

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ.

По дисциплине: «Эксплуатация транспортных сооружений»

Раздел II. «Зимнее содержание автомобильных дорог»

Выполнил: студент гр. ДС – 31

Соломеин А.В.

Проверил: Чижов А.А.

Екатеринбург 2003

1. Описание района расположения дороги.

1.1. Климатические ресурсы Ярославской области.

Климат умеренно-континентальный с коротким, относительно теплым летом, продолжительной, умеренно холодной зимой и ясно выраженными сезонами весны и осени.

Среднемесячная температура самого холодного месяца года - января изменяется от -10.5°С до -12°С, а самого теплого - июля от +17.5°С до +18.5°С.

Область, расположена в зоне достаточного увлажнения; общее количество атмосферных осадков составляет 500 - 600 мм в год, причем 70% их выпадает в течение вегетационного периода и около 30% зимой. Величина испарения составляет в среднем 400 мм. Таким образом, общее количество атмосферных осадков превышает величину возможного испарения. Это обеспечивает высокую влажность воздуха. Наибольшая относительная влажность приходится на декабрь (65-93%). Наименьшая на май (52-56%).

Вегетационный период 165-170 суток.

Вся территория Ярославского Поволжья в агроклиматическом отношении делится на два крупных района, границей между которыми служит р. Волга. Первый район (левобережье Волги) характеризуется суммой средних суточных температур за период выше +10°С - 1850°С-1900°С, а во втором районе (правобережье Волги) они соответственно составляют 1900°С-2000°С. Первый район делится на два подрайона по степени влагообеспеченности: за период средних температур выше 10°С - западный с суммой осадков 260-300 мм и восточный - с суммой осадков около 250 мм. Второй район также делится на западный - с влагообеспеченностью 260-300 мм и восточный, имеющий осадков около 250 мм. Если температура изменяется в пределах области в широтном направлении, то распределение осадков более или менее приближается к меридиональному направлению. Продолжительность устойчивого снежного покрова в первом районе на 5 дней больше, а средняя высота его на 10 см выше, чем втором районе. Продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха выше +5°С в первом районе на 5 дней меньше, чем во втором.

1.2. Земельные ресурсы.

Распределение земельного фонда по угодьям (тыс. га): сельскохозяйственные угодья, всего – 1135.9; земли под поверхностными водами – 386.2; болота – 109.2; земли под лесами и древесно-кустарниковой растительностью – 1814.8; другие угодья – 171.6.

Сельское хозяйство области характеризуется недостатком и низким качеством земельных ресурсов, неблагоприятными природно-климатическими условиями. На одного жителя приходится 0.55 га пашни. Число работающих в сельскохозяйственном производстве сократилось до 50 тыс. человек – 3.5% общей численности населения области (на одного работающего – 15 га пашни).

Относительные площади различных видов почв в области (в %): торфяно- и торфянисто-подзолисто-глеевые – 1.09; дерново-подзолистые преимущественно мелко- и глубокоподзолистые – 38.50; дерново-подзолистые преимущественно неглубокоподзолистые – 37.21; дерново-подзолистые со вторым осветленным горизонтом – 0.78; дерново-подзолистые поверхностно-глееватые преимущественно глубокие и сверхглубокие – 1.27; дерново-подзолистые иллювиально-железистые – 5.46; дерново-подзолисто-глеевые – 0.16; подзолы глеевые торфянистые и торфяные, преимущественно иллювиально-гумусовые – 0.71; дерново-глеевые и перегнойно-глеевые – 0.80; серые лесные – 1.80; торфяные болотные верховые – 1.79; торфяные болотные переходные – 1.20; торфяные болотные низинные – 0.62; пойменные кислые – 7.73; пойменные слабокислые и нейтральные – 0.45.

Преобладают бедные дерново-подзолистые почвы со средним содержанием гумуса (2%), большая часть земель имеет низкую обеспеченность фосфором, калием, избыточную кислотность.

Вследствие значительной заселенности, составляющей 43% общей площади области, наличия многочисленных рек и озер, трех водохранилищ, в том числе Рыбинского (площадь - 500 тыс. га), большого числа болот, преобладает мелкоструктурность сельскохозяйственных угодий. Средний размер одного контура пашни составляет 8 га.

Избыток осадков в летне-осенний период, подтопление почвы водами Рыбинского и Горьковского водохранилищ вызывают переувлажнение значительной части угодий.

Подвержено водной эрозии 83.1 тыс. га сельскохозяйственных угодий, в том числе 64.5 тыс. га пашни.

1.3. Лесные ресурсы.

Область расположена в пределах лесной зоны. Ее северная часть относится к западному району таежно-хвойных лесов, а южная - к северо-западному району хвойных и широколиственных лесов.

По абсолютной площади лесов больше в Пошехонском и Переславском районах, меньше - в Мышкинском и Некрасовском районах.

Общая площадь земель лесного фонда, всего, тыс. га – 1779.5; лесистость, % – 45.2; общий запас древесины на корню, млн. м³ – 249.3.

Преобладают мягколиственные насаждения, из них наиболее часто встречается береза и осина. Хвойные леса занимают 39%, из них сосна – 13%, ель – 26%. Из твердолиственных пород на юге области произрастает дуб на площади 1.7 тыс. га.

К коренным лесам области относятся ельники, сосняки и черноольшаники. На месте сведения леса коренных типов возникли вторичные лесные сообщества.

Из ельников чаще всего встречаются ельники-зеленомошники, включающие следующие ассоциации: ельники кисличные, ельники черничные, ельники брусничные. По слабо дренированным понижениям произрастают ельники долгомошные. Встречаются также ельники сфагновые и ельники болотно-травяные. Основной лесообразующей породой всех ельников является ель обыкновенная. Ель в этих лесах составляет не менее 40% запасов древесины.

Сосновые леса встречаются реже ельников и приурочены главным образом в правобережью Волги на участке Углич-Рыбинск, а также к Нерльской и Волжско-Костромской низинам. Среди сосняков можно выделить следующие группы: беломошниковые (лишайниковые), сфагновые, зеленомошные, сложные и травяные.

Березовые леса составляют более 40% лесов области. В образовании их чаще всего принимает участие береза повислая, а на почвах с избыточным увлажнением встречается и береза пушистая.

Осинники произрастают на сравнительно богатых почвах. Осина может образовывать чистые насаждения, березо-осиновые и елово-осиновые. Это самое быстрорастущее дерево лесов области.

Довольно часто в области встречаются сероольховые леса. Они формируются обычно близ населенных пунктов или по берегам рек, подвергаются постоянному воздействию человека. Менее распространены леса из ольхи клейкой.

Из древесных пород, вводимых в леса искусственно, более широко представлены лиственница сибирская, сосна сибирская или кедр, сосна Банкса. Заслуживает безусловного внимания разведение кедра, ценнейшего дерева. Но его посадок еще мало, главным образом из-за недостатка семян и уничтожения посадок лосями. Более широко культивируется лиственница сибирская - исключительно быстрорастущая порода, введение которой в леса способствует увеличению их производительности.

В результате резкого сокращения вырубки спелых и перестойных, особенно лиственных лесов, сокращаются объемы лесовосстановительных работ, замедляется процесс замены малоценных низкотоварных лиственных насаждений на хвойные.

Большой ущерб лесам продолжают наносить пожары и лесонарушения.

Санитарное состояние лесов в целом по области удовлетворительное. Крупных очагов болезней и вредителей леса не обнаружено.

1.4. Водные ресурсы.

1.4.1. Поверхностные воды.

На территории области насчитывается 83 озера, самые крупные из них - Плещеево (Переславское) и Неро (Ростовское) с суммарным объемом 636 млн. м³, 4327 рек с общей протяженностью 19 340 км, из них 3969 рек длиной до 10 км, с площадью водосбора около 6 км².

Поверхностный сток Ярославской области формируется как из притока речных вод соседних областей, так и внутриобластного стока.

Протяженность реки Волги на территории области составляет 340 км, на ней расположены 3 водохранилища: Угличское (Ярославская, Тверская области), Рыбинское (Ярославская, Тверская, Вологодская области), Горьковское (Ярославская, Костромская, Ивановская, Нижегородская области).

Ширина Волги 500-650 м. До создания водохранилищ в межень глубины у Углича, Мышкина, Рыбинска, Коприна, ниже Ярославля падали до 30 см. Сейчас Волга стала глубоководной, на фарватере глубин менее 2,5 м не бывает.

Падение реки в пределах области небольшое - всего 2.5 см на 1 км. Невелеки скорости течения – 0.2-0.3м/сек. У Ярославля за секунду Волга проносит в среднем 1200 м³ воды. Бывают на Волге летние паводки, но они невысоки: 0.5-1 м. Для судоходства Волга доступна 200 дней в году.

Ниже плотины Иваньковского гидроузла Волга поворачивает к северо-востоку. На этом участке Верхневолжья низменность с юго-востока окаймлена отрогами Клинско-Дмитровской гряды, Угличской и Борисоглебской возвышенностями. Здесь в 1940 г. было заполнено Угличское водохранилище. Длина его - 136 км, площадь зеркала - 249 км², полный объем – 1.24 км³ (полезной – 0.83 км³). Рыбинское водохранилище заполнялось с 1941 по 1947 гг. после перекрытия плотинами Волги у г. Перебор и Шексны у г. Рыбинска. Площадь зеркала - 4550 км³, средняя глубина – 5.6 м (наибольшая – 30.4 м), полный объем – 25.4 м³ (полезный – 16.7 м³).

С 1955 по 1957 гг. заполнялось Горьковское водохранилище. Площадь его зеркала 1591 км², средняя глубина – 5.5 м (наибольшая – 21 м). Зеркало водохранилища имеет сложную конфигурацию. Между Рыбинском и Ярославлем затоплена пойма и первая надпойменная терраса, ниже впадения р. Костромы находиться обширная низина, где образовались Костромские разливы.

Наибольшее воздействие на водные объекты области оказывает жилищно-коммунальное хозяйство, химическая и нефтехимическая промышленность.

В результате хронического антропогенного воздействия происходит загрязнение р. Волги, ее водохранилищ.

Комплекс проблем создают Угличское, Рыбинское и Горьковское водохранилища. Отсутствие регулярных санитарных попусков на плотинах, обратные течения реки, образование застойных зон и накопление загрязнителей в местах сброса вод гг. Углича, Рыбинска, Тутаева, Ярославля, постоянное загрязнение воды Рыбинского водохранилища Череповецким промышленным узлом, накопление загрязняющих веществ в донных отложениях - все это является источником вторичного загрязнения вод р. Волги.

Под влиянием водохранилищ происходит подтопление земельных угодий.

1.4.2. Подземные воды.

Геологические запасы подземных вод в области довольно велики. Но водоносные моренные и нижнемеловые толщи горных пород обладают слабой водоотдачей. Пески, сосредотачивающие в своей толще воду, часто тонкозернистые, поэтому фильтры скважин быстро забиваются, заиливаются, выходят из строя.

Разведанные месторождения, в основном, с запасами до 5-6 тыс. м³/сут расположены в непосредственной близости от водопотребителей и эксплуатируются, как правило, местными ЖКХ, сельскохозяйственными и небольшими промышленными предприятиями. Для водоснабжения крупных промышленных предприятий, таких как ОАО "Компания - Славич", АО завод "Лит", АООТ "Волжский машзавод" разведаны месторождения подземных вод с запасами по 20 тыс. м³/сут и более.

Широко распространены минеральные питьевые воды и рассолы, которые широко используются в лечебных учреждениях, а также на заводах для разлива в стеклянную и полиэтиленовую посуду. Минеральные питьевые воды с минерализацией 3-10 г/дм³ залегают на глубине 150-300 м.

Большой известностью пользуется угличская минеральная вода. В литре ее до 4.2 г солей калия, натрия, магния и кальция. Источники минеральных вод имеются также в Красноперекопском районе Ярославля, в Варницах около Ростова и других местах.

1.5. Преобладающие ветра в зимний период.

Направление ветра	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Повторяемость направлений
Средняя скорость ветра	3.8		3.1	4.4		5.5	4.8	4.1

Рис. 1. Роза ветров Ярославской области.

2. Расчет объема снегоприноса к участкам дороги.

Количество снега, приносимого к дороге за зиму в результате действия метели, называется объемом снегоприноса. Снегопринос представляет собой только часть объема от общего снегопереноса, и определяется по формуле:

, м³/м

где: α – угол между направлением метелевого ветра и дорогой во время метелей, град;

n – число снежных метелей за зиму;

V_В – скорость ветра, м/с;

t – продолжительность метелей, ч.

Определяем углы дующих ветров к дороге справа и слева от нее. Первый участок дороги имеет румб СВ:29.

Второй участок дороги имеет румб СЗ:3.

Направление дороги	СВ:29	СЗ:3
Объем снегоприноса	при направлении ветра	Сумма	при направлении ветра	Сумма
справа	0.59	2.05	6.46	9.1	1.58	2.35	4.49	8.42
слева	3.62	7.64	5.23	16.49	9.76	8.72	3.64	22.12

3. Снегозаносимость дорог.

Для обеспечения не заносимости насыпи нужно поднять земляное полотно до незаносимой отметки. Согласно СНиП II-Д. 5-72 высота снегозаносимой насыпи Н_н находится по формуле (7), [1]:

(7)

где Н_Р – расчетная высота снежного покрова с вероятностью 5%, м:

Δ h – возвышение над расчетным уровнем снежного покрова, м (0.7).

м

Первый и второй участок дороги проходят в насыпи и относятся к слабозаносимым.

4. Временные снегозадерживающие устройства

Наиболее простыми по устройству являются снеговые траншеи. Они устраиваются на слабозаносимых участках дороги. Нарезание траншей полностью механизировано. Бульдозер нарезает в снегу траншеи, сгребая снег в валы.

Рис.2. Устройство снеговой траншеи: 1-земляное полотно; 2-валы по краям траншеи; а-расстояние от бровки земляного полотна до вала траншеи; б-расстояние между валами траншеи; h_тр- глубина траншеи; h_с-допустимая глубина снега на дне траншеи.

Снегоемкость траншеи определяем по формуле:

, м³/м

где: h – высота снежного покрова, м;

В – ширина траншеи, м;

k – коэффициент заполнения траншеи снегом(0.9).

, м³/м

5. Очистка дороги от снега

5.1. Патрульная очистка дороги от снега

Патрульная очистка дороги от снега относится к основным видам работ по борьбе со снегопадом. Это основа зимнего содержания дороги. К патрульной очистке приступают сразу, как только начинается снегопад. Плужные снегоочистители (КО-707) очищают обслуживаемый участок дороги от снега путем систематических проездов в течение всего времени, пока идет снег.

Количество необходимых патрульных машин определяем по формуле:

где: Z – длина патрулируемого участка дороги, км;

V – рабочая скорость снегоочистителя, км/ч;

k – коэффициент внутрисменного использования снегоочистителей (0.7);

n – число проходов по ширине проезжей части:

В – ширина очищаемой проезжей части, м;

b – ширина отвала снегоочистителя, м;

α – угол захвата отвала снегоочистителя, град;

t – время между выходами патрульных машин, ч:

h – глубина выпавшего снега, см;

h – интенсивность накопления снега, см/ч;

α – коэффициент, увеличение времени на разворот и остановку отряда машин (1.2).

ч

проходов

машины

Рис.3. Схема патрульной очистки дороги от снега снегоочистителями.

Рис.4. Схема патрульной очистки снега от одной обочины к другой при сильном боковом ветре.

5.2. Расчет количества снегоуборочных машин

Работы по снегоочистке дорог относятся к объемным т.е. при расчете количества снегоуборочных машин (ДЭ-201Б) при уборке снежных валов в формуле учитывается объем убираемого снега:

где: W – объем снега, подлежащего уборке за один цикл снегоочистки, м³;

П_ч – эксплуатационная часовая производительность снегоуборочной машины, м³/ч;

t_д – директивный срок уборки снежных валов, ч.

Объем убираемого снега определяем по формуле:

где: В – ширина дороги, м;

h – глубина отложившегося на дороге снега во время снегопада и метели, м;

Z – длина участка дороги, м;

β – коэффициент задержания снега дорогой (1).

м³

машина

6. Борьба с зимней скользкостью на дороге

Мероприятия по борьбе с зимней скользкостью на дорогах выполняют путем россыпи фрикционного материала в основном пескоразбрасывателями (МДК-4331), снабженными вращающимся валом или ленточным транспортером. Песчано-соляная смесь приготавливается путем добавления в песок сухой соли в количестве15-20кг/м³. Такая смесь готовится на базах хранения противогололедных материалов. Норма расхода песчано-соляной смеси от 100 до 350 г/м² в зависимости от степени опасности дорожных участков.

6.1. Определение количества распределителей

Определение длины участка обрабатываемого распределителем за один рейс:

где: Q_х – грузоподъемность распределителя, кг;

В – ширина полосы обработки, м;

q – норма распределения песчано-соляной смеси, г/м².

км

Расчет числа рейсов распределителя для обработки длины всего участка дороги:

где: α – длина обрабатываемого участка, км.

рейса

Определение средней продолжительности одного рейса распределителя:

где: t_з – время загрузки распределителя на базе, ч (0,05);

l_г, l_х – среднее расстояние в грузовом и порожнем направлениях, км;

V_г, V_х – скорости груженого и порожнего распределителя, км/ч;

t_р – время распределения песчано-соляной смеси, ч:

где: V_р – рабочая скорость распределителя, км/ч;

ч

ч

Расчет машино-часов работы распределителя для ликвидации зимней скользкости на обрабатываемом участке дороги длиной α, км:

где: к – коэффициент использования рабочего времени (0.9).

машино-часов

Определение требуемого количества распределителей:

где: Т_д – директивный срок устранения скользкости, ч.

машина

Определяем потребности в песчано-соляной смеси по формуле:

где: k_п – коэффициент потерь (1.03).

кг

Годовая потребность в противогололедном материале за зиму:

где: А – количество дней с образованием зимней скользкости на дороге.

кг =145 тонн

7. Схема работ по организации снегозащиты дороги

Километры
Высота насыпи, м Сокращенный продольный профиль
Объем снегоотложений, м^3/м	Слева
Справа
Снегозадержи-вающие устройства	Слева	Постоянные
Временные
Слева	Постоянные
Временные
Заправочные пункты
Стоянка автомобильных снегоочистителей
Стоянка тракторных машин
Пункты обогрева рабочих
Виды снегоочистителей	Патрульные снегоочистители
Тракторные снегоочистители
Роторные снегоочистители
Границы участков

8. График борьбы с зимней скользкостью на дороге

Километры
Красная линия продольного профиля
Очередность обработки
Время работы распределителей, ч

Дата добавления: 2015-08-28