Применение антигололедного покрытия на лесовозных автомобильных дорогах в условиях Урала

• Автор: Кудрявцев, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 152 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Обзор отечественных и зарубежных литературных источников по

ликвидации зимней скользкости на автомобильных дорогах.

1.1.1. Существующие способы борьбы с зимней скользкостью

на автомобильных дорогах.

1.1.2. Опыт применения на автомобильных дорогах материалов

покрытий, обладающих противогололедными свойствами

1.2. Цель работы и задачи исследований

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Теоретические предпосылки создания антигололедиого слоя асфальтобетонного покрытия на основе гидрофобизирующего кремиийорганичсского модификатора.
2.2. Анализ и свойства существующих гидрофобизирующих реагентов и обоснование выбора наиболее приемлемого модификатора для
придания асфальтобетону антигололедных свойств
2.3. Требования, предъявляемые к принимаемому модификатору
2.4. Взаимодействие принятого модификатора МПА0 с асфальтобетонной смесыо.
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Методические вопросы исследований
3.1.1. Определение противогололедных свойств асфальтобетона.
3.1.2. Методики исследования применяемого битума.
3.1.3. Методики исследования асфальтобетона, обработанного модификатором МПА0
3.1.4. Методика определения коррозионной активности слоя асфальтобетонного покрытия обработанного модификатором МПА
3.2. Материалы, принятые для исследования
3.3. Исследование влияния модификатора МПА0 на эксплуатационные свойства асфальтобетона и компоненты асфальтобетонной смеси
3.3.1. Многофакторный план эксперимента и расчет необходимого
количества параллельных испытаний.
3.3.2. Анализ результатов планируемого многофакторного эксперимента
3.3.3. Оценка степени влияния модификатора МПА0 на свойства битума.
3.3.4. Исследование влияния модификатора МПА0 на физикомеханические свойства асфальтобетона.
3.3.5. Определение и оценка коррозионной активности
антигололедного покрытия.
3.4. Выводы по главе.
4. ОПЫТНОПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Технология устройства верхнего слоя экспериментального асфальтобетонного покрытия с антигололедными свойствами
4.2. Строительство опытноэкспериментального участка.
4.3. Результаты наблюдений за экспериментальным участком и
измерения коэффициента сцепления.
5. ОБОСНОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ АНТИГОЛОЛЕДНОГО МОДИФИКАТОРА.
5.1. Эффект от зимнего содержания.
5.2. Эффект в отрасли автомобильного транспорта
5.3. Эффект народного хозяйства за счет снижения количества ДТП
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Лесовозный автомобильный транспорт является важной составляющей технологии лесозаготовительного производства. Недостаточность количества лесных дорог, природные и географические условия все это является причиной сезонности лесозаготовительного производства, что сдерживает развитие лесопромышленного комплекса Российской Федерации. Отсутствие развитой сети дорог круглогодичного действия, а также неудовлетворительное состояние существующих дорог сказывается на эффективности работы лесовозного транспорта, на долю которого приходится более объема вывозимых лесоматериалов 7.
Распоряжением Правительства Российской Федерации от 1 ноября г. р предусматривается ежегодный рост объемов строительства лесовозных дорог круглогодового действия, которые позволят увеличить эффективность работы лесовозного автомобильного транспорта, а также увеличить скорость движения лесовозных автопоездов.
В зимний период на автомобильных дорогах образуются гололед и снежноледяные отложения, которые существенно уменьшают сцепление колес автомобилей с покрытием. В результате снижается производительность автомобильного транспорта на вывозке леса и увеличивается количество дорожнотранспортных происшествий.
Борьба с гололедом является исключительно важным мероприятием на зимних дорогах, т.к. гололед представляет настоящее бедствие для дорог, дорожнотранспортных происшествий происходит на скользких зимних дрогах это характерно для США, России, Скандинавских стран.
Борьба с зимней скользкостью на автомобильных дорогах в основном ведется с помощью посыпки песчаносоляной смесью, а также с применением различных химических реагентов, содержащих хлориды, которые оказывают негативное воздействие на материалы покрытия, металлические детали машин
и дорожных сооружений, а также пагубно влияют на экологическую обстановку придорожной полосы.
Назрела необходимость, чтобы современные методы зимнего содержания автомобильных дорог пошли по пути полного или частичного отказа от применения хлоридов. Наиболее перспективным является направление предупреждения образования гололеда за счет создания покрытий автомобильных дорог, обладающих противогололедными свойствами, что делает возможным механическое удаление снежноледяных отложений снегоуборочной техникой и исключения отрицательного воздействия химических реагентов на окружающую среду. В настоящее время существующие антиобледенительные добавки не нашли широкого применения, поскольку они дорогие и их введение в состав асфальтобетона значительно повышает стоимость готового покрытия.
В настоящей работе для повышения противогололедных свойств асфальтобетона используется кремнийорганический модификатор МПА0, не содержащий хлоридов, разработанный в Уральском государственном лесотехническом университете УГЛТУ.
Устройство верхнего антигололедного слоя дорожного покрытия на основе гидрофобизирующего модификатора, не содержащего хлоридов, на лесовозных автомобильных дорогах позволит вести активную борьбу с гололедом, благодаря чему повысится коэффициент сцепления колес автомобилей с дорожным покрытием и будет обеспечена нормальная работа лесовозного транспорта. Кроме того, применение таких покрытий позволит улучшить экологическую обстановку придорожной полосы за счет отказа от применения хлоридов.
Актуальность


По материалам диссертации опубликовано 9 работ, изданы методические указания к лабораторным работам, разработан технологический регламент, получен патент на изобретение способа образования противогололедного слоя на автомобильной дороге. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы 8 наименований, приложений. В работе содержится 6 страниц машинописного текста без приложений, в том числе таблица, рисунков и фотографий. Обзор отечественных и зарубежных литературных источников но ликвидации зимней скользкости на автомобильных дорогах
Расчетная скорость движения автомобиля является важным транспортноэксплуатационным показателем, характеризующим потребительские свойства автомобильных дорог. В соответствии с расчетной скоростью проектируются основные элементы дороги, и осуществляется организация дорожного движения. Труднее всего обеспечивать расчетную скорость движения в зимний период, когда часты случаи образования зимней скользкости и заносов на автомобильных дорогах. Зимней скользкостью называются все виды снежноледяных отложений на покрытии автомобильной дороги, наличие которых снижает коэффициент сцепления колес автомобилей с поверхностью дороги. Как правило, зимняя скользкость образуется при близких к нулю градусов Цельсия отрицательных температурах, однако, при наличии на поверхности дороги значительного слоя снежных отложений и медленном его таянии возможно образование зимней скользкости и при положительной температуре воздуха. Существует несколько классификаций зимней скользкости. Наиболее простая из них приводится в нормативной литературе . Данная классификация выделяет три вида зимней скользкости рыхлый снег, снежный накат и стекловидный лед, описывая их свойства и условия образования следующим образом. Рыхлый снег. Отложение рыхлого снега происходит ройным слоем при снегопадах в безветренную погоду. Снежный накат уплотненный слой снега переменной толщины. Стекловидный лед является наиболее опасным видом зимней скользкости. Он образуется при замерзании на покрытии воды и представляет собой гладкую стекловидную пленку или шероховатую корку различной толщины с плотностью кгм3 и снижает коэффициент сцепления до 0,. На наш взгляд, при организации работ по зимнему содержанию, необходимо учитывать более конкретные условия образования зимней скользко
сти. В связи с этим заслуживает внимания исследование 8, в котором предлагается 6 видов зимней скользкости таблица 1. Таблица 1. Ог 2С до 0С тоже интенсивность снегопада не менее 0. О С и ниже точки росы. С, с высокой интенсивностью более 0,6 ммч. Наблюдаются обледенения рыхлый снег при влажности воздуха менее , при сухих твердых осадках и температуре воздуха ниже 6 С. О С, а более низкие температуры С и ниже способствуют образованию менее опасных отложений рыхлого снега, но не гололеда. Известно, что на холодный период года приходится максимум затрат дорожных организаций в части содержания и обеспечения безопасности движения на автомобильных дорогах. Тем не менее, именно в это время происходит большинство ДТП по причине неудовлетворительного состояния автомобильных дорог. Причем скользкое дорожное покрытие является основной причиной в случаях ДТП. Таким образом, обеспечение достаточного коэффициента сцепления покрытий автомобильных дорог в зимний период является одной из первоочередных задач зимнего содержания автомобильных дорог, а это возможно при активной борьбе со скользкостью покрытий гололедом. Рассмотрим существующие способы борьбы со скользкостью на дорогах. В настоящее время получили применение следующие способы борьбы с зимней скользкостью на дорогах механический, фрикционный, химический, тепловой, а также различные их комбинации 9, . Механический способ борьбы с зимней скользкостью заключается в удалении снежноледяных отложений при помощи различных механизмов, например, отвалами снегоуборочной техники или автогрейдера . Способ применяется при отложениях невысокой плотности кгм3. Но даже в этом случае возможно повреждение покрытия изза значительной адгезии к нему льда, поэтому, как правило, этот способ применяют в сочетании с другими способами.