Методические рекомендации по зимнему содержанию автомобильных дорог в Казахстане


3. На дорогах V категории при объемах снегоприноса до 100 м3/м можно устраивать раскрытые или разделанные под насыпь мелкие выемки.

8.3. Нулевые места и малые насыпи

Под малыми насыпями здесь подразумеваются такие, высота которых ниже высоты образующегося рядом снежного покрова. Нулевые места и такие малые насыпи в связи с наличием и постепенным ростом снежного покрова превращаются в мелкие выемки со всеми их отрицательными, в отношении снегозаносимости, свойствами. Следовательно, и в данном случае полностью применимы выводы, сделанные выше по отношению к мелким выемкам, т.е. на дорогах I - IV категорий нулевые места и малые насыпи следует огораживать снегозащитами. На дорогах V категории таких ограждений можно не делать, но нужна тщательная и своевременная снегоочистка без создания по краям очищаемой полосы снежных валов, без складирования на обочинах штабелей материалов и с обязательной уборкой бурьяна, кустарника и других предметов с полосы отвода в пределах 15 - 20 м от полотна дороги, чтобы предотвратить отложения снега за ними на подветренную обочину и проезжую часть дороги.

8.4. Снегонезаносимые насыпи

Из изложенного в пункте 6.3 вытекает, что обеспечение незаносимости верхней плоскости насыпи переносимым снегом в течение всей зимы может быть достигнуто только в том случае, если насыпь будет определенной, для данных условий, высоты. Причем высота насыпи должна быть больше высоты возможного на данном участке снежного покрова.

Последнее требование вытекает из того положения, что снижение скоростей ветроснегового потока происходит не только при встрече с углублением или с возвышениями, но, как это доказано автором (1956 г.), и на ровной поверхности. В последнем случае снижение скоростей происходит благодаря огромной изменчивости как скорости ветроснегового потока, так и его направлений. Эта изменчивость приводит к моментам, когда скорость, особенно в нижнем слое, падает до величины, недостаточной для дальнейшего передвижения частиц снега, и они останавливаются даже на ровном месте при отсутствии всяких препятствий. Осевшая же при переносе частица снега может быть вновь приведена в движение только при значительно более сильном ветре.

Отложения переносимого снега на ровной поверхности происходят ровным, увеличивающимся по толщине, слоем. Интенсивность образования и роста снежных отложений на ровной поверхности значительно слабее, чем у препятствий. Но поскольку эти отложения все же имеют место, снегонезаносимыми насыпями являются те, которые имеют высоту, большую по сравнению с образующимся рядом снежным покровом.

СНиП II-Д.5-72 возвышение бровки земляного полотна над поверхностью снежного покрова предлагает принимать равным 0,6 - 0,8 м. Однако рядом исследователей было установлено, что при этом незаносимость насыпи во многих случаях не обеспечивается и потому были предложены другие параметры незаносимой насыпи.

Высоту незаносимой насыпи В.К. Некрасов (1969 г.) рекомендует определять по формуле

Н = Нсн п + Нм с + hсб с,                                                       (6)

где Н - высота снегонезаносимой насыпи, м;

Нсн п - наибольшая высота снежного покрова в районе данного участка дороги, м;

Нм с - толщина морозоустойчивого слоя, м;

hсб с - толщина слоя снега, сброшенного на откос насыпи при снегоочистке, м.

Автором (1961 г.) высоту снегонезаносимой насыпи рекомендуется определять с учетом объема приносимого снега по формуле

Н = h1 + h2,                                                                 (7)

где Н - высота снегонезаносимой насыпи, м;

h1 - величина, соответствующая высоте снежного покрова по средним многолетним данным (принимается по метеорологическим данным), м;

h2 - превышение бровки насыпи над поверхностью снежного покрова в зависимости от объемов снегоприноса на данном участке дороги (принимается по графику, изображенному на рис. 34).

Рис. 34. Превышение бровки незаносимой насыпи над поверхностью образующегося снежного покрова в зависимости от объема снегоприноса

8.5. Ветронаправляющие устройства

В настоящее время эти устройства представляют собой постоянный забор с большим просветом внизу и со сплошь забранной верхней наклонной или вертикальной частью (см. рис. 35). Наклон верхней сплошной части делается против направления ветрового потока. Благодаря такому устройству ветровой поток, подходя к забору, разделяется на две части: одна из них проходит поверх забора, вторая направляется вниз и проходит в просвет с повышенной скоростью. Повышенная скорость сохраняется за щитом на некотором расстоянии и потому снег, проходящий в этот просвет, начинает откладываться только на некотором расстоянии от щитов. Это расстояние зависит от начальной скорости ветрового потока, угла между направлением потока и осью забора, угла наклона сплошной части и взаимной величины просвета и сплошной части забора.

Рис. 35. Рекомендуемые типы снегопередувающих заборов (по данным Г.В. Бялобжесского, 1966 г.)

Установленные транспортно-энергетическим институтом Сибирского отделения АН СССР расстояния переноса снега без отложений (зоны выдувания) приведены в таблице 17.

Таблица 17

Общая высота забора, м

Высота сплошной панели, м

Высота продуваемого просвета, м

Расстояние переноса снега без отложений (зона выдувания), м

Примечание

5,0

3,0

2,0

до 6,0

 

6,5

4,0

2,5

до 8,0

 

8,0

5,0

3,0

до 10,0

 

Устанавливать заборы рекомендуют на обочинах автомобильных дорог и с таким расчетом, чтобы стойки забора находились на расстоянии 0,8 м от кромки проезжей части (Г.В. Бялобжесский, 1966 г.). Забранную часть забора можно делать и не сплошной, а с просветностью 0,2. Заборы высотой более 8 м не рекомендуются.

Из таблицы 17 вытекает, что для обеспечения незаносимости проезжей части шириною 7 м необходимо выставлять заборы высотой 6,5 м с высотой сплошной панели 4 м и просветом 2,5 м. Но если произвести разрежение верхней сплошной части и за счет этого заполнить просвет, то получим обычный решетчатый забор такой же общей высоты. Такой забор сможет задержать 530 - 550 м3/м снега, и при этом отложений переносимого снега не будет не только на проезжей части, но и на обочинах. Учитывая это, ветронаправляющие заборы имеет смысл устраивать только тогда, когда объем снегоприноса больше, чем может задержать обычный решетчатый забор, равный по общей высоте с ветронаправляющим забором.

9. СНЕГОЕМКОСТЬ СНЕГОЗАДЕРЖИВАЮЩИХ УСТРОЙСТВ

9.1. Однорядные сплошные снегозадерживающие устройства

Отложения снега у сплошного плоского снегозадерживающего устройства показаны на рис. 20. Многочисленные наблюдения показывают, что высота отложений снега у заработанного устройства может несколько превышать его высоту. Для упрощения определения снегоемкости такого устройства можно принять высоту отложений снега равной высоте устройства.

С этой же целью примем, что профиль отложений снега перед устройством имеет форму треугольника, а за устройством - трапеции. Скорректированный таким образом профиль снежных отложений у заработанного сплошного плоского устройства показан на рис. 20 штрихлинией. Согласно рис. 20 объем снега, откладывающийся на 1 пог.м полностью заработанного сплошного плоского устройства, при условии, что оно не переставляется, будет равен:

                                                   (8)

Объемные сплошные снегозадерживающие устройства из снега (снежные стенки и снежные валы) воздействуют на ветроснеговой поток так же, как и плоские сплошные устройства. Поэтому объем снега, задерживаемый ими, можно определять по этой же формуле. Объем самого устройства (стенки или вала) компенсируется заполнением объема траншеи, из которой снег взят на устройство стенки или вала.

Для определения величины С нужно знать уклон отложений снега перед устройством. Многочисленные замеры этого уклона показали, что его можно принять равным 1:10, откуда С = 10 Н.

Величина a1 по различным данным колеблется в пределах 1,5 Н - 2,0 Н.

Для определения величины а2 нужно знать уклон отложений снега за устройством. Величина этого уклона, как показывают многочисленные наблюдения, зависит от скорости ветра. Зависимость эта приведена в таблице 18.

Таблица 18

Ежегодная скорость ветра на высоте 2 м, м/сек

Наблюденные уклоны отложений за устройством

до 11

1:7

до 14

1:9

до 18

1:11

Более 18

1:13 - 1:17

Величины С, а1, а2 приняты по материалам наблюдений различных исследователей и потому впредь до получения более точных данных могут быть рекомендованы для их определения.

9.2. Однорядные решетчатые плоские снегозадерживающие устройства

Отложения снега у плоского решетчатого устройства показаны на рис. 22. Хотя высота отложений за таким заработанным устройством и может превышать его высоту, для упрощения расчетов примем высоту отложений снега равной высоте устройства.

С той же целью примем форму отложений снега перед устройством в виде треугольника, а за устройством - в виде трапеции. Скорректированный таким образом профиль снежных отложений у заработанного решетчатого плоского снегозадерживающего устройства показан на рис. 22 штрихлинией. Согласно этому рисунку объем снега, откладывающийся на 1 пог.м полностью заработанного плоского устройства, при условии что оно не переставляется, будет равен:

                                              (9)

Количественные значения с, a1 и а2 определяются так же, как и для сплошных плоских устройств.

Для определения количественного значения величины в воспользуемся данными В.Ф. Бабкова, который в 1942 - 1943 гг. в районе г. Мичуринска замерял длину снежных отложений за отработанными решетчатыми щитами с разной площадью просветов. Данные этих измерений приведены в таблице 19.

Таблица 19

Площадь просветов, %

Отношение длины отложений снега к высоте щита

Площадь просветов, %

Отношение длины отложений снега к высоте щита

10

11,50

47

12,50

15

11,25

50

12,75

15

12,00

55

13,00

40

11,25

65

14,40

40

13,25

80

17,00

Из таблицы видно, что чем больше просветность решетчатого устройства, тем больше длина отложений снега за ним. Но поскольку опыты проводились в одинаковых условиях, то на увеличение длины отложений снега за устройствами оказывала влияние только лишь различная их просветность. Следовательно, на величину в оказывает влияние просветность устройства.

На эту величину оказывает влияние и скорость ветра, но это влияние пока не удалось установить количественно. Имеющиеся по этому вопросу экспериментальные данные показывают, что это влияние не дает больших изменений величины в. Поэтому можно не учитывать это влияние на количественные значения величины в, а дать ее значения пока только в зависимости от одной просветности. Определение величины в при полностью заработанном устройстве впредь до уточнения можно рекомендовать по данным таблицы 20, составленной по материалам различных источников.

Таблица 20

Просветность устройства, %

Отношение величины в (см. рис. 22) к высоте устройства

Просветность устройства, %

Отношение величины в (см. рис. 22) к высоте устройства

35

0,50

60

3,30

40

1,10

65

3,85

45

1,65

70

4,40

50

2,25

75

4,95

55

2,75

80

5,50

9.3. Придорожные снегозащитные лесонасаждения

Для придорожных снегозащитных лесонасаждений в настоящее время рекомендуются (см. Г.В. Бялобжесский, 1966 г.) и применяются непродуваемые, густые, особенно снизу, лесные полосы. Под воздействием таких полос задержание снега происходит в зоне снижения скоростей ветроснегового потока как с наветренной и подветренной сторон полосы, так и внутри самой полосы. Схема очертания снегоотложений у таких полос показана на рис. 36.

Рис. 36. Схемы отложения снега у придорожных снегозащитных лесонасаждений:

а) - у непродуваемых полос; б) - у ажурных; в) - у продуваемых

Высота снегоотложений Н, соответствующая средней высоте снежного вала, который можно допустить без опасности снеголома, для различных почвенных зон принимается равной от 1,0 до 2,5 м.

Согласно рис. 36, объем снега, откладывающийся на 1 пог.м полностью заработанной лесной полосы (с допустимой средней высотой вала Н), будет равен:

                                                      (10)

где l - ширина полосы насаждений, м.

9.4. Многорядные снегозадерживающие устройства

Плоские многорядные снегозадерживающие устройства осуществляют в виде двух или более рядов щитов, заборов, снежных валов, снежных стенок и т.п.; пространственные (лесонасаждения) - в виде двух или более полос. Естественно, что применяя два или более ряда таких устройств, необходимо использовать наиболее полно их снегоемкость.