Способ уборки снежно-ледяных образований с дорожных покрытий Советский патент 1989 года по МПК E01H5/12 

Изобретение относится к эксплуатации дорог, может быть использовано при уборке снежно-ледяных образований с дорожных покрытий улиц городов и автомобильных дорог и является усовершенствованием способа по основному авт.сЕ. № 9933А7.

Цель изобретения - повышение интенсификации процесса разрушения снежно-ледяных образований жидкими химическими реагентами и снижение их расхода.

На фиг, 1 изображена машина для распределения жидких химических pea- гентов с рабочим органом, общий видг на фиг. 2 - вид А На фиг. 1; на ; фиг. 3 - снежно-ледяное образование на дорожном покрытии, разделенное продольными и поперечными канавками; на фиг. 4 - фазовая диаграмма растворов NaCl и CaClj; на фиг. 5 - график зависимостей расхода соли на суммарное стаивание при использовании соли NaCl при -6,7°С и различном времени реакции (t - период времени после обработки, точками указаны данные наблюдений); на фиг. 6 - график зависимостей растаявшей массы льда при использовании 1 кг солей

NaCl или CaClr через 0,5 ч после обработки в интервале температур от -3 до -18°С; на фиг, 7 - график.зависимостей растаявшей массы льда при использовании 1 кг солей NaCl или CaClrj через 1 ч после обработки в интервале температур от -3 до -18 С Способ уборки снежно-ледяных образований с дорожных покрытий осуществляют следующим образом.

Перед уборкой снежно-ледяных образований по термометру определяют температуру воздуха и берут пробы снежно-ледяных образований через 500 м дорожного. покрытия специаль йыми пробоотборниками для определения толщины пограничного слоя и плоности снежно-ледяного образования, смонтированными на транспортном срестве с подъемным механизмом. Пограничный слой - это слой снежно-ледяного образования вблизи покрытия. Пробоотборник может быть выполнен, например, в виде трубки из прозрачного материала с диаметром 1 см с выталкивающим приспособлением, выполненным в виде поршня.

В снежно-ледяных или ледяных образованиях дорожного покрытия перед

5 0 5

0

5

0

45

50

55

распределением жидких химических реагентов производят рабочим - органом 1, установленным на базовом шасси 2 для распределения жидких химических реагентов, основные и дополнительные канавки 3 и 4. Основные канавки 3 ориентируют вдоль оси дороги, а дополнительные - поперек оси дороги.

Основные и дополнитольные канавки 3 и 4 производят глубиной, например, 1-3 см и более в зависимости от толщины снежно-ледяных образований, шириной до 2 см, с расстояниями между основными 20 см, а между дополнительными до 25 см. Основные канавки 3 формируют приводными фрезами 5 ра- бочего органа 1, а дополнительные канавки - режущими элементами 6, установленными, например, на приводном кривошипно-шатунном механизме 7 рабочего органа 1 (фиг. 2 и 3). Основные и дополнительные канавки 3 и 4 выполнены сообщающимися между собой для свободного растекания жидких химических реагентов.

После формирования основных и дополнительных канавок 3 и 4 в основные канавки 3 подают под давлением предварительно подогретые жидкие химические реагенты заданной концентрации, для этого из цистерны В по трубопроводу 9, пропущенному через выхлопную трубу 10 двигателя машины 2, жидкие химические реагенты поступают к насосу 11, например плунжерному, который нагревает химические реагенты через сопла 12 в основные канавки 3. При этом жидкие химические реагенты растекаются в дополнительные канавки 4.

При нагреве жидких химических реагентов, например хлоридов натрия NaCl иди хлоридов кальция СаС, по- вьштается их растворимость, что способствует эффективной работе сопел 12.

Как следует из фазовой диаграммы растворов NaCl и CaCl (фиг. 4, а - раствор; б - раствор и лед; в - раствор и соль; г - лед и соль) важнейшие свойства- солей следующие: растворимость каждой соли повышается с ростом температуры; точка замерзания каждого раствора понижается при приближении концентрации к эвтектическому раствору, т.е. раствору определенной концентрации, имеющему наиболее низкую точку замерзания, а для растворов,концентрация которых меньше, чем у эвтектических растворов, температура замерзания ниже температуры плавления чистого льда. Кроме того, эвтектическая температура, т. температура точки эвтектики, водног раствора хлорида кальция ниже эвтектической температуры водного раствора хлорида натрия.

Из перечисленных свойств солей следует, что подогрев жидких химических реагентов увеличивает их текучесть и повышает надежность соплового аппарата рабочего органа и насоса 11, который обеспечивает давле1

ние в пределах 4-6 кг/см и предназначен для нагнетания подогретых реагентов на снежно-ледяные образования Нижний предел давления насоса используется при обработке слегка прикатан ного снежно-ледяного образования плотностью 0,2-0,3 г/см, а верхний предел давления насоса - Ьри обработке стекловидного льда плотностью 0,7-0,9 г/см.З.

Струи жидких химических реагентов, истекающих из сопел 12, при соударении с пограничным слоем покрытия растекаются под сформированными участками 13 снежно-ледяных образований и способствуют снижению адгезии между покрытием и снежно-ледяным образованием в пограничном слое. Подогретые струи жидкрх химических реагентов проникают к покрытию и повышают его температуру, что способствует увеличению количества растаявшего льда.

Расход химических реагентов регулируют посредством вентилей 14, смонтированных на шасси 2, причем расход реагентов определяют по массе пограничного слоя сформированных участков 13 (фиг. 1, 6 и 7).

Пограничный слой сформированных участков 13 снежно-ледяных образований по экспериментальным данным может достигать высоты до 3 мм и представляет собой уплотненный примерзший слой к покрытию. Высота пограничного слоя свежевьшавшего снега на дорожное покрытие составляет десятые и сотые доли миллиметра. Плотность свежевыпавшего снега главным образом зависит от температуры воздуха во время снегопада. Плотность свежевЬтавшего снега экспоненциально возрастает с повышением темпера1467133

.

15

25

jn

0

туры и может описьшаться следующим выражением:

Р 16,018 ехр(1,907 + 0,0835 Т),

g где р- средняя плотность свежевыпавшего снега, Т - температура, С. Пример определения расхода соли NaCl для уборки снежно-ледяного об- 10 разования - стекловидного льда плотностью р 0,9 г/см с площадью 1 м при температуре -7°С.

При толщине пограничного слоя 0,2 см масса (М) пограничного слоя составит

. S у а « р, где S - площадь,

а - толщина пограничного слоя,

см; р - плотность, г/см.

Мп.с 10000«0,. г ,8 кг.

В соответствии с кривой (фиг. 6); I кг соли NaCl обеспечивает плавление 2,6 кг льда за 0,5 ч, а по кривой (фиг. 7) при тех же условиях 1 кг соли NaCl обеспечивает плавление 4,15 кг льда за 1 ч, следовательно, для плавления 1,8 кг льда потребуется в первом случае 0,692 кг соли NaCl, а во втором случае только лишь 0,433 кг, при этом расход соли для плавления пограничного слоя сформированного участка 13 снежно- ледяного образования площадью 500 см . в первом случае составляет 34,6 г, а во втором случае 21,7 г соли NaCl.

Данные расчета подтверждаются кривой суммарного стаивания льда (фиг. 5). Из расчета следует, что необходимое количество реагента для плавления пограничного слоя снежно- ледяного образования тем меньше, чем больше выдержки времени после обработки снежно-ледяного образования.

Перед удалением снежно-ледяных образований с дорожных покрытий механическими средствами, например плуж- но-щеточными машинами, осуществляют выдержку времени, равную 0,5-1 ч. Вьщержку времени определяют по графикам зависимостей (фиг. 6 и 7) растаявшей массы льда (кг) при использовании 1 кг соли NaCl или СаС,.

30

35

40

45

Для этого определяют массу (Мдс.у.) пограничного слоя сформированного участка 13, при этом температура воздуха, плотность и толщина

1467133

пограничного слоя участка 13 определяются описанными примерами.

Если размеры участка 13 известнйг то в условиях приведенного примера масса (М п.с.:/ ) пограничного слоя участка составляет I Mn.c.ipSOOxO, 2 0, ,09 кг,- I Если координата для массы рас- ,1Таявшего льда, равной 0,09 кг, на (графиках (фиг. 6 и 7) для температу- .1ры -7°С лежит левее кривых NaCl и rCaCl s то выдержка времени выбирает- ся не более 0,5 ч для реагента NaCl. I После выдержки времени, равной |о,5 ч, снежно-ледяные образования I удаляют механическими средствами, например плужно-щеточными машинами, I Технико-экономическая эффектив- i ность предлагаемого способа уборки I снежно-ледяных образований с дорож- I ных покрытий заключается в интенси- : фикации процесса разрушения снежно- : ледяных образований жидкими хими- I ческими реагентами и снижения их расхода.

Для доказательства эффективности и предлагаемого способа предпагается : сопоставительный анализ расходных I характеристик химических реагентов, : распределяемых на равновеликие пло- : щадИ( например на один участок пло- щадью 500 см . Средняя глубина канавок составляет 1,5 см,

Для стекловидного льда плотность

р 0,9 г/смЗ масса (М) льда участк

подлежащего обработке известным спо . собом, составляет

М

Чч.

3 siM b р.

1.

где S V4. площадь участка, см ; h - толщина участка, см; р - плотность льда, г/см .

MVV 500.1,,9 675 г 0,675кг,.

При норме расхода высоко конце нт- рированных рассолов 800-1000 г/м с учетом равновеликих площадей количество реагента на один участок составляет 40-50 г,

Из сопоставительного анализа способов следует, что расход реагентов по предлагаемому способу меньше в 1,2-1,4 раза при вьщержке 0,5 ч и в 1,8-2,3 раза соответственно при выдержке 1 ч в сравнении с известным способом, при этом скорость плавления льда вьшге н 7,5 раза.

i

Преимущества предлагаемого способа заключаются в сокращении расхода реагентов, времени уборки и снижении затрат на эксплуатацию дорог.

формула

изобретения

Способ уборки снежно-ледяных образований с дорожных покрытий по авт.св. 993347, отличающийся тем, что, с целью повьшзе- ния интенсификации процесса разрушения снежно-ледяных образований жидкими химическими реагентами, перед распределением жидких химических реагентов на поверхности снежно-ледяных образований формируют дополнительные канавки, ориентированные поперек оси дороги и сообщенные с продольными канавками.

Изобретение относится к зксплу- .атации дорог и может быть использовано при уборке снежно-ледяных образований с дорожных покрытий улиц городов и автомобильных дорог. Цель изобретения повышение интенсификации процесса разрушения снежно-ледяных образований жидкими химическими реагентами и снижение их расхода. При уборке снежно-ледяных образований с дорожных покрытий перед распределением жидких химических реагентов формируют основные и дополнительные канавки 3 и 4. Основные канавки 3 ориентируют вдоль оси дороги, а дополнительные - поперек оси дороги. После формирования в основные канавки 3 подают под давлением предварительно подогретые жидкие химические реагенты заданной концентрации, которые растекаются по до- полкительньм канавкам. Затем перед удалением снежно-ледяных образований с дорожных покрытий механическими средствами, например плужно-ще- точными машинами, осуществляют выдержку времени, отсчитываемую от начала подачи жидких химических реагентов в канавки подготовленного участка и равную времени плавления пограничного слоя подготовленного участка снежно-ледяных образований. Выдержка времени составляет 0,5-1 ч. После выдержки времени снежно-ледяные образования удаляют механическими средствами. 7 ил. -О СО с о ч| 00 14) StunJ

Фиг. 2

-tfO

-so

О I 2 У кг/п Су/ марное

Фие.5

2030 чО %

ФигЛ

15 30 560 t,MUH

Т С

а5

$

-го

о 12 31 ft pacmai iweto мда (nt) 0ue.f

,0.

О J г 3 М растаядшею мда Фие. 7