Для дорожно- коммунального хозяйства
Библиотека

1. Зимнее содержание автомобильных дорог

Состояние проезжей части в зимний период влияет на безопасность движения и транспортный поток, начиная со снижения пропускной способности до непригодности дорог для проезда. Таким образом, размер ущерба из-за заторов или аварий, могут быть очень значительными.

Зимнее содержание автомобильных дорог должно максимально предотвращать образование гололеда, устранять уже возникший гололед или минимизировать его влияние на дорожное движение. Оно вносит большой вклад в безопасность дорожного движения и экономику. Чтобы эффективно бороться с образованием гололеда, наряду с техническими условиями и соответствующим оборудованием, требуется эффективная организация и хорошее планирование работ.

Зимнее содержание автомобильных дорог – это комплекс мероприятий по обеспечению безопасного и бесперебойного движения транспорта на автомобильных дорогах и искусственных сооружениях в зимний период, включающий защиту автомобильных дорог от снежных заносов и лавин, очистку от снега, предупреждение и устранение зимней скользкости и наледей.

Основной задачей зимнего содержания дорог является проведение комплекса мероприятий по обеспечению бесперебойного и безопасного дорожного движения в зимних условиях.

Зимнее содержание автомобильных дорог включает работы, связанные с защитой дорог от снежных заносов, уборкой снега с проезжей части, обочин, переходно-скоростных полос, площадок отдыха и остановок маршрутного транспорта, а также работы по предупреждению и ликвидации зимней скользкости. 

2. Зимняя скользкость

Зимняя скользкость представляет собой снежные отложения и ледяные образования (СЛО) на поверхности дорожных покрытий, приводящие к снижению сцепления колеса автомобиля с поверхностью покрытия.

Различают следующие основные виды зимней скользкости:

· Слабый снегопад

· Небольшой снегопад, временами переходящий в умеренный или сильный

· Умеренный или сильный снегопад

· Иней

· Черный лед

· Гололед, гололедица

· Дождь со снегом (мокрый снег)

· Ледяной дождь

Основные виды и характеристики зимней скользкости по погодно-климатическим условиям приведены в Методических рекомендациях по специализированному гидрометеорологическому обеспечению дорожного хозяйства (ОДМ 218.2.001-2009).

Гололед - слой плотного скользкого льда, толщиной до нескольких сантиметров нарастающего в результате намерзания:

1) переохлажденных капель дождя или мороси выпадающих на дорожное покрытие, температура которого ниже или чуть выше точки замерзания
2) непереохлажденных капель дождя или мороси выпавших на покрытие с температурой значительно ниже точки замерзания.

Гололедица - лед, образовавшийся при похолодании после оттепели в результате замерзания на дорожном покрытии воды или талого снега.

Иней - тонкий неравномерный слой кристаллического льда, образующийся путем сублимации водяного пара из воздуха в результате радиационного охлаждения дорожного покрытия (обычно в тихие ясные ночи) до отрицательных температур (более низких, чем температура воздуха). При слабых морозах кристаллы имеют форму призм, при умеренных – форму пластинок, при сильных – форму игл.

Дождь со снегом (мокрый снег) - снег, выпадающий при положительной (близкой к 0°C) температуре воздуха, когда снежинки частично подтаивают, или когда вместе со снегом выпадает дождь.

Снегопад небольшой - прирост высоты снежного покрова – менее 12 мм/час. Не ухудшает видимость.

Снегопад умеренный или сильный - прирост высоты снежного покрова 12 мм/час или более. Видимость может ухудшаться.

Снеговая каша (слякоть) - скопление снега, пропитанного водой до перенасыщения, на водонепроницаемом покрытии. Не способен удерживать вес – продавливается до основания.

Черный лед – очень тонкий слой прозрачного однородного льда без пузырьков, формирующийся на дорожном покрытии, имеющем температуру 0°C (или чуть выше 0°C), когда температура воздуха, непосредственно контактирующего с покрытием, ниже точки замерзания. Мелкие слегка переохлажденные капли осаждаются на поверхности, сливаются вместе и замерзают. «Черный», так как водители видят не лед, а черный асфальт (в этом заключается особая опасность). 

3. Способы борьбы с зимней скользкостью

При зимнем содержании автомобильных дорог применяют химический, комбинированный, фрикционный и физико-химический способы борьбы с зимней скользкостью (см. Руководство по борьбе с зимней скользкостью. Утв. Минтрансом РФ от 16.06.2003 N ОС-548-р).

Химический способ основан на использовании химических материалов, обладающих способностью при контакте со снежно-ледяными отложениями переводить их в раствор, не замерзающий при отрицательных температурах.

Применяют химический способ в различных регионах, как правило, на дорогах I - II категорий.

Комбинированный способ (химико-фрикционный) предусматривает совместное применение химических и фрикционных ПГМ.

Комбинированный способ применяют при необходимости ликвидации снежно-ледяных отложений с одновременным повышением коэффициента сцепления на них. При применении этого способа результат борьбы с зимней скользкостью получается такой же, как и при использовании химических ПГМ.

Фрикционный способ применяют на дорогах (участках) III - IV - V категорий, содержащих с УСП, а также на дорогах, расположенных в регионах с продолжительными и устойчивыми низкими температурами (ниже -20 - -25 °C), или где использование отдельных химических ПГМ запрещено. 

4. Противогололедные материалы (ПГМ).

При выборе противогололедных материаловвсегда приходится принимать компромиссное решение. Идеального решения, к сожалению, не существует. В зависимости от сформулированных и принятых приоритетов выбираются оптимальные реагенты, для определенных условий. При изменении приоритетов набор оптимальных реагентов меняется.

4.1. Критерии выбора противогололедных реагентов

Для принятия решения о выборе состава конкретных реагентов, оптимальных для применения в городских условиях необходимо учесть всю совокупность их свойств:

1. Плавящая способность, определяющая нормы применения реагента;
2. Температура начала кристаллизации и механизм кристаллизации для жидких реагентов, определяющие условия хранения на складах в зимнее время;
3. Вязкость растворов, от величины которой зависит сцепление колеса с дорогой. Данный параметр определяет безопасность применения реагента на дорогах;
4. Давление насыщенных паров, которое определяет кинетику высыхания растворов реагента на дороге и условия для образования, так называемой «черной грязи»;
5. Экологические последствия применения реагентов;
6. Коррозионная активность;
7. Косметические последствия (следы, оставляемые на обуви, на фасадах зданий);
8. Экономические затраты, определяющие целесообразность применения реагента.

Плавящая способность

Под показателем «плавящая способность» понимают количество льда в граммах, которое может расплавить один грамм реагента в условиях проведения измерения.

Плавящая способность линейно зависит от суммарного содержания плавящих солей в реагенте. Значение плавящей способности реагента определяет основной технологический показатель - норму его применения.

В твердых реагентах суммарное содержание плавящих солей может изменяться в широких пределах. Все определяется набором используемых в составе солей и технологией приготовления реагента. Плавящая способность состава тем выше, чем больше содержание плавящих солей. В требованиях к реагенту должно декларироваться содержание плавящих солей.

Суммарное содержание плавящих солей в твердом реагенте определяется не только суммой главных компонентов смеси, но других сопутствующих или специально вводимых в композицию веществ, способных плавить снег. Как правило, экспериментально определенная величина плавящей способности реагентов больше расчетного значения этого показателя с учетом только содержания основных компонентов смеси.

Сравнительные характеристики основных видов ПГМ

Наименование
ПГМ
Температура эвтектики
(низшая точка замерзания насыщенного раствора) ºС

Эффективный диапазон зимних температур,

до

Плавящая способность

Объем расплавленного льда при -7°C через 20 минут

Скорость проникновения сквозь лед при -7°C через 20 минут

Хлористый кальций

-51

-32

15.7 мл

8.9 мм

ХКНМ*

н/о

-25

9.0 мл

7.0 мм

Хлористый магний

-16

-18

9.2 мл

6.7 мм

Техническая соль

-21

-7

7.8 мл

4.8 мм

Хлористый калий

-11

-4

3.2 мл

2.6 мм

*) твердый реагент на основе хлористого кальция и хлористого натрия с содержанием хлористого кальция не менее 25%

В зависимости от места и условий применения реагентов сочетание наиболее значимых факторов сугубо индивидуально. Например, для крупных городов, где предъявляются повышенные требования ко всем показателям качества реагентов и особенно к экологическим последствиям применения реагентов, а также безопасности на дорогах, целесообразно применять композиционные твердые реагенты на основе хлоридов натрия и кальция с соотношением содержания солей 75/25% или 85/15%.

Для полной реализации плавящего потенциала противогололедного реагента необходимо определенное время, которое зависит от температуры применения реагента и интенсивности движения автотранспорта на дороге. Это время необходимо для равномерного распределения химических веществ во всем объеме снега и изменения его физико-механических свойств.

На дорогах с интенсивным движением (> 2000 - 3000 авт./сут) в зимний период борьбу со скользкостью осуществляют с применением химических противогололедных материалов, а на дорогах с небольшой интенсивностью движения (< 2000 авт./сут) - преимущественно с применением фрикционных материалов. Дороги с малой интенсивностью движения (< 1500 авт./сут) содержат, как правило, с уплотненным снежным покровом.

Норма применения реагента должна рассчитываться на определенное прогнозируемое количество осадков при конкретной температуре и для заданной интенсивности движения автотранспорта. Правильно выбранная норма применения реагента обеспечит необходимое технологическое время пребывания снега на дороге в безопасном состоянии.

Твердые реагенты, содержащие в своем составе хлорид кальция, могут применяться и без предварительного увлажнения. Чистую соль целесообразно всегда применять в увлажненном виде.  

4.2. Виды ПГМ

Различают твердые (сыпучие) и жидкие химические, а также фрикционные и комбинированные дорожно-эксплуатационные материалы или их смеси, применяемые для борьбы с зимней скользкостью.

Различают следующие виды противогололедных материалов (ПГМ):

Химические (реагенты)

  • твердые сыпучие (кристаллы, гранулы или чешуйки);
  • жидкие (растворы химических реагентов или природные рассолы);

Фрикционные
  • мелкий щебень;
  • песок;
  • песчано-гравийная смесь (ПГС);
  • шлак;
  • золы уноса;
Комбинированные
  • Смесь фрикционных и химических материалов 

4.2.1 Твердые химические противогололедные реагенты

Твердые ПГМ могут применяться в качестве основного или дополнительного противогололедного материала. Плотность обработки твердыми ПГМ определяется в соответствии с распоряжением отраслевой диспетчерской. Расчет потребности в твердых ПГМ для обработки улично-дорожной сети в зимний период ориентировочно может быть определен как произведение площади проезжей части в кв.м. на среднее количество обработок за зимний период и на среднюю норму расхода (распределения) – 40 г/кв.м.  

Соль

Соль (хлорид натрия, химическая формула - NaCl) является наиболее часто используемым химическим реагентом в твердом виде, который может подвергаться предварительному увлажнению при проведении мероприятий по защите от обледенения. Гранулометрический состав соли имеет диапазон от крупноразмерных частиц, предназначенных для борьбы с уже образовавшимся обледенением, до мелких кристаллов, пригодных для защиты от обледенения. При проведении операций по устранению образовавшегося обледенения основной задачей является обеспечение быстрого проникновения кристаллов соли сквозь слой льда или снега до поверхности дорожного покрытия. Крупные кристаллы будут иметь больший вес и, следовательно, быстрее проникать в слой льда.

Хлористый кальций (химическая формула - CaCl2) применяется в качестве морозостойкой добавки к солям с 1940-х годов. Полученный опыт показал, что применение хлорида кальция имеет преимущество по сравнению с хлоридом натрия (NaCl), благодаря его гигроскопическим свойствам, т.е. он способности быстро поглощать влагу, содержащуюся в воздухе, при относительной влажности 42% и более. В ходе полевых испытаний было выявлено, что 25-28 % раствор хлорида кальция (CaCL2), добавляемого в соль при дозировке 30% от общего веса смеси, является эффективным.

В твердых многокомпонентных реагентах хлористый кальций необходим для расширения температурного интервала применения и для ускорения взаимодействия со снегом. Присутствие хлорида кальция необходимо и для уменьшения отрицательных экологических последствий от применения реагентов, улучшения структуры почвы в придорожной зоне и недопущения образования солончаков.

Хлористый магний

Гигроскопичный противогололедный реагент, способный плавить снег в диапазоне температур до -20С. Выпускается в виде чешуек и гранул. Применяется в твердом и жидком (в основном для смачивания соли) виде.

Хлористый калий (KCl)

Соединения калия в больших количествах в ПГМ, предназначенных для применения в городах, использоваться не могут. Как противогололедный материал хлорид калия обладает очень низкими эксплуатационными свойствами. Применение его в больших количествах в составе противогололедных материалов не рационально. Калий хорошо удерживается почвой и плохо вымывается водой. Использование его в больших количествах может привести к повышению естественного радиоактивного фона.

Ацетаты и формиаты калия являются дорогостоящими реагентами, и в основном используются

для борьбы с гололедными образованиями на взлетно-посадочных полосах аэродромов и ответственных инженерных сооружениях (мосты, эстакады). 

4.2.2. Жидкие противогололедные реагенты

Жидкие ПГР являются неотъемлемой и обязательной частью современной технологии зимнего содержания автомобильных дорог, особенно в условиях крупного города, где предъявляются повышенные требования к экологическим последствиям применения ПГМ.

Использование жидких реагентов позволяет наиболее полно реализовать возможности современной технологии при минимальном расходе химических солей. Доказано, что благодаря только своевременному применению жидких реагентов удается на 20-30% снизить суммарный расход химических реагентов за сезон, как следствие, уменьшить неблагоприятное воздействие реагентов на окружающую среду, повысить уровень безопасности для автотранспорта на дорогах, увеличить их пропускную способность.

Эффективность использования жидких реагентов для превентивной обработки дорожного полотна существенно выше, чем любых других твердых реагентов (сухой соли, увлажненной соли и песко-соляной смеси), особенно на дорогах с большой интенсивностью движения автотранспорта.

Главное преимущество жидких реагентов заключается в том, что реагент в этом случае распределяется равномерно и 100% его фактически остается на поверхности дороги.

Способ применения противогололедных реагентов в жидком виде является наилучшим для недопущения зимней скользкости на дорогах. Объемы применения жидких реагентов во всем мире постоянно увеличиваются.

На ответственных инженерных сооружениях (продуваемых мостах и эстакадах) следует использовать ацетатные реагенты с концентрацией основного вещества не более 30%, так как они оказывают минимальное коррозионное и разрушающее воздействие на железобетон, но их растворы обладают повышенной вязкостью.

Не рекомендуется применять жидкие реагенты при температуре ниже -10оС.

Для антигогололедной (предупредительной) обработки дорожного покрытия используется пять видов жидких химических реагентов: хлорид натрия (NaCl), хлорид магния (MgC2), хлорид кальция (CaCl2), кальциево-магниевый ацетат (CMA) и ацетат калия (KAс).

Жидкие реагенты с максимальным значением плавящей способности можно приготовить только на основе растворов хлорида кальция и ацетата калия, так как ни хлорид натрия, ни хлорид магния не образуют растворы с высокой концентрацией плавящего вещества, например 28%, в области низких значений температуры.

Для надежного хранения жидких реагентов на базах в зимнее время наиболее подходят составы на основе 28% хлорида кальция или 28% комбинированного состава 22-23% CaCl2 – 5-6% NaCl, которые выдерживают низкие значения температур. Температура начала кристаллизации первого однокомпонентного реагента -37оС, температура полного замерзания -55оС. У второго, двух компонентного реагента, соответственно -30оС и -55оС;

При равных концентрациях максимальной вязкостью обладают растворы на основе ацетата калия, КМА (кальциевого-магниевого ацетата) и хлорида магния, минимальной – хлоридов натрия и кальция. Для предупредительной обработки наиболее приемлемы растворы на основе хлорида натрия и хлорида кальция.

Эффективность затрат при использовании более высокой дозировки жидких реагентов при более низких температурах дорожного покрытия необходимо оценивать на основе каждого конкретного случая.  

4.2.3. Фрикционные (абразивные) противогололедные материалы

Признано, что фрикционные (абразивные) противогололедные материалы становятся необходимыми, когда требуется срочно увеличить коэффициент сцепления, т.е. при температурах настолько низких, что воздействие химических средств замедлено, и в условиях, когда уборка снега или образовавшегося льда, плотно примерзших к дорожному покрытию, требует значительных усилий. Поскольку такие условия наиболее вероятны при борьбе с гололедом, обработка фрикционными ПГМ является важным инструментом при проведении операций по устранению СЛО. Однако эти материалы не относятся к химическим средствам по устранению льда и снега и не способны обеспечить выполнение фундаментальных задач как при защите от обледенения, так и при борьбе с ним. Единственной функцией фрикционных ПГМ является усиление коэффициента сцепления. Однако этот эффект имеет кратковременный характер, т.к. автотранспорт быстро разбросает и рассредоточит нанесенные фрикционные ПГМ.

Применение абразивов в рамках программы защиты от обледенения не дает никаких преимуществ. Когда проведение операций по защите от обледенения невозможно или, например, сдерживается из-за плотного слоя снега, прямое использование абразивов не обеспечит какого-либо существенного увеличения коэффициента трения или улучшения состояния дорожного покрытия.  

4.2.4. Комбинированные ПГМ

Более того, использование смеси абразивов и реагентов не превысит эффективность применения при снежных бурях в качестве средства защиты от обледенения такого же количества чистого материала. Даже становится очевидным, что использование абразивов в смеси может снижать эффективность реагентов. В связи с высокой стоимостью, связанной как с применением абразивов, так и с очисткой дорог и дренажной системы, а также из-за потенциальной разносимой по воздуху пыли, применение абразивов не должно быть стандартной операцией программы защиты от обледенения.

4.3. Преимущества реагентов на основе хлористого кальция

· широкий диапазон рабочих температур

· низкая точка замерзания - эффективность как для предупреждения зимней скользкости, так и борьбы со снежно-ледяными образованиями

· скорость плавления льда в 2-5 раз выше по сравнению с технической солью и другими ПГМ

· скорость проникновения (сквозь снежно-ледяные отложения) в 2-4 раза быстрее по сравнению с технической солью и другими ПГМ

· отсутствие химического воздействия на бетон

· содержание хлористого кальция способствует поглощению влаги и выделению тепла для повышения скорости плавления

· низкие нормы расхода

· продолжительное действие

· отсутствие соляного налета на дорогах, тротуарах, фасадах зданий, автомобилях, обуви и т.д.

· минимальное воздействие на окружающую среду (хлористый кальций широко применяется в качестве пищевого ингредиента)

· раствор хлористого кальция значительно повышает эффективность соли, абразивных материалов, ПСС с помощью технологии увлажнения (смачивания)

4.4. Анализ применения реагентов для зимнего содержания автомобильных дорог

Анализ зарубежного и отечественного опыта применения реагентов показывает что:

1. основным реагентом для борьбы с зимней скользкостью является хлорид натрия. Он обладает целым рядом недостатков, но низкая цена и доступность делают его применение экономически оправданным;

2. вторым реагентом по объему использования является хлорид кальция. На его долю в сравнении с объемом использования соли приходится ~5%;

3. в незначительных количествах используется КМА (кальциево-магниевый ацетат). На аэродромах применяется ацетат калия;

4. в чистом виде хлорид натрия используется незначительно. Объемы применения его постоянно уменьшаются;

5. большая часть соли используется в увлажненном виде. Для увлажнения соли применяются растворы хлорида натрия, хлорида кальция и хлорида магния. В России соль используют в основном в виде смеси с песком ПСС;

6. постоянно увеличиваются объемы использования жидких реагентов. Жидкие реагенты специально готовят или добывают в виде подземных рассолов. Доказана их большая эффективность даже по сравнению с увлажненной солью при упреждающей обработке дороги. Жидкие реагенты можно точно дозировать и легко распределять. Они полностью сохраняются на дороге и эффективно предотвращают возникновение зимней скользкости;

7. во всех странах используется новая технология упреждающей обработки дороги. Показано, что такой способ экономит до 20% химических реагентов и позволяет с меньшими проблемами убирать снег с дорожного полотна;

8. при температуре ниже - 7 – (- 10) градусов жидкие реагенты для борьбы с зимней скользкостью практически не используются. В редких случаях применяется увлажненная соль или смесь соли с песком. Основной упор делается на механическую уборку снега техникой. При необходимости на дорогу наносится мелкий щебень;

9. химический способ борьбы с зимней скользкостью применяется только на дорогах с большой интенсивностью движения. На второстепенных дорогах он не эффективен, так как требует значительно большего расхода химических реагентов;

Комбинированный состав 75% NaCI + 25% CaCI2 обладает высоким значением плавящей способности, может применяться в более широком интервале температур и быстрее плавит лед, чем индивидуальный хлорид натрия;  

5. Технологии работ по борьбе с зимней скользкостью

Превентивный характер защиты от обледенения может обеспечить выполнение задач более высокого уровня сервиса, таких как содержание чистым от снега и льда дорожного покрытия на протяжении всей снежной метели или возвращение к этому состоянию в кратчайшие сроки после образования ледяного покрова 

5.1. Применение твердых ПГМ в с предварительным смачиванием

Смачивание (увлажнение) твердых химических реагентов перед их распределением в большинстве случаев усиливает эффективность их применения. Твердый реагент для перехода в состояние раствора требует определенной энергии и сухая частица твердого реагента остается инертной до образования на ней жидкостной пленки. Процесс перехода в состояние раствора ускорится, если на твердую поверхность добавить жидкость. Это является одним из преимуществ предварительного смачивания (увлажнения). К другим преимуществам этой обработки относятся:

  • Равномерное распределение с меньшим количеством потерь и лучшее прилипание ПГМ к поверхности дороги
  • Увеличение скорости распределения ПГМ
  • Уменьшение норм расхода ПГМ на 20-30% за счет снижения потерь при распределении
  • Более быстрый эффект за счет сокращения времени требуемого для растворения соли Расширение диапазона рабочих температур смоченной соли по сравнению с сухой солью с -7°С до -18°С
  • Увеличение пробега (рейса) комбинированных дорожных машин
  • Улучшение состояния окружающей среды

Сравнительная плавящая способность

Время (минут)

Плавящая способность (объем расплавленного льда)

Сухая соль (мл)

Соль, смоченная жидким хлористым кальцием (мл)

5

1.0

1.5

10

4.0

4.5

15

5.5

7.0

20

6.0

9.5

5.2. Обучение персонала

Предпосылкой для эффективного, экономичного и экологического зимнего содержания дорог является компетентный персонал, включая наемных сотрудников. Для этого следует проводить регулярное обучение персонала. Наряду с повторением известных правил, процессов и организационных моментов для зимнего содержания дорог, перед началом зимы важным является информирование о новых технологиях и накопленном опыте. Обучение должно проводиться по всем областям, которые задействованы в зимнем содержании дорог. На основе различных заданий необходимо проводить занятия для персонала с различными задачами, причем для персонала, задействованного в зимнем содержании дорог, наряду с теоретическими занятиями важно практическое обучение и выполнение заданий.

Для обучения, в частности, особенно важны следующие темы:

· Прогнозы погоды и наблюдения за погодой, взаимосвязь между погодой и зимним содержанием дорог

· Основы зимнего содержания дорог и применения реагентов

· Планы эксплуатации, ход и схемы использования

· Транспортные средства и оборудование, обслуживание оборудования, включая практические занятия

· Анализ последней зимы (статистика, особенности, краткие выводы)

· Нововведения на период предстоящей зимы (новые машины, планы, правила, достижения)

· Ссылка на особо опасные участки пути (асфальтовое покрытие с открытыми порами, подверженные особой скользкости мостовые сооружения).

Водители и операторы, участвующие в работах по зимнему содержанию дорог, должны владеть достаточным опытом вождения в зимних условиях. В отдельных случаях следует провести занятия по вождению перед началом зимнего периода.

6. Влияние противогололедных материалов на окружающую среду

На сегодняшний день существует много разновидностей противогололедных материалов, применяемых на улицах и дорогах. Наряду с качественными материалами применяют также дешевые противогололедные материалы низкого качества. Например, массовое использование смеси песка с солью для борьбы с гололедом крайне отрицательно сказывается на состоянии обуви.

Технологии производства современных аттестованных противогололедных материалов предусматривают обязательную очистку сырья от всевозможных примесей, вредным образом влияющих на окружающую среду, транспортные средства, одежду, обувь и здоровье населения.

6.1. Влияние химических реагентов на окружающую среду

С помощью инструмента экологического равновесия можно получить основания для принятия решения по выбору противогололедных реагентов. При этом все воздействия противогололедных материалов на окружающую среду всего цикла от добычи до утилизации уравновешиваются.

С точки зрения экологического равновесия, обработка и солью, и щебнем загрязняет окружающую среду, и необходимо предпринимать меры по сокращению применения этих материалов. При необходимости обработки определенного участка поверхности дороги влияние щебня на экологию выше, чем влияние соли. С экологической точки зрения лучше всего обработку проводить увлажненной солью.

Использование щебня и песка на пешеходных дорожках должно сокращаться для экологического равновесия. В отдельных случаях (охрана важных сооружений, снежные районы) целесообразно использовать на дорогах абразивные материалы, но только при низкой интенсивности движения.

Применение химических реагентов для зимнего содержания дорог всегда сопровождается определенными неизбежными экологическими последствиями, связанными с попаданием в окружающую среду большого количества химических веществ.

Хотя в мире существует много видов противогололедных материалов, все они содержат один компонент или смесь из двух компонентов, таких как хлористый кальций, хлористый натрий, хлористый магний, хлористый калий, или мочевина. Но все эти материалы могут вызвать пожелтение растительности или отмирание, если применять их в чрезмерном количестве. 
Однако между этими материалами существуют фундаментальные различия. Некоторые из них постоянно применяются в сельском хозяйстве. Например, хлористый кальций используется как источник иона кальция для целого ряда фруктов и овощей.

Чтобы предотвратить вредное воздействие на растительность, применяйте противогололедные материалы в умеренных количествах. И применяйте тот противогололедный материал, эффективность которого больше при меньшем количестве. Например хлористого кальция обычно необходимо 20-130 гр. на 1 м2 для эффективной обработки.

Главной задачей является минимизация экологического ущерба окружающей среде в процессе зимнего содержания дорог с применением ПГМ. Этого можно добиться путем совершенствования технологии зимнего содержания, уменьшения норм применения и как следствие суммарного количества противогололедных материалов, расходуемых на дорогах.

Основным суммарным показателем, определяющим уровень используемой технологии зимнего содержания дорог, является отношение количества выпавшего снега на дорогу к количеству использованных противогололедных материалов для недопущения образования зимней скользкости. Этот показатель позволяет оценить затраты на зимнее содержание дороги и экологические последствия применения противогололедных материалов.

6.2. Влияние фрикционных (абразивных) материалов на окружающую среду

В общем, абразивные материалы не оказывают химического воздействия на поверхность автомобильной дороги и их окрестности. Однако за счет движения транспорта они переносятся на поверхность у обочины дороги. При применении фрикционных ПГМ может возникать следующие негативные последствия:

· Засорение водоотводных сооружений

· Загрязнение сельскохозяйственных площадей

· Загрязнение и засыпание зеленых насаждений и обочин

· Повреждение припаркованных и движущихся автомобилей

· Образование мелкодисперсной пыли 

· Загрязнение окружающей среды при переработке и утилизации

Необходимо следить за образованием мелкодисперсной пыли из абразивных материалов вследствие движения транспорта и переработки. Измельчение абразивных материалов на дороге может повысить образование пыли в зимние месяцы. Поэтому фрикционные ПГМ необходимо использовать экономно.

Использованные материалы загрязнены различными веществами и должны быть переработаны или утилизированы. Для переработки подходят только противогололедные материалы из натурального камня. Существуют различные методы подготовки (высушить или помыть и профильтровать), однако все они связаны с повышением издержек.

6.3. Влияние на бетон

Многолетние наблюдения за эксплуатацией автомобильных дорог в зимнее время, проведенные как в России, так и за рубежом, показывают, что на асфальтобетонные покрытия химические противогололедные реагенты существенного агрессивного влияния не оказывают. На цементобетонных покрытиях противогололедные вещества вызывают так называемое «шелушение» их поверхности. Наибольшему разрушающему действию подвергаются цементобетонные покрытия в возрасте до трех лет, устроенные без воздухововлекающих добавок. Противогололедные реагенты по-разному влияют на характер разрушения цементобетона. При прочих равных условиях наибольшее разрушающее действие на бетон оказывают растворы хлористого натрия. Растворы хлористого кальция в меньшей степени влияют на шелушение цементобетона, а растворы хлористого магния оказывают слабое разрушающее воздействие на цементобетон;

Наибольшее агрессивное воздействие оказывают растворы хлорида натрия 5% концентрации. Слабое разрушение поверхностного слоя наблюдается при воздействии на него растворов хлорида натрия 10% концентрации, а при 20% концентрации хлорида натрия и хлорида кальция шелушение бетона практически не наблюдается.

Испытания показывают, что бетон хорошего качества, с воздухововлекающими добавками, устойчив к растрескиванию. Вовлечение воздуха в высококачественный бетон создает миллиарды «пропускных клапанов» для бетона при воздействии низких температур. Эти пропускные клапаны предотвращают наращивание давления в бетоне, когда влага замерзает и расширяется. Именно расширение замерзшей воды и последующее наращивание давления становятся причиной растрескивания бетона.

Таким образом, повреждение бетона в основном происходит не под влиянием противогололедных материалов, а в результате повторяющихся циклов «замерзание/ оттаивание».

7. Основные термины и определения (Глоссарий)

В настоящем положении применены следующие термины с соответствующими определениями:

Противогололедные реагенты (ПГР) – химические вещества, допущенные к применению для борьбы с зимней скользкостью на автомобильных дорогах.

Плавящие соли, входящие в состав ПГР – химические вещества, способные плавить снежные образования.

Суммарное содержание плавящих солей (вес.%) – сумма индивидуальных химических веществ, входящих в состав ПГМ, способных плавить снежные образования.

Плотность при температуре 200С (г/см3) – показатель качества жидких ПГМ, значение которого зависит от суммарного содержания солей в реагенте.

Содержание нерастворимого остатка (вес.%) – содержание нерастворимых в воде примесей в жидких и твердых ПГМ.

Форма частиц – показатель качества твердых ПГМ, характеризует эксплуатационные свойства реагента, способность удерживаться на дорожном покрытии после его применения.

Зерновой состав реагента - массовая доля частиц определенного размера – показатель качества твердых ПГМ, характеризует эксплуатационные свойства реагента, возможность равномерного нанесения продукта на дорожное полотно без пыления.

Запах – показатель качества ПГМ, ограничивающий применение в городской среде целого ряда реагентов, использование которых допустимо вне населенных пунктов.

Температура начала кристаллизации реагента, (оС) – показатель качества жидких ПГМ, характеризует эксплуатационные свойства реагента, возможные условия хранения в зимнее время на базах-хранилищах.

Температура образования эвтектики – показатель качества ПГМ, характеризует область допустимых значений температур, при которых возможно применения реагента.

Температура полного замерзания реагента – показатель качества жидких ПГМ, характеризует предельные температурные условия хранения реагентов на базах, при превышении которых возможно разрушение трубопроводов и емкостей.

Кривая замерзания водных растворов реагента в интервале температур от (-)10С до температуры образования эвтектики, (таблица) – физико-химические данные, характеризующие область существования растворов реагента при отрицательных температурах. Данные необходимы для определения плавящей способности реагента во всем температурном интервале его применения.

Равновесная плавящая способность при (-)5оС, (г/г) – показатель качества ПГМ, дает информацию о максимальном количестве снега, которое может расплавить при (-)5оС 1 грамм реагента.

Зависимость величины равновесной плавящей способности реагента от температуры его применения – физико-химические данные, необходимые для расчета норм применения реагента на дороге.

Вязкость реагента при 20 оС, (сП) – показатель качества жидкого ПГМ, определяющий сцепные свойства колеса с дорожным полотном, обработанным реагентом.

Вязкость реагента при различных температурах его применения – физико-химические данные, необходимые для оценки уровня безопасности на дороге, расчета коэффициента сцепления и длины тормозного пути.

Вязкость раствора с эвтектической концентрацией при 20 оС, (сП) – показатель качества твердого ПГМ, определяющий сцепные свойства колеса с дорожным полотном, обработанным реагентом.

Показатель активности водородных ионов рН, (ед. рН) – показатель качества жидких ПГМ, характеризующий воздействие реагента на почву и растительность.

Показатель активности водородных ионов рН (ед. рН) раствора с содержанием солей 5% - показатель качества твердых ПГМ, характеризующий воздействие реагента на почву и растительность.

Скорость атмосферной коррозии (Ст.3), (мм/год) раствора с суммарным содержанием солей 5% - показатель качества ПГМ, характеризующий коррозию металла в условиях его применения, приближенным к реальным.

Скорость погружной коррозии (Ст.3), (мм/год) – показатель качества жидких ПГМ, характеризующий коррозию емкостного хозяйства для хранения реагента.

Гигроскопичность - показатель качества твердых ПГМ, характеризующий способность реагента после нанесения на дорогу начинать быстро плавить снег.

Слеживаемость – показатель качества твердых ПГМ, определяющий возможность его длительного хранения на складах без изменения механических свойств.

Удельная эффективная активность естественных радионуклидов, (Бк/кг) – показатель качества ПГМ, характеризующий отрицательное воздействие реагентов на человека.

Допустимое содержание потенциально опасных примесей - показатель качества ПГМ, характеризующий отрицательное воздействие реагентов на человека и окружающую среду. 

Решения для нефтегазовой отрасли / Противогололедные решения / Промышленные решения / Пищевые добавки