Строительные машины и оборудование, справочник






Обогрев дорожных сооружений


Категория:
   Зимнее содержание дорог


Обогрев дорожных сооружений

В 1956 г. в Швейцарии были проведены первые опыты с обогревом дорог и мостов. Обогрев осуществлялся током низкого напряжения, подключавшимся к проволочной сетке. Одновременно в Англии были построены два опытных участка асфальтобетонного покрытия, также обогревавшихся электрическим током. На одном участке ток низкого напряжения пропускался по проволочной сетке, а на другом питание осуществлялось от сети электроснабжения по полихлорвиниловому кабелю. За этими опытами в 1957 г. последовало строительство первой системы отопления на автомагистрали Кёльн—Франкфурт-на-Майне близ города Монтабау-ра. В бетонное покрытие были уложены на пяти участках различные типы нагревательного кабеля с разной глубиной заделки и разными расстояниями между кабелями. Нагревательный кабель крепили к арматурной сетке, а в одном случае уложили в стальную бронированную трубу. В последующие годы в ФРГ устраивали обогревательные системы на пешеходных мостах и подъездах к гаражам. Одновременно в Англии, Швейцарии и Дании предпринимались усилия, чтобы разработать экономичную нагревательную систему. В Голландии и Франции в 1967 г. были впервые оборудованы большие обогреваемые участки, а в 1968 г. в западноевропейских странах было уже около 172 000 м2 обогреваемых площадей (это соответствует участку автомагистрали длиной около 11 км).

Сторонники обогрева дорог указывают на следующие его преимущества: обеспечение большой безопасности движения, в особенности на пересечениях дорог и на мостах; уменьшение несчастных случаев из-за скользкости на тротуарах и пешеходных дорожках; возможность поддержания высокой скорости и бесперебойного движения благодаря улучшению проезжаемо-сти дорог; устранение проблем, возникающих из-за промерзания грунта; уменьшение повреждений земляного полотна, снижение количества промерзших и покрытых льдом дренажных устройств и т. д.

К 1956 г. выявилась целесообразность применения следующих систем обогрева: обогрев электрическим током с использованием нагревательного кабеля и нагревательных матов в качестве средств поверхностного или аккумулированного обогрева; обогрев теплой водой или теплым воздухом, циркулирующими по системе труб в дорожной одежде; обогрев посредством инфракрасного излучения.



Под понятием поверхностный обогрев понимают систему обогрева, при которой нагревательные элементы по возможности густо уложены под поверхностью проезжей части и непосредственно воздействуют на нее. Благодаря этому вводимая тепловая энергия быстро оказывает воздействие на поверхность покрытия и вызывает удаление снега во время выпадения, а гололеда или изморози — еще в процессе их возникновения. Особое положение занимает электрический поверхностный обогрев по системе Colorway. Нагревательное устройство в виде решетчатых сот из полимерного материала раскладывается на заранее подготовленной проезжей части. Пустоты решетки наполняют полимерным раствором и этот нагревательный слой затем покрывают слоем износа из полимерного материала. Глубина заделки нагревательного устройства составляет около 2 см.

Аккумулированный обогрев разработан с целью избежания отбора энергии из общественной сети электроснабжения в часы пик. Обогрев дороги должен осуществляться преимущественно ночью. К этому времени в дорожной одежде должно быть аккумулировано столько тепловой энергии, чтобы она вместе с тепловой энергией, передаваемой на дорогу автомобилями, обеспечивала безопасность движения в промежуточное время (т. е. тогда, когда не происходит обогрев дорожного покрытия путем непосредственного отбора энергии из общественной электросети). Количество аккумулированной тепловой энергии должно быть таким, чтобы его хватило на расплавление снега в течение нескольких часов при средней интенсивности выпадения осадков.

Система обогрева теплой водой развивалась на основе использования охлаждающей воды из промышленных установок. Такие благоприятные условия, однако, крайне редки. Редка и возможность подключения к централизованному теплоснабжению. В остальных случаях применение этой системы обогрева требует строительства теплоцентрали, в которой в стороне от дороги посредством газа, жидкого топлива или электрического тока нагревают воду и накапливают ее в бойлере (водоподогревателе). Укладка системы отопительных труб в дорожную конструкцию создает перебои и помехи в обычном ходе строительства. Такие работы по большей части приходится выполнять вручную, и они вызывают относительно высокие затраты на строительство (хотя позже при известных условиях получаемая энергия может быть недорогой).

Если обогрев производится теплым воздухом, то после нагрева в находящейся в стороне от дороги теплоцентрали воздух нагнетают при помощи многоступенчатых вентиляторов в систему труб внутри дорожной конструкции. Трубы должны иметь диаметр от 3 до 5 см, что ослабляет покрытие, и это должно быть компенсировано другим способом. В то время как водяное отопление очень чувствительно к негерметичности труб, этот фактор при использовании теплого воздуха играет второстепенную роль ввиду незначительного избыточного давления воздуха.

Особый вид обогрева представляет собой обогрев посредством инфракрасного излучения. Инфракрасные излучатели, представляющие собой специальные рефлекторы, устанавливают на высоте 4—5 м над обогреваемой поверхностью и ведут ее равномерное облучение. Преимущество этой системы обогрева состоит в том, что сама дорога не содержит никаких встроенных устройств, трубопроводы и мачты располагаются сбоку от дороги. Поэтому установку системы можно производить дополнительно после окончания строительства дороги. Однако установка над проезжей частью по меньшей мере через каждые 8—10 м мачт с закрепленными на них излучателями ухудшает видимость [48]. Опыты на наклонном въезде на кольцевую автомагистраль в Западном Берлине показали, что этот способ борьбы с зимней скользкостью при расходе энергии от 1,3 до 1,4 кВ/м2 пока еще неэкономичен.

При оценке эффективности обогрева дорожно-транспортных сооружений следует прежде всего учитывать затраты на изготовление и эксплуатацию обогревательных установок, которые пока значительны. При исследованиях, проведенных в Австрии в 1970 г., системы обогрева имели следующие показатели [50]: затраты на изготовление систем обогрева — до 125 марок/м2; годовые эксплуатационные расходы: при сжигании жидкого топлива — около 4,5 марок/м2, при сжигании газа — около 8,3 марок/м2; при электрическом обогреве — около 16 марок/м2. В то же время на автомагистралях ФРГ средние затраты на зимнее содержание дорог составляют 3350 марок на 1 км автомагистрали, или 0,22 марки на один м2 покрытия. Это сопоставление позволяет утверждать, что электрический обогрев дорог вызвал бы по крайней мере в 20 раз больше затрат, чем зимнее содержание дорог путем обработки их кристаллической солью или раствором солей. Таким образом, обогрев на открытых участках, например на автомагистралях, по экономическим соображениям не оправдан, пока не достигнуто снижение эксплуатационных затрат. Общепринятые до настоящего времени способы борьбы с зимней скользкостью будут в ближайшие годы оставаться наиболее распространенными.

Наряду с высокими затратами на обогрев дорожных сооружений в последнее время большое значение приобрели энергетические проблемы. Едва ли какая-либо дорожная администрация позволит себе потреблять для обогрева дорог электроэнергию в большом количестве. Лишь на отдельных участках дорог, где создается особая опасность движению из-за обледенения при известных условиях будет оправдано применение обогрева покрытия.

К ним относятся: – все участки, у которых на поверхность покрытия действуют внезапно возникающие горизонтальные силы, например участки торможения перед переходами для пешеходов, перед шлагбаумами, светофорами и т. д., а также участки с крутыми уклонами; – искусственные сооружения, особенно если они проходят через лощины рек, где погодные условия способствуют образованию гололеда.

Вместе с тем, например, в Италии существует мнение, что из-за внезапной смены коэффициентов сцепления на дорогах с обогреваемыми и необогревае-мыми участками при известных условиях опасность для транспортных средств увеличивается. По этой причине там изучают эффективность обогрева главным образом аэродромных покрытий.

Читать далее:

Категория: - Зимнее содержание дорог

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины