Рис. 62. Зависимость точки замерзания раствора от содержания хлористого магния

Применение раствора хлористого магния допустимо, если толщина снежного покрова на дороге не превышает 3 см. Более мощный снежный покров следует вначале удалить снегоуборочными машинами. Вслед за распределением раствора необходимо непременно удалить с проезжей части талый снег.

Применение раствора хлористого магния в ГДР запрещено: – на всех «открытых» покрытиях (в том числе на дорожных покрытиях из брусчатки и покрытиях из пористых битумоминеральных смесей). Это значив, что на участках дороги, имеющих различные покрытия, может потребоваться применение разных способов борьбы с зимней скользкостью. Например, возможно, что 80% участков одной и той же дороги могут быть обработаны жидкими реагентами, а остальные 20% — фрикционными материалами. Чтобы обеспечить более удовлетворительную организацию борьбы с зимней скользкостью, дорожная администрация, которая ведает этими работами, должна постепенно заменить поверхностный слой на участках, имеющих «открытые» дорожные покрытия. На дорожных покрытиях из брусчатки это лучше всего достигается устройством верхнего слоя из мелкозернистого асфальтобетона или из литого асфальта, а у пористых покрытий из битумоминеральных смесей — устройством битумной поверхностной обработки или укладкой битумных шламов; – на цементобетонных покрытиях в возрасте меньше двух лет и на старых пористых и не пропитанных цементобетонных покрытиях. Объясняется это тем, что у новых бетонных покрытий применение противогололедных реагентов вызывает побочное действие—химическую реакцию, приводящую к разложению цементного камня. Поэтому все новые и все пористые бетонные покрытия нужно пропитывать смесью олифы (льняного масла) и керосина; – при неудовлетворительном качестве распределительных машин, если они не могут обеспечить соблюдение заданных технических параметров распределения. От распределительных машин требуется, чтобы они наносили раствор на проезжую часть под давлением через путевой дозатор с нормой распределения до 50 см3/м2;

при недостаточном стоке поверхностной воды с проезжей части. Это значит, что должны быть устроены канавки для отвода воды, если боковые валы из снега и льда препятствуют стоку воды;

на дорогах в зонах водозабора питьевой воды. На таких участках дорожные предприятия совместно с дирекцией водного хозяйства и областной геологической службой должны искать удовлетворительное решение в соответствии с местными условиями. Проходящие здесь дороги должны зимой также содержаться в проезжем состоянии. Важное значение имеет организация хранения раствора.

Калийные заводы не имеют возможности, особенно зимой, обеспечить дорожные хозяйства и прочих потребителей необходимым количеством раствора хлористого магния из ежедневного производства. Поэтому необходимо покупать раствор заранее и хранить его в течение сроков, выходящих за пределы зимнего периода. Для этого должны быть выбраны опорные пункты, удобно расположенные по отношению к обслуживаемой дорожной сети и к железной дороге.

Раствор хлористого магния можно хранить в массивных герметических стальных или бетонных резервуарах. Однако подобные емкости довольно дороги и, кроме того, стальные резервуары подвержены коррозии. Поэтому стремятся найти другие возможности хранения раствора. Оправдало себя применение неиспользуемых больше по своему прямому назначению котлованов для удобрений, кормовых силосов, цоколей газометров или башенных охладителей, водохранилищ, прудов для пожарной воды и тому подобное. Все же не всегда достаточны и эти емкости хранения. Поэтому могут быть также использованы покрытые полихлорвиниловой пленкой земляные котлованы. Получаемая при разработке этих котлованов земля отсыпается в виде валов правильной формы с уклонами откосов 1:1, которые служат в качестве стенки. Внутренняя поверхность котлована тщательно планируется. На спланированную поверхность затем укладывают пленку толщикой 1,5 мм, сварив ее по размеру котлована. Укладка пленки заключается исключительно в раскатывании и раскладывании (рис. 63). Затраты на подобные хранилища относительно малы.

Рис. 63. Покрытое пленкой хранилище для раствора хлористого магния

При устройстве хранилищ раствора хлористого магния необходимо принимать во внимание следующее: – хранение не должно происходить в зонах защиты питьевой воды; – емкости до начала эксплуатации должны быть заполнены водой и проверены на герметичность; – внутреннюю облицовку следует выполнить по инструкциям для хранения химических растворов; – емкости должны иметь отсеки, отделенные перегородками; для того чтобы своевременно заметить утечку, в резервуарах для раствора должны быть установлены измерительные устройства. Уровень нужно проверять как минимум один раз в неделю. Данные измерений заносят в контрольную книгу. При утечке и прочих неисправностях или авариях резервуаров следует немедленно уведомить соответствующую дирекцию водного хозяйства; – состояние хранилища или резервуара нужно проверять один раз в год и фиксировать в документах; – в проектной документации для хранилищ наряду с технической пояснительной запиской по строительству должны содержаться следующие документы: акт государственного строительного надзора об испытании; заключение о строительно-грунтовых условиях и характере основания; согласие соответствующего районного административного органа по надзору за строительством; согласие дирекции водного хозяйства и гидрогеологической экспертизы, в котором должны быть указаны направление потока, уровень грунтовой воды и структура пластов; согласие санитарной инспекции района и соответствующей медицинской службы транспорта.

Вышеназванные положения относятся также и к бывшим пожарным или тому подобным водоемам, если они используются для хранения раствора хлористого магния. Обязательно в пределах трех-четырех дорожных участков (один дорожный участок соответствует, как правило, одному административному району) должно устраиваться одно запасное хранилище, которое остается пустым и в случае аварий принимает остающийся раствор хлористого магния. Перегрузка раствора хлористого магния, поступившего по железной дороге, производится, как правило, путем перекачки из вагона-цистерны в машины службы зимнего содержания дорог, которые транспортируют раствор к месту хранения. Если хранилище находится непосредственно рядом с железнодорожными путями, то возможна прямая перекачка. Насосная установка может быть применена также для наполнения распределительной машины. При заборе раствора из хранилища его отсасывают не с поверхности, так как верхние слои раствора, находящегося в хранилище, не имеющем навеса, могут быть разжижены атмосферными осадками. Поэтому, если хранение производится вне периода зимнего содержания, нужно достаточно часто отсасывать с открытых хранилищ поверхностную воду. Для того чтобы избежать разжижения раствора хлористого магния поверхностной водой и предотвратить его загрязнение, рекомендуется устраивать над хранилищем навес. Оптимальная емкость хранилища составляет от 800 до 1000 т.

Внедрение способов химической борьбы со скользкостью на дорогах с помощью раствора хлористого магния в ГДР шло очень быстро, и в процессе этого внедрения появилось большое количество отличающихся друг от друга машин для распределения раствора. Имеющиеся машины можно свести к двум типам: к распределяющим самотеком и распыляющим под давлением.

Распределение самотеком согласно действующим положениям недопустимо. Но так как этот тип машин в прошлом был сильно распространен, приводим его описание.

Раствор хлористого магния через запорный клапан подается к распределительной трубе, в нижней части которой просверлены отверстия, и самотеком (под давлением только столбика жидкости) распределяется по поверхности дорожного покрытия. Из-за незначительной высоты столбика жидкости и обусловленного этим незначительного давления выходящая из распределительной трубы струя не будет вовсе или будет не полностью распределяться коническим факелом (т. е. не будет изменять ширину распределения).

При соответствующем выборе количества и диаметра выходных отверстий можно распределить при определенной скорости движения требуемое количество раствора. Для этого необходимо точное соблюдение установленной скорости движения.

Для распределения выходящей струи жидкости веером (коническим факелом) можно использовать выхлопные газы автомобильного двигателя. Раствор хлористого магния при этом поступает на наклонный отбойный щиток, благодаря чему образуется конус распыления (рис. 64). Зависимость вытекающего количества раствора от высоты жидкости в принципе сохраняется. Дальнейшая возможность достижения тонкого распределения без повышения давления жидкости состоит в том, что вытекающий раствор подают на вращающееся лопастное колесо (ротор).

Рис. 64. Схема распределения жидких материалов в струе выхлопного газа:
1 — раствор хлористого магния; 2 — выхлопной газ

Для распределения под давлением насос подает раствор к распределительным соплам или раствор транспортируют в напорных резервуарах (цистернах), куда при помощи компрессора подается сжатый воздух (рис. 65). При этом раствор разбрызгивается очень мелко и, кроме того, можно регулировать его расход.

Оборудование, работающее при избыточном давлении насоса, устроено так, что раствор стекает к центробежному насосу и оттуда подается через запорный клапан к распределительной трубе (рис. 66). Через оборудованный предохранительным клапаном отводный трубопровод лишнее количество раствора, поданного насосом, можно направлять обратно в резервуар. Этот отводной трубопровод служит только для циркуляции солевого раствора (которая имеет целью избежать выкристаллизования), так как для работы самой установки он не нужен. Привод насоса осуществляется или через вмонтированный стационарный мотор, или через дополнительный редуктор от двигателя автомобиля.

При распылении под давлением наряду с преимуществом точного и легкого распределения можно независимо от уменьшающейся высоты уровня жидкости в цистерне добиться стабильной плотности распределения. Кроме того, при помощи дросселирования удается простейшим образом менять плотность распределения.

Рис. 65. Схема распределения жидких материалов под дав. лением сжатого воздуха:
1 — компрессор; 2 — напорный резервуар (цистерна)

Рис. 66. Схема распределения жидких материалов под давлением, создаваемым гидронасосом

Рис. 67. График уменьшения плотности розлива реагента в зависимости от скорости движения машины при постоянном расходе

При распределении жидких материалов сохранение определенной скорости движения имеет решающее значение, если дозировка происходит в зависимости от времени. При постоянной производительности насоса Q удельная плотность распределения q при уменьшении скорости движения увеличивается в обратной пропорции. Допускаемый диапазон отклонения ±25% не может быть выдержан без дополнительного регулирующего органа, если скорость движения (при номинальной скорости 30 км/ч) не находится в пределах от 24 до 40 км/ч. Однако часто скорость движения уменьшается из-за большой интенсивности транспортного потока и характера маршрута.

При постоянной по времени подаче распределителем жидкого материала при снижении скорости движения с 40 до 20 км/ч на покрытие будет нанесено двойное количество раствора. Вследствие этого в таких местах, как кривые, неровные участки дороги, пересечения дорог и т. д., будет нанесена повышенная доза раствора. Особенно неблагоприятно проявляется эта зависимость распределения от скорости при остановке машины, если нет возможности выключить распределитель из кабины водителя. Если предположить, что со времени остановки машины до закрытия крана проходит 30 с, то на данном месте вытечет следующее количество раствора:
Такое количество, нанесенное на полосу шириной 3 м, может привести к повреждению основания или к авариям транспортных средств (вследствие смазывающего действия раствора).

Учитывая сказанное, важнейшее требование к распределителям жидких материалов состоит в том, чтобы они дозировали материал в функции пути. Поэтому инструкция по применению раствора хлористого магния для зимнего содержания дорог не допускает использования других устройств, кроме дозирующих, в функции пути и распределяющих раствор под давлением. Исходя из того соображения, что имеющиеся в дорожных предприятиях или взятые напрокат для зимнего содержания дорог машины следует использовать как можно более рационально, был разработан одноосный прицепной распределительный агрегат (рис. 68 и 69), позволяющий обеспечить необходимый характер распределения.

Рис. 68. Установка прицепного путевого дозатора к машине для розлива жидких реагентов

Чтобы получить требуемую дозировку, установленный на прицепе винтовой насос приводится в движение от оси прицепа через выключаемую во время остановки цепную передачу. Передача рассчитана так, что максимальная плотность распределения раствора составляет 50 г/и2.

Винтовые насосы не чувствительны к загрязненным жидкостям. Но, чтобы избежать засорения в соплах, распределительный агрегат дополнительно оборудован баком-отстойником, в котором выделенные кристаллы соли собираются под фильтром. Соединение между установленной на тягаче транспортной цистерной и распределительным агрегатом происходит очень простым способом: через снабженный штыковым затвором гибкий шланг. Этот агрегат прост по конструкции и в эксплуатации. Он готов к работе после подключения его к цистерне и включения сцепления. Во время рабочего движения независимо от скорости он всегда равномерно наносит предусмотренное количество раствора.

Другим вариантом является работающий автоматически в функции пути дозировочный агрегат для распределения раствора хлористого магния (рис. 70). Раствор из съемной цистерны подводят к дозировочному насосу, приводимому от заднего колеса автомобиля через фрикционное колесо. От насоса дозированный раствор поступает под давлением в распределительную трубу.

На бортовых автомобилях, применяемых в качестве ?ягачей, лучше всего оправдали себя армированные стекловолокном емкости (цистерны) из ненасыщенного полимера сложного эфира (полиэфира). Эти емкости обладают следующими преимуществами: не подвержены коррозии (завод-изготовитель гарантирует срок службы 10 лет); они почти не требуют ухода, их бак емкостью в 2 м3 имеет массу всего 110 кг; цистерну могут поднять и перемещать двое рабочих; полная сборка и разборка распределительной машины продолжается около 20 мин. Благодаря незначительной массе самой цистерны можно повысить полезную загрузку распределителя хлористого магния по сравнению со стальными цистернами.

Рис. 69. Схема работы дозирующего устройства прицепного путевого дозатора:
1 — трубопровод для раствора хлористого магния; 2 — воздушный клапан; 3 — всасывающий шланг с гайками Рот; 4 — цистерна; 5 — прицепное приспособление; б — осадочная камера с фильтрами; 7 — разгрузочное отверстие; 8 — рабочая цепная передача; 9 — винтовой насос; 10 — распределительная труба с жиклерами

Разработанная в ГДР стандартная технология по обработке дорог раствором хлористого магния [33] помогает специалистам, которым поручено зимнее содержание дорог, эффективно организовывать и проводить борьбу с зимней скользкостью с помощью раствора хлористого магния. Стандартная технология рассчитана на два возможных варианта механизации.

Вариант А. Грузовой автомобиль W50 с армированными стекловолокном пластиковыми съемными цистернами емкостью 3,7 м3 и прицепным распределительным агрегатом SP50.

Вариант Б. Грузовой автомобиль W50, имеющий прицеп с армированными стекловолокном пластиковыми съемными цистернами емкостью 7,4 м3 и прицепной распределительный агрегат SP50.

Автопоезд-распределитель по варианту Б (рис. 71) может быть использован только там, где это допускают дорожные условия.

Стандартная технология исходит из того положения, что все необходимые машины и рабочие находятся в готовности на опорном пункте службы зимнего содержания дорог. Там находятся также емкости для хранения раствора хлористого магния. Предполагается, что при варианте А большие емкости-хранилища расположены примерно через каждые 25 км, а при варианте Б — через каждые 50 км. Они размещаются на расстоянии не более 7 км в стороне от участков распределения.

Рис. 70. Автоматический путевой дозатор для раствора хлористого магния

Рис. 71. Схема автопоезда-распределителя жидких материалов по варианту Б:
1 — грузовой автомобиль; 2 — карданное сочленение; 3 — 5-тонный при-цепА 4 — оцинкованная стальная труба диаметром 2”; 5 — прицеп-распределитель; 6 — быстродействующий затворный кран диаметром 2”; 7 — быстродействующий запорный кран диаметром 3”; 8 — цистерны для раствора хлористого магния

Продолжительность периода работы в соответствии с ограничением времени согласно степени срочности проведения зимнего содержания дорог для вариантов А и Б принята равной 3 ч, включая обратную поездку к опорному пункту службы зимнего содержания дорог. Чем больше полезная нагрузка распределителя, тем больше его радиус действия и тем больше может быть расстояние между хранилищами. Оптимизация в отношении размера автомобиля или грузового автопоезда дает, согласно [34], следующее: – минимум затрат на километр распределения раствора имеет машина с радиусом действия, равным длине обрабатываемого участка дороги, на котором отсутствуют хранилища для раствора хлористого магния; в этом случае нет холостых пробегов; – распределитель жидких материалов должен быть по возможности большим, но только такого размера, чтобы он достиг следующего или исходного хранилища в то время, когда он будет пуст; – автомобиль с большим радиусом действия лучше (экономичнее), чем с маленьким радиусом действия;, – затраты на километр обработки могут отличаться исходя только из выбранной грузоподъемности машины в денежном выражении на сумму до 0,75 марки; – при больших расстояниях между хранилищами они должны иметь большую емкость, из-за чего могут уменьшаться расчетная стоимость материала (примерно на 5 марок/т) и стоимость километра обработки (на 1 марку).

Нужно организовывать работы по распределению и составлять планы распределения жидких реагентов согласно вышеупомянутым предпосылкам (большие расстояния между хранилищами, применение машин с большой полезной нагрузкой, минимальный холостой пробег) так, чтобы народнохозяйственные потери были наименьшими. Кроме того, все машины для распределения жидких материалов нужно по возможности оборудовать плужными снегоочистителями, чтобы можно было использовать их и на снегоочистке. На распределителях жидких материалов водитель должен работать с помощником.

При наполнении цистерны распределителя нужно учитывать плотность раствора хлористого магния, которая должна составлять около 1,275 г/см3. Одну цистерну можно заправлять только 1,85 м3 раствора хлористого магния. Перед отъездом водитель должен убедиться в том, что резиновая крышка (в середине имеется несколько отдушин) прочно закреплена на приемной горловине, все краны закрыты, а трубопроводы и затворы не подтекают. При достижении участка обработки помощник водителя открывает все быстродействующие затворные краны, чтобы в обеих распределительных цистернах установился одинаковый уровень раствора, и включает привод насоса. Водитель грузового автомобиля включает проблесковый огонь. Помощник водителя наблюдает за ходом распределения раствора в зеркало заднего вида. Проверять форсунки следует через каждые 12 км обрабатываемой дороги. При варианте Б вначале следует распределить раствор хлористого магния, находящийся в прицепе.

Скорость при обработке дороги, как правило, составляет 25—30 км/ч. После распределения раствора нужно переместить в сторону снегоочистителем, автогрейдером или какой-либо другой машиной разрыхленный и оттаявший снежный или ледяной покров. Благодаря этому снег или лед тает не на поверхности проезжей части и образующаяся талая снежная масса не препятствует движению по дороге, а талая вода не проникает в дорожную конструкцию. Чтобы уменьшить степень коррозии на распределителях жидких материалов, нужно после работы промывать подогретой чистой водой распределительную цистерну, распределительный агрегат и насосную установку. При длительном перерыве в работе нужно консервировать машины, нанося графитовый раствор.

При распределении раствора хлористого магния нужно выполнять следующие правила охраны труда и техники безопасности: работы выполнять в резиновых сапогах с войлочной прокладкой (но не в войлочных сапогах), в резиновых перчатках, резиновом костюме и резиновом фартуке или нагруднике; при необходимости надеть защитные очки; перед работой и после нее лицо и руки протирать специальной мазью против выщелачивания кожи; одежда, которая пропиталась раствором хлористого магния, должна быть сразу выстирана.

Если по непредвиденным причинам на дорогу прольется в большом количестве раствор хлористого магния, то водители должны сразу же принять следующие меры для обеспечения безопасности движения: блокировать опасное место установкой предупреждающего знака «Опасность скольжения»; посыпать переувлажненную проезжую часть фрикционным материалом; сообщить о случившемся бригадиру или мастеру. При утечке большого количества раствора или всей загрузки, кроме того, нужно сообщить надлежащей дирекции водного хозяйства.