Автоматическая система обеспечения противогололедной обстановки. Способ и устройство для проведения противогололедной обработки дорожных и аэродромных покрытий

ООО Стройпроект" производит работы по проектированию, поставке оборудования, строительству и пусконаладке Автоматических Противогололедных Систем (АПС).

Автоматическая противогололедная система (АПС)

Противогололедная установка предназначена для нанесения жидкого реагента на дорожное полотно с целью предотвращения на нем гололедных явлений как по обработанной информации собственных метео- и дорожных датчиков (автоматический режим), так и по командам с диспетчерского терминала (полуавтоматический режим).

Передача информации между установкой и диспетчерским терминалом осуществляется по GSM сети.

Основной режим работы установки автоматический. В этом режиме она по показаниям входящей в ее состав автоматической дорожной метеостанции способна прогнозировать наступление гололедных явлений и самостоятельно проводить обработку дорожного полотна жидким противогололедным реагентом. Возможна работа установки в полуавтоматическом режиме, при котором установка проводит дорожного полотна по командам диспетчера с удаленного терминала.

Технические характеристики системы:

Состав АПС:

• автоматическая дорожная метеостанция (АДМС);
• насосная станция (НС);
• оборудование дорожного участка.

Автоматическая дорожная метеостанция (АДМС)

Автоматическая дорожная метеостанция включает в себя мачту и размещаемую на ней аппаратуру. Мачта АДМС располагается на крыше НС.

В состав аппаратуры АДМС входят:

• датчик температуры воздуха;
• датчик давления;
• датчик скорости и направления ветра;
• датчик вида и количества осадков;
• дорожный датчик (бесконтактный, располагается над дорожным полотном).

Насосная станция представляет собой контейнер (габариты 7.0 * 2.5 * 2.5 или 9.0 * 2.5 * 2.5 метров) с размещенным внутри гидро и электро оборудованием. Изготовление корпуса насосной станции, монтаж оборудования, его испытания и тестирование проводятся в заводских условиях. Для установки на дорожный участок поставляется готовая и проверенная насосная станция.

В состав электрооборудования насосной станции входят

• оборудование системы электроснабжения, которое обеспечивает прием электроэнергии от внешнего источника электроснабжения, ее учет и разводку по внутренним потребителям АПС;
• оборудование системы управления (СУ);
• оборудование системы связи с диспетчерским терминалом.

Оборудование дорожного участка:

В состав оборудования дорожного участка входят дорожные головки (ДГ) с размещенными внутри разбрызгивающим устройством (РУ), электроклапаном и контрольно-управляющим устройством (КУМ), а также магистральные трубопроводы для подачи жидкого реагента от НС до ДГ и электрокабели для управления работой оборудования ДГ.

ОДМ 218.5.006-2008

ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

Предисловие

1. РАЗРАБОТАН: Федеральным государственным унитарным предприятием "РОСДОРНИИ". Методический документ разработан в соответствии с пунктом 3 статьи 4 Федерального закона от 27.12.2002 N 184-ФЗ "О техническом регулировании" и является актом рекомендательного характера в дорожном хозяйстве.

2. ВНЕСЕН: Управлением эксплуатации и сохранности автомобильных дорог Федерального дорожного агентства.

3. ИЗДАН: На основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 10 сентября 2008 г. N 383-р .

Раздел 1. Область применения

Раздел 1. Область применения

Отраслевой дорожный методический документ "Методические рекомендации по применению экологически чистых антигололедных материалов и технологий при содержании мостовых сооружений" является актом рекомендательного характера и разработан в качестве дополнений к "Руководству по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах" (ОДМ 218.3.023-2003).

Методические рекомендации содержат перечень противогололедных материалов, возможных к применению для борьбы с зимней скользкостью на автодорожных мостах и других искусственных сооружениях, раскрывают особенности эксплуатации автодорожных мостов в зимних условиях, требования к ПГМ и нормы их распределения, а также необходимые мероприятия по коррозионной защите конструктивных элементов мостов и обеспечению антигололедного состояния дорожных покрытий на искусственных сооружениях.

Положения, изложенные в документе, рекомендуется использовать при зимнем содержании и ремонте автодорожных мостов.

Раздел 2. Нормативные ссылки

В настоящем методическом документе использованы ссылки на следующие документы:

а) Руководство по оценке уровня содержания автомобильных дорог.* Временное. М., 2003.
________________
* Документ не приводится. За дополнительной информацией обратитесь по ссылке , здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

б) Методические рекомендации по ремонту и содержанию автомобильных дорог общего пользования (Проект). М., 2008.

в) Руководство по оценке транспортно-эксплуатационного состояния мостовых конструкций . ОДН 218.0.017-2003. М., 2003.

г) Руководство по защите металлоконструкций от коррозии и ремонту лакокрасочных покрытий металлических пролетных строений эксплуатируемых автодорожных мостов *. М., 2003.
________________
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ОДМ 218.4.002-2009 , здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

д) Методические рекомендации по содержанию мостовых сооружений на автомобильных дорогах . Росавтодор. М., 1999.

е) Руководство по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах . ОДМ 218.3.023-2003. М., 2003.

ж) Требования к противогололедным материалам. ОДН 218.2.027-2003 . М., 2003.

з) Методика испытаний противогололедных материалов . ОДМ 218.2.028-2003. М., 2003.

к) Методические рекомендации по защите водотоков от загрязнений водами поверхностного стока с эксплуатируемых автодорожных мостов*. М., 1991.
________________
* Документ является авторской разработкой. За дополнительной информацией обратитесь по ссылке . - Примечание изготовителя базы данных.

м) Методические рекомендации по применению наполнителя "Грикол" в составах асфальтобетонных смесей для устройства покрытия с антигололедными свойствами . М., 2002.

н) Показатели и нормы экологической безопасности автомобильной дороги . М., 2003.

Раздел 3. Термины и определения

В настоящем методическом документе применяются следующие термины с соответствующими определениями:

Зимнее содержание - работы и мероприятия по защите дорог и искусственных сооружений на них в зимний период от снежных отложений, заносов и лавин, очистке от снега, предупреждению образования и ликвидации зимней скользкости и борьбе с наледями.

Зимняя скользкость - снежные отложения и ледяные образования на поверхности дорожного покрытия, приводящие к снижению коэффициента сцепления колеса автомобиля с поверхностью покрытия.

Рыхлый снег - образуется на дорожном покрытии при выпадении твердых осадков в безветренную погоду и откладывается в виде ровного по толщине слоя.

Снежный накат - представляет собой слой снега, уплотненного колесами автомобильного транспорта при определенных метеорологических условиях.

Стекловидный лед - появляется на покрытии в виде гладкой стекловидной пленки толщиной 1-3 мм при различных погодных условиях.

Противогололедные материалы (ПГМ) - твердые (сыпучие) или жидкие дорожно-эксплуатационные материалы (фрикционные, химические) или их смеси, применяемые для борьбы с зимней скользкостью на автомобильных дорогах.

Экологически чистые - безопасные противогололедные материалы (ЭКПГМ) - твердые и жидкие ПГМ, не вызывающие вредного воздействия на окружающую природную среду (воду, почву, растения и т.п.) и конструктивные элементы автомобильной дороги (мосты, ограждения, покрытия и т.п.).

Фрикционные ПГМ - материалы, повышающие коэффициент сцепления со снежно-ледяными отложениями на покрытии, для обеспечения безопасных условий движения.

Химические ПГМ - реагенты, способные плавить снежно-ледяные отложения на дорожных покрытиях при отрицательных температурах воздуха.

Раздел 4. Общие положения

а) Важнейшими сооружениями на автомобильных дорогах являются искусственные сооружения и в первую очередь автодорожные мосты, основная задача которых - бесперебойный и безопасный пропуск автомобильного транспорта и пешеходов через водные препятствия в различные сезоны года. Особенно неблагоприятные условия для движения автомобилей и пешеходов возникают в зимний период, когда на дорожном полотне образуются снежно-ледяные отложения, способствующие ухудшению транспортно-эксплуатационного состояния и безопасности дорожного движения на мостовом сооружении.

Поэтому к одной из основных задач зимнего содержания относятся мероприятия по предупреждению образования и ликвидации снежно-ледяных отложений на дорожном полотне и тротуарах мостовых сооружений. Решение этой задачи достигается путем проведения различных работ по поддержанию проезжей части в состоянии, удовлетворяющем требованиям ГОСТ Р 50597-93 "Автомобильные дороги. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения".

б) Улучшение состояния мостовых сооружений в зимних условиях достигается путем обработки поверхности покрытия химическими или комбинированными противогололедными материалами (ПГМ) с последующей уборкой дорожной шуги с проезжей части автодорожных мостов.

В качестве химических противогололедных материалов для борьбы с зимней скользкостью на мостовых сооружениях в настоящее время все шире начинают использовать реагенты, не оказывающие отрицательного влияния не только на окружающую природную среду, но и на конструктивные элементы автодорожных мостов. К таким реагентам относят противогололедные материалы, выпускаемые на ацетатной (НСНСОО), формиатной (НСООН), карбамидной (CO(NH)) и на других бесхлорных основах, а также хлорсодержащие материалы с антикоррозионными и биологическими добавками (экологически безопасные противогололедные материалы - (ЭК ПГМ), резко уменьшающими отрицательное влияние на бетонные, металлические конструкции мостов и элементы окружающей среды.

Эффективность использования этих материалов для борьбы с зимней скользкостью на автодорожных мостах в первую очередь зависит от возможности учета постоянных метеорологических данных для конкретного объекта и использования современных передвижных и стационарных распределительных установок.

в) Методические рекомендации по применению экологически чистых противогололедных материалов и технологий при содержании мостовых сооружений разработаны впервые на основании отечественного и зарубежного опыта в качестве дополнения к Руководству по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах . ОДМ 218.3.023-2003.

г) Рекомендации регламентируют порядок проведения мероприятий по борьбе с зимней скользкостью, методы испытаний ПГМ, а также работы, которые обеспечивают требуемые условия эксплуатации мостовых сооружений с помощью применения различных ПГМ и технологий.

Раздел 5. Особенности эксплуатации мостовых сооружений в зимних условиях

а) Эксплуатируемые мостовые сооружения постоянно подвержены воздействию транспортных нагрузок и различных природных явлений. К природным явлениям прежде всего относятся переменные во времени температура и влажность воздуха, атмосферные осадки, воздействия воды.

б) В особо тяжелых условиях находятся искусственные сооружения, эксплуатируемые в районах с частыми переходами через ноль, т.е. от отрицательных температур к положительным и наоборот.

в) Негативное влияние на состояние искусственных сооружений на автомобильных дорогах оказывают динамические нагрузки от транспортных средств, вызывающие усталостные явления в материале сооружения.

г) В большей степени внешним климатическим и транспортным воздействиям подвержено мостовое полотно - покрытие проезжей части, деформационные швы и сопряжения моста с насыпью, тротуары, перила и ограждения безопасности.

д) На железобетонных пролетных строениях сочетание внешних воздействий и нагрузок вызывает сначала на бетоне поверхностные дефекты в виде его шелушения, затем появление скола слабо сцепленных частиц бетона и образование глубоких выколов, отслоение защитного слоя с оголением и коррозией арматурных стержней.

е) В металлических пролетных строениях от воздействия внешней среды наблюдается коррозия металла. При разрушении защитных покрытий на металле образуется налет ржавчины, который постепенно увеличивается в размерах, достигая уровня, понижающего несущую способность главных элементов пролетных строений.

ж) На автодорожных мостах, которые обладают меньшей теплоемкостью, чем дорожная одежда на земляном полотне, и имеют более низкую температуру покрытия в ночное время, чаще возникают условия гололедообразования.

з) Образованию скользкости на мостах способствует более высокая относительная влажность в поймах рек и других водоемов, особенно в переходный период до установления ледового покрова, а также на искусственных сооружениях около крупных ТЭЦ и предприятий. Поэтому эффективность борьбы с зимней скользкостью на таких объектах, особенно на внеклассных мостовых сооружениях, всецело зависит от своевременного использования достоверных метеорологических данных, которые могут быть получены от автоматических дорожных метеостанций, установленных в непосредственной близости от объекта.

и) С мостовых сооружений запрещается сброс снега и льда.

к) Перед началом зимнего сезона необходима тщательная заделка (ремонт) мест разрушения покрытия и всех конструктивных элементов сооружения, особенно с обнаженной металлической арматурой, нарушенными гидроизоляцией, деформационными швами и водоотводом.

Производят работы по очистке от ржавчины и загрязнений и покраску лакокрасочными материалами металлических элементов и конструкций.

л) На конструктивных выступах мостов, эстакад, путепроводов (ригелях, насадках, консолях тротуаров и т.п.) необходимо производить удаление снега, если его толщина превышает 10 см. В первую очередь очищают южную сторону сооружения.

м) Весной после окончания зимних работ на искусственных сооружениях осуществляют тщательную промывку различных элементов (пазух, деформационных швов, опорных частей и т.п.) с применением специальных моющих средств для снижения коррозии, которая усиливается при повышении температуры воздуха.

н) Все виды зимней скользкости на мостах и других искусственных сооружениях подразделяют на рыхлый снег, снежный накат, стекловидный лед.

Раздел 6. Требования к состоянию дорожного покрытия на искусственных сооружениях в зимний период

а) К работам по уходу за искусственным сооружением относят очистку элементов мостового полотна и несущих конструкций от снега и льда.

б) Проезжую часть и тротуары очищают от снега и льда, при гололеде посыпают песком, топливным шлаком или дробленым щебнем.

в) После снегопада и при оттепелях талый снег и материалы борьбы с гололедом сдвигают к ограждениям с последующей уборкой их с моста. Уборку снега из валов производят шнековыми и шнекороторными дорожными машинами, автогрейдерами, бульдозерами и другими механизмами с погрузкой снега в самосвалы и вывозом за пределы сооружения на снегосвалки.

г) Водоотводные устройства при необходимости в весенний период промывают горячей водой.

д) Периодичность работ по уборке проезжей части определяется местными условиями, но не реже 1 раза в 10 дней, при снегопадах - ежедневно. Директивные сроки по очистке от снега и завершению борьбы с зимней скользкостью, в том числе и уборка валов снежной массы, сдвинутой со средней части мостовых сооружений, соответствуют (ГОСТ 50597-93):

- при интенсивности >3000 авт./сут - 4 ч,

- при интенсивности 1000-3000 авт./сут - 5 ч,

- при интенсивности <1000 авт./сут - 6 ч.

е) Рыхлый (уплотненный) снег на тротуарах в населенных пунктах после снегоочистки не должен превышать 5 (3) см. Срок очистки тротуаров в населенных пунктах составляет не более 1 сут.

ж) Не допускаются не посыпанные фрикционным материалом тротуары в населенных пунктах. Нормативное время посыпки после окончания снегопада в местах с интенсивностью движения пешеходов:

- свыше 250 чел./ч не более 1 ч;

- 100-250 чел./ч не более 2 ч;

- до 100 чел./ч не более 3 ч.

з) Не допускается наличие противогололедных материалов на ограждениях и перилах.

и) Не допускается засорение лотков водоотводных трубок и окон в тротуарных блоках.

к) Рыхлый (талый) снег на проезжей части допускается толщиной не более 1 (2) см для А1, А2, A3, Б; 2 (4) см - для дорог Б2.

Нормативная ширина очистки 100%.

л) Срок ликвидации зимней скользкости с момента образования (и уборки снега с момента окончания снегопада) до полного устранения не более 3 (4) ч для A1, A2, A3; 4 (5) ч для В; 8-12 ч для Г1; 10 (16) ч для Г2.

м) Снежный накат не допускается на A1, A2, A3, Б; и допускается до 4 см для В, Г1; до 6 см для Г2 при интенсивном движении не более 1500 авт./сут.

н) Основные требования к состоянию дорожного покрытия на искусственных сооружениях в зимних условиях приведены в "Руководстве по оценке уровня содержания автомобильных дорог". М., 2003.

Раздел 7. Борьба с зимней скользкостью на мостовых сооружениях

а) Мероприятия по предотвращению и ликвидации зимней скользкости на мостовых сооружениях включают:

- профилактическую обработку покрытий химическими противогололедными материалами;

- ликвидацию образовавшегося ледяного или снежно-ледяного слоя химическими противогололедными материалами и/или специальной дорожной техникой;

- повышение шероховатости проезжей части путем распределения фрикционных материалов (песка, высевок, щебня, шлака);

- устройство специальных покрытий с антигололедными свойствами.

б) Для повышения эффективности борьбы с зимней скользкостью проводят мероприятия по:

- устройству автоматических систем распределения жидких ПГМ и антигололедных покрытий на особо ответственных искусственных сооружениях;

- повседневному обеспечению метеорологическими данными для своевременной организации борьбы с зимней скользкостью, особенно при профилактической обработке покрытий, на искусственных сооружениях путем создания системы дорожных метеостанций (постов).

в) С целью предупреждения образования снежно-ледяных отложений на покрытии распределение ПГМ производят предварительно (основываясь на метеопрогнозе) или непосредственно с момента начала снегопада (для предупреждения снежного наката).

г) Распределение ПГМ во время снегопадов позволяет сохранить выпадающий снег в рыхлом состоянии.

После прекращения снегопада образовавшуюся на дороге рыхлую снежную массу удаляют с проезжей части последовательными проходами плужно-щеточных снегоочистителей.

д) Химические реагенты для борьбы с зимней скользкостью на мостовых сооружениях используют только экологически безопасные. К экологически безопасным относятся ПГМ, выпускаемые на основе ацетатов, формиатов, карбамидов и других подобных реагентов.

е) После разрыхления наката (вследствие частичного плавления и воздействия колес автомобильного транспорта) обычно в течение 2-3 ч рыхлую водо-снежную массу (шугу) убирают последовательными проходами плужно-щеточных снегоочистителей.

ж) При образовании на покрытии стекловидного льда (наиболее опасного вида зимней скользкости) работы по его ликвидации состоят в распределении химического ПГМ в интервале (выдержке) до полного таяния льда, в очистке и уборке проезжей части от образовавшегося раствора или шуги.

з) При фрикционном способе борьбы с зимней скользкостью на мостах применяют песок, каменные высевки, щебень и шлак в соответствии с требованиями ОДН.218.2.028-2003.

и) Противогололедные материалы распределяют равномерно по поверхности покрытий в соответствии с необходимыми нормами распределения, указанными в табл.1.

Таблица 1

Ориентировочные нормы химических противогололедных материалов на проезжей части мостовых сооружений (г/м)

В настоящее время отечественная промышленность выпускает противогололедные материалы в жидком виде на ацетатной основе типа "Нордвэй" (ТУ 2149-005-59586231-2006*), на формиатной основе - типа "ФК" (ТУ 2149-064-58856807-05*); в твердом виде на нитратно-карбамидном сырье типа "НКММ" (ТУ 2149-051-761643-98*) и "АНС" (ТУ У-6-13441912.001-97*). К комплексной группе относятся многокомпонентные ПГМ, состоящие из нескольких солей, основным представителем которой является "Биодор" марки "Мосты", выпускаемый по ТУ 2149-001-93988694-06*.
________________
* ТУ, упомянутые здесь и далее по тексту, являются авторской разработкой. За дополнительной информацией обратитесь по ссылке . - Примечание изготовителя базы данных.

к) Нормы распределения фрикционных материалов назначают в зависимости от интенсивности движения:

- <100 авт./сут - 100 г/м;

- 500 авт./сут - 150 г/м;

- 750 авт./сут - 200 г/м;

- 1000 авт./сут - 250 г/м;

- 1500 авт./сут - 300 г/м;

- >2000 авт./сут - 400 г/м.

л) Распределение жидких и твердых ПГМ осуществляется дорожными машинами, оснащенными автоматическими специальными распределителями и бортовыми компьютерами, характеристика которых приведена в Приложении А.

м) С целью повышения эффективности использования жидких противогололедных материалов все шире применяются стационарные автоматические системы распределения (типа "СОПО"), оснащенные насосной станцией, метеостанцией и дорожным датчиком.

Автоматические системы обладают неоспоримыми техническими преимуществами перед традиционными распределителями по следующим характеристикам:

- повышению безопасности дорожного движения в зимний период за счет резкого сокращения интервала времени (от момента оповещения до момента распределения) для обработки покрытия ПГМ;

- автоматическому контролю за состоянием дорожного покрытия и количеством ПГМ на поверхности проезжей части;

- отсутствию на проезжей части сооружения распределительной и снегоуборочной техники, снижающих пропускную способность, и, как следствие, уменьшающих количество вредных выбросов в окружающую среду;

- снижению используемого количества реагента за счет применения профилактической обработки покрытия, что предотвращает образование снежного наката или льда;

- сокращению выброса реагента на прилегающие территории за счет оптимальной дозированной нормы распределения в автоматическом режиме.

Раздел 8. Требования к противогололедным материалам, применяемым на мостовых сооружениях

а) Противогололедные материалы, предназначенные для борьбы с зимней скользкостью, должны удовлетворять настоящим требованиям и соответствовать условиям их применения (температуре воздуха, количеству осадков, состоянию покрытия и т.д.).

б) На мостовых сооружениях предпочтение отдают ПГМ на основе ацетатов (соли уксусной кислоты), формиатов (соли муравьиной кислоты) и нитратов (соли азотной кислоты). В настоящее время отечественная химическая промышленность начала выпуск комплексных ПГМ для мостовых сооружений. При применении других ПГМ конструктивные элементы мостов должны быть защищены антикоррозионными покрытиями. Классификация ПГМ, применяемых для борьбы с зимней скользкостью на мостовых сооружениях, приведена на рисунке.

Классификация противогололедных материалов для борьбы с зимней скользкостью на искусственных сооружениях

Классификация противогололедных материалов для борьбы с зимней скользкостью на искусственных сооружениях

в) Химические ПГМ, применяемые для борьбы с зимней скользкостью, должны выполнять следующие функции:

- понижать температуру замерзания воды;

- ускорять плавление снежно-ледяных отложений на дорожных покрытиях;

- проникать сквозь слои снега и льда, разрушая межкристаллические связи, и снижать силы смерзания с дорожным покрытием;

- не увеличивать скользкость дорожного покрытия, особенно при использовании ПГМ в виде растворов;

- быть технологичными при хранении, транспортировке и применении;

- не увеличивать экологическую нагрузку на окружающую природную среду и не оказывать токсичного действия на человека и животных;

- не вызывать увеличения агрессивного воздействия на металл, бетон, кожу и резину.

г) Свойства химических ПГМ оценивают по ряду показателей, объединенных в четыре группы: органолептические, физико-химические, технологические и экологические, основные требования к которым приведены в табл.2.

Таблица 2

Требования к химическим противогололедным материалам, применяемым для борьбы с зимней скользкостью на мостовых сооружениях

С того момента, когда в 2006 году в Москве на развязках Ярославское шоссе - МКАД и Алтуфьевское шоссе - МКАД была установлена система обеспечения противогололедной обстановки (СОПО) отечественной разработки, количество зимних дорожно-транспортных происшествий на этих участках уменьшилось в несколько раз. Это лишний раз подтверждает, что использование СОПО является сегодня наиболее эффективным методом в борьбе с гололедом на автотрассах и дорожных развязках.

В зарубежных странах со схожим с Россией климатом известные производители уже давно поставляют дорожникам комплекты оборудования, позволяющие осуществлять обработку дорожного полотна на сложных участках автотрасс и искусственных инженерных сооружениях жидкими противогололедными реагентами, используя данные автоматических замеров параметров погоды или команды из диспетчерского пункта. А шесть лет назад - в 2002 году - и у нас московским правительством было принято решение о разработке отечественной системы обеспечения противогололедной обстановки. Выполнение его было поручено ОАО "Московские дороги".

Что же представляют собой противогололедные системы, созданные отечественными специалистами?

Первыми, кто извещает систему о состоянии дороги и окружающей среды, являются автоматические дорожные метеостанции (АДМС) и дорожные датчики - своего рода дозорные, которые постоянно контролируют целый ряд погодных параметров - температуру воздуха и дорожного полотна, силу и направление ветра, толщину снежного покрова и многое другое.

Данные измерений поступают в систему управления центральной насосной станции (ЦНС) - основного элемента СОПО, где производится расчет и делается прогноз возможности возникновения гололеда на один-два часа вперед. Если вероятность образования гололеда высока, то включается гидросистема ЦНС и через разбрызгивающие головки производится обработка дорожного полотна. При этом плотность нанесения реагента зависит от того, сколь сильным прогнозируется образование гололеда.

Оборудование того или иного дорожного участка может состоять из одной или даже нескольких (на сложных дорожных развязках) центральных насосных станций. Они оснащены контейнерами для хранения жидких противогололедных реагентов, внутренней гидравлической системой с насосом и рядом управляемых электроникой клапанов и задвижек, которые обеспечивают устойчивую работу системы со стабильным давлением. Кроме того, на ЦНС размещены системы управления, связи и электропитания.

Все это размещено в удобном и компактном транспортабельном модуле, который собирается и тестируется на заводе. К месту установки он поступает уже практически в готовом к работе состоянии. От насосной станции вдоль дороги прокладывается недорогой пластиковый трубопровод - гидромагистраль, а также четыре электропровода: два - для питания и два для управления. Через каждые 10-15 метров ставятся блоки, которые содержат контрольно-управляющий модем, электромагнитный клапан и разбрызгивающую головку.

Рассказывает генеральный директор ОАО "Московские дороги", доктор технических наук Александр НЕФЕДОВ:

Наша система позволяет реально контролировать ситуацию, понимать, где и что происходит на дорогах, и потому подсказывает, куда нужно направлять дорожную уборочную технику - ведь автоматическими противогололедными системами оборудуются только самые ответственные участки автомагистралей, преимущественно транспортные развязки, на остальных участках для противогололедной обработки используется подвижная техника.

При этом наша контрольно-измерительная аппаратура позволяет проверить, была ли проведена уборка снега на автотрассе и если да, то когда именно, поскольку она оснащена ультразвуковым датчиком, определяющим толщину снежного покрова с точностью до нескольких миллиметров. Кроме того, есть и датчики, установленные непосредственно в дорожном полотне. Они измеряют температуру на поверхности дороги, на глубинах 5 см и 30 см в самом дорожном покрытии. Это необходимо для точного прогноза образования гололеда на дороге.

Еще одной важнейшей частью СОПО является центральный диспетчерский пункт (ЦДП), куда стекается информация о техническом состоянии оборудования, установленного на дорожных участках, метеорологические данные со всего региона, где размещены автоматические дорожные метеостанции. Здесь же производится их обработка и архивирование.

Кроме того, оператор ЦДП может управлять работой системы, что необходимо при проведении технологических работ или при возникновении нештатных ситуаций. Специализированное программно-математическое обеспечение и аппаратный комплекс ЦДП позволяют управлять СОПО по различным каналам связи и независимо от их расположения. Например, из московского технического центра возможно контролировать работу и управлять СОПО, размещенными в других городах. Из диспетчерского пункта можно также контролировать работу и управлять подвижной техникой, выполняющей нанесение антигололедных реагентов.

Главная задача, которую мы ставим перед собой, - создать систему, способную собирать, обрабатывать, фильтровать данные и выдавать их потребителям из единого центра. Систему, которая все объединяет в единый комплекс, так как это позволяет, с одной стороны, закрывать противогололедными установками СОПО наиболее сложные участки дорог, а, с другой, получая информацию из разных точек региона, более четко управлять подвижной техникой.

С целью дальнейшего снижения стоимости оборудования и создания предпосылок для упрощения и удешевления процесса эксплуатации мы предложили перенести все наиболее сложные задачи по прогнозу и управлению СОПО в единый инженерный диспетчерский пункт, сохранив на дорожных участках оборудование с минимальными функциями управления и контроля. Создание единого центра дает возможность регионально организовывать управление работой подвижной уборочной техникой, основываясь на объективных данных о погоде.

Это предложение вынесено на рассмотрение в комплекс городского хозяйства Москвы. В качестве пилотного проекта предлагается создание единого комплекса на третьем транспортном кольце и в Зеленограде с последующим включением в него других районов Москвы и уже действующих СОПО.

Задача непростая, но специалисты ОАО "Московские дороги" ее планомерно решают. И сегодня уже можно говорить о создании отечественной противогололедной системы, превосходящей по характеристикам зарубежные образцы и имеющей существенно меньшую стоимость.

Ряд примененных при создании СОПО технических решений защищены патентами. Все оборудование сертифицировано, автоматическая дорожная метеостанция, входящая в состав СОПО, внесена в единый Государственный реестр средств измерений. А одна из ведущих проектных организаций - ГУП "Мосинжпроект" - организовала разработку методических рекомендаций по проектированию объектов с учетом СОПО, с перспективой создания на базе этого документа стандарта предприятия и отраслевого стандарта.

Важно отметить, что СОПО благодаря развитой структуре связи и наличию соответствующего программного обеспечения позволяют легко дооснащать систему новыми контрольными функциями - например, видеокамерами, дополнительными датчиками контроля транспортных потоков и т.д.

Рассказывает Александр НЕФЕДОВ:

По ряду параметров и технических решений наша система превосходит зарубежные аналоги. Например, разбрызгивающая головка, разработанная нами в содружестве со специалистами МГТУ им. Баумана, обеспечивает дальность вылета струи реагента примерно на 40% дальше, чем зарубежные аналоги. Это дает нам возможность обеспечить гарантированное перекрытие двух, а в ряде случае и трех полос дороги и не ставить при этом разбрызгивающие линии и головки в полотно дороги.

Для стабилизации давления в гидросистеме зарубежных аналогов устанавливают вдоль дорожного полотна ресиверы (по одному на каждые 4 - 8 головок). Мы решили эту задачу путем регулирования производительности насоса в процессе обработки дорожного полотна. Это существенно упрощает монтаж и последующее обслуживание.

Все перечисленное позволяет нам рассчитывать на то, что со временем выйдем на зарубежный рынок, потому что в европейских странах такие системы, как наша, очень востребованы. Однако пользу от решения этой задачи в первую очередь почувствуют отечественные потребители - ведь нашу продукцию мы предлагаем прежде всего россиянам...

А пока специалисты ОАО "Московские дороги" успешно осваивают российские просторы. Совсем недавно компания выиграла несколько конкурсов на разработку проекта по применению своих систем на сложных участках Московской кольцевой автодороги и развязках и два конкурса - на поставку оборудования по выполненным ранее проектам.

Интерес к СОПО отечественной разработки проявляют и регионы. Так, по инициативе Дорожного комитета Перми такой системой оснащен новый Красавинский мост через р. Каму. А это вместе с подъездными участками около 2 км длины полотна - по три полосы в каждом направлении.

Изыскало финансовые ресурсы для оснащения противогололедной системой двух развязок на трассе Казань - Оренбург и Министерство транспорта Республики Татарстан.

Принимая во внимание преимущества и не в последнюю очередь стоимость отечественной разработки, а также наличие специалистов, способных решать комплексные задачи на всех этапах создания системы, проектные организации ГУП "Мосинжпроект", "Промос" (Москва), "Транспроект" (Казань) и ряд других включают СОПО в состав разрабатываемых ими проектов. Специалисты ОАО "Московские дороги" выполнили или приняли участие в выполнении более 20 проектов на оснащение мостов и развязок как действующих, так и вновь проектируемых.

К слову, весьма эффективное применение эти разработки компании "Московские дороги" могли бы найти при сооружении автомобильных дорог в олимпийском Сочи. На олимпийских автотрассах будет целый ряд сложных горных участков, на которых, по данным метеорологов, возможно образование гололеда до 80 раз в сезон - то есть фактически каждые два-три дня. Поэтому там особенно остро стоит вопрос о четком метеорологическом обеспечении дорожных служб, а также об оснащении особо сложных участков стационарными противогололедными системами.

И предпочтение лучше отдать именно отечественным разработкам, памятуя не только об их более конкурентной цене, по сравнению с зарубежными, но и о более низких эксплуатационных расходах, потому что использовать СОПО предстоит не только в дни Зимней Олимпиады, но и многие годы и даже десятилетия после нее.

Н. Борисюк, к.т.н., МАДИ
А. Макушев, директор филиала ООО «Бошунг Кама»

Зимнее содержание автомобильных дорог – это высокозатратный технологический процесс, позволяющий поддерживать требуемые качества дороги. Особенно необходимо поддерживать эти качества на сложных участках дорог, таких как кривые малых радиусов, крутые подъемы, мосты, путепроводы. На этих участках должна проводиться борьба не с ликвидацией обледенения, а предупреждением образования скользкости.

В настоящее время довольно широкое распространение в отечественной и зарубежной практике получила технология автоматического распределения реагентов. Суть технологии заключается в своевременном распределении раствора химического реагента для предупреждения обледенения покрытия.

В целом это предполагает систему, состоящую из ряда модулей, которая включает в себя:

• придорожную метеостанцию с датчиками, дающими весь необходимый спектр информации о возможном обледенении покрытия;
• насосную станцию для подачи раствора реагента на участки распределения;
• магистральные трубопроводы и оборудование для подачи и выплеска реагента;
• аппаратуру для подачи прогнозирующей команды на распределение противогололедных реагентов для предупреждения обледенения покрытия.

Особый интерес представляют дорожные датчики, дающие информацию о состоянии покрытия, которые могут искусственно охлаждать до замерзания и нагревать до расплавления субстанцию на поверхности покрытия – то есть если на поверхности покрытия ранее были распределены химические реагенты, то точка замерзания раствора может быть ниже нуля.

Одним из самых эффективных элементов данной системы является дорожный датчик швейцарской компании Boschung Mecatronic AG. Его работа заключается в замораживании и оттаивании жидкой субстанции на поверхности гидрофильного датчика и расположении терморезистора на поверхности датчика. Температура поверхности покрытия измеряется с помощью термопар.

Физический процесс работы датчика основан на работе элементов Пельтье.

Элемент Пельтье – термоэлектрический преобразователь, который основан на выделении или поглощении теплоты в месте контакта двух разнородных металлов при прохождении через контакт электрического тока.

Работа дорожного датчика заключается в подаче сигнала об обледенении покрытия.

Дорожный датчик в прогнозном режиме определяет температуру замерзания жидкости на поверхности датчика (жидкость на поверхности датчика охлаждается до температуры замерзания). Периодичность данного цикла может составлять 6 циклов в час, что вполне обеспечивает надежность предупреждения обледенения покрытия. Датчик обеспечивает снижение температуры относительно температуры покрытия до 15 °С.

Установка упреждающего оповещения об образовании обледенения необходимая, но только первая часть всей системы предупреждения скользкости дорожных покрытий.

Далее Boschung Mecatronic AG предусматривает автоматическую установку TMS-распределения противогололедного реагента, что позволяет на основе полученной информации за кратчайшее время перед образованием скользкости распределить противогололедные реагенты.

В зависимости от видов зимней скользкости установка TMS распределяет противогололедный реагент:

• при выпадении дождя при отрицательной температуре (гололед);
• при понижении температуры при влажном покрытии, даже при наличии раствора реагента, если его концентрация недостаточна (гололедица);
• при понижении температуры, когда происходит кристаллизация влаги из воздуха (иней). При фиксации образования инея производится распределение реагента;
• для предупреждения наката при выпадении снега, когда распределение реагента делает снег (снежную массу) подвижной и сыпучей, что способствует механической уборке.

Датчик дорожного покрытия BOSO проводит измерение:

• толщины водяной пленки на поверхности датчика;
• температуры дорожного покрытия;
• температуры замерзания раствора реагента с охлаждением поверхности на 2 °С ниже температуры покрытия (датчик содержит активный элемент, позволяющий охлаждать непосредственно поверхность на 2 °С ниже температуры покрытия);
• определение состояния покрытия: сухое, влажное, мокрое, гололед, изморозь.

Разработки антигололедных систем компании Boschung Mecatronic AG включают подстанцию с насосной системой, емкость для жидкого реагента и компьютерную систему управления. Компьютерная система управления, обрабатывая и анализируя информацию от метеосистемы и дорожных датчиков, дает команду на подачу реагента к распределяющим устройствам. Автоматическая система распределения жидких реагентов состоит из прогнозируемой и распределяющей частей. Прогнозирующая часть обеспечивает оповещение об образовании гололеда (GFS), распределяющая часть непосредственно по команде обеспечивает выплеск растворов противогололедных реагентов на проезжую часть. Основное назначение системы – предупреждение об образовании гололеда. Принципиальная схема показана на рис. 1.

Системы предупреждения об образовании гололеда и разбрызгивания образуют единую систему и работают синхронно.

Необходимое получение информации о фактическом состоянии покрытия и прогнозе его состояния дают автоматические дорожные метеостанции.

На рис. 2 и 3 в упрощенном виде, схематически показаны блок-схемы и конструкция датчика.

Для нагрева жидкостной пленки также применяется элемент Пельтье, как уже отмечалось, он может осуществлять как нагрев, так и охлаждение жидкостной пленки.

На рис. 2 элемент 1 Пельтье показан схематически в виде блока. Этот элемент электрически запитывается от схемы 2 питания, которая размещена внутри схемы 3 управления и обработки данных. Схема 2 питания включает в себя электрический источник с постоянным током i, или источник тока с непостоянной, но известной характеристикой изменения тока. Температуры Тс и Тн – это температуры холодной и соответственно теплой стороны элемента Пельтье. При реверсивном направлении тока элемент может использоваться также для охлаждения жидкостной пленки, тогда меняются холодная и теплая стороны.

На рис. 3 показан элемент Пельтье 1, расположенный между первым теплопроводным телом 10 из меди и вторым теплопроводным телом 11 из алюминия. Вместе с корпусом 12, выполненным из полупроводникового материала, элементы 1, 10 и 11 образуют устройство 13, которое в форме поверхностного зонда может встраиваться под какую-либо поверхность, на которой может находиться водяная пленка. В данном примере для этого выбрано покрытие 14 с различными схематически показанными слоями, в которое встроен зонд 13, так что поверхность 18 зонда 13 оказывается в связке с поверхностью 19 дорожного покрытия 14.

При этом корпус 10 зонда уложен соответственно в дорожное покрытие, чтобы отводить тепло, применяемое для нагрева водяной пленки 17. Расположенное над элементом 1 Пельтье теплопроводное тело 11 своей поверхностью 15 образует поверхность нагрева для водяной пленки.

В зонде 13 могут быть предусмотрены электроды 4, с помощью которых за счет измерения проводимости может быть установлено наличие водяной пленки.

Для этой цели электроды 4 соединены с соответствующим измерительным устройством 6, которое в свою очередь соединено с элементом 8 управления и обработки данных, в частности с микропроцессором схемы 3 управления и обработки данных. Такого типа электроды могут быть предусмотрены также в других местах покрытия, а не только в зонде 13. Кроме того, в зонде размещен также измерительный резистор 5 температуры, контактирующий с водяной пленкой 17, с помощью которого может быть измерена температура жидкостной пленки. Этот измерительный резистор, как правило, Pt 100 – элемент или термоэлемент, через соответствующую измерительную схему 7 также соединен с микропроцессором 8.

Поверхность 18 датчика имеет углубление (0,5 мм), которое образовано поверхностью 15 тела 11 и образует окружность диаметром А. Переход этой поверхности 15 к поверхности датчика 18 скошен под углом 45°. При нагреве водяной пленки 17 нагревательным устройством в грубом приближении можно исходить из того, что нагрев водяной пленки осуществляется в круговой зоне с диаметром В.

Зона углубления в поверхности зонда 13 имеет глубину lо–0,5 мм. Диаметр А составляет 14 мм, а диаметр В – 20 мм.

Толщина водяной пленки не указывается точным количественным значением, а классифицируется в виде диапазона значений наличия водяной пленки, в котором находится фактическое значение толщины водяной пленки.

Как правило, вполне достаточно указать толщину водяной пленки через сигнал датчика, что позволяет разделить значения толщины водяной пленки по разным значениям от 0 до 1 мм.

Данная технология обработки данных дает классификацию по значениям толщины водяной пленки, а блоком обработки данных выдается соответствующий сигнал. Таким образом, единственным датчиком на проезжей части дороги может быть сформирован сигнал предупреждения как о гололеде, так и об аквапланировании.

Если на датчике образовался лед, то последний для определения толщины ледяной пленки должен быть расплавлен. Затем он может быть снова охлажден для определения точки замерзания. Кроме того, так можно определить точку плавления при таянии, благодаря чему будет известна также температура точки замерзания.

Системы предупреждения образования гололеда и объема выплеска жидких реагентов образуют единую систему и работают синхронно.

В качестве распределяющих устройств применяются:

• разбрызгивающие тарелки (рис. 4, 5);
• разбрызгивающие головки (рис. 6);
• форсунки-микрофаст (рис. 7).

Разбрызгивающая тарелка может иметь от 4 до 8 сопел. Сопла монтируются в блоке, и угол атаки регулируется до 15°, как в вертикальной, так и горизонтальной плоскости. Сопла под давлением 12 бар выбрасывают на поверхность покрытия раствор реагента заданного объема с дальностью выброса не менее 10 м.

Разбрызгивающие тарелки в разных системах располагаются на расстоянии от 7 до 20 м, как линейно, так и в шахматном порядке, и после выплеска распределение раствора происходит под движением транспортных средств, а также по продольному и поперечному уклону. Процесс выплеска длится 2–3 с, за это время распределяется 2–2,5 л раствора (около 1 л/с). На рис. 4 показана разбрызгивающая тарелка, расположенная на одном уровне с покрытием.

В качестве реагента в зарубежной практике применяется раствор NaCl – 22,5% (ФРГ) и раствор CaCL2 – 32–25%. К недостаткам раствора CaCL2 относят то, что при его высыхании на покрытии остается тонкий слой хлорида кальция, который в силу гигроскопичности реагента притягивает влагу из воздуха, и концентрированный раствор всегда долго находится на поверхности покрытия. Его наличие приводит к эффекту смазки и соответственно снижению сцепных качеств покрытия.

При высыхании натриевого раствора на поверхности покрытия происходит кристаллизация NaCL, и покрытие становится сухим. В отечественной практике применяются кальциевые реагенты, поскольку эффективность использования натриевых растворов целесообразна до –10 °С, что не соответствует отечественному диапазону температур. Наличие дорожно-метеорологической станции (АДМС), синхронно работающей с автоматической системой распределения, позволяет обеспечить упреждающее нанесение реагентов. Полученная АДМС информация обрабатывается компьютером, и сигнал поступает в распределительное устройство, выдавая порцию раствора.

Объем выброса регулируется временем подачи (циклом). Так, при отладке системы выброс одной форсунки за секунду составил 1230 мл. Площадь распределения раствора одной тарелки составляет до 70 м 2 с плотностью обработки от 25 до 100 мл/м 2 за счет цикла подачи раствора. Как правило, систему можно разместить и в местах отсутствия подвода электроэнергии, поскольку она может иметь автономное энергоснабжение, а также может работать и от стационарного питания.

Опыт устройства разбрызгивающих тарелок на проезжей части нецелесообразен, поскольку и ремонт покрытия, и текущее обслуживание самих тарелок не представляется удобным. В связи с этим широкое распространение получили разбрызгивающие головки (рис. 6).

Головки крепятся либо в нишах, либо на стойках (опорах) инженерного обустройства дороги.

В последнее время в качестве распределяющего устройства применяется форсунка-микрофаст (рис. 7).

При выплеске выброс реагента тонкодисперсный и практически невидим участниками движения.

Микроспрейная технология распределения позволяет за один цикл выдавать около 2 гр/м 2 .

Профиль форсунки-микрофаст монтируется в покрытие по кромке проезжей части на глубину 40 мм.

Линии микрофаст поставляются в бухтах длиной 100 м с диаметром труб 10/ 8 мм. Расстояние между форсунками определено в 5 м.

Рабочее давление в системе – до 16 бар, время однократного действия (разбрызгивания) – от 30 с до 3 мин.

Удельное распределение на покрытие – от 1 до 20 г/м 2 .

Необходимый объем выплеска реагента на 1 м 2 поверхности покрытия определяется в зависимости от температуры воздуха и прогнозируемой толщины водяной пленки.

Раствор реагента на поверхности растекается по направлению суммированного уклона, образованного по величинам продольного и поперечного уклонов.

Системы автоматического распределения не могут заменить технологию зимнего содержания во всех аспектах, но эффективно ее дополняют.

Общеэкономическая выгода от применения противогололедной системы складывается из производственно-экономической (сэкономленные затраты на персонал, транспортные расходы и потребительские расходы уполномоченной осуществлять зимнее содержание службы эксплуатации) и народнохозяйственной выгоды. Определяющим для показателя рентабельности является народнохозяйственная составляющая в оценке выгоды. Главным образом она заключается в экономии расходов вследствие влияния противогололедной установки на следующие сферы: безопасность движения, движение транспорта, защита окружающей среды и участники движения.

В ФРГ с 1982 г. было установлено 16 противогололедных установок, в которых применялся 32%-ный CaCl2 и 22,5%-ный NaCl.

В России противогололедные системы компании Boschung Mecatronic AG получили широкое распространение в Московском регионе, что обусловлено высокой интенсивностью движения, сложными конструкциями развязок, эстакад и путепроводов, а также влиянием сложных погодных условий на движение в мегаполисе. Данные системы установлены на МКАД (Калужская, Горьковская, Ленинградская развязки, Бесединский путепровод, съезд на внешнюю сторону МКАД со Сколковского шоссе, а также первая в России система установлена в 1998 г. на 30-м км МКАД). В городской черте противогололедные системы Boschung Mecatronic AG установлены на Кутузовской транспортной развязке ТТК и в Ходынском тоннеле Ленинградского проспекта.

Заказчики и эксплуатирующие организации отмечают высокую эффективность данных систем, позволяющих заблаговременно предупредить образование зимней скользкости, а также существенно снизить затраты на зимнее содержание данных участков.

Запретить нельзя, нормировать!

13 февраля в Государственной думе РФ состоялся круглый стол «О проблемах обеспечения экологической безопасности при использовании противогололедных материалов в городах и населенных пунктах РФ». Научное сообщество высказалось за обязательную экологическую экспертизу регламентов уборки городов.

На Высшем экологическом совете Госдумы рассмотрели вопрос о проблемах обеспечения безопасности при использовании противогололедных материалов.

В настоящее время только московская технология зимней уборки соответствует всем законодательным нормам, так как имеет положительное заключение государственной экологической экспертизы. Применяемые в столице антигололедные смеси были проверены в лабораториях и признаны безопасными. В других же городах регламенты зимнего содержания дорог составляют без привлечения ученых, без учета климатических условий, а выбор реагентов оставляют на откуп подрядчикам. Те в свою очередь, экономя, зачастую применяют непроверенные антигололедные смеси, низкокачественную техническую соль и песок.

«Использовать песок в городах – это преступление! – заявил депутат Государственной думы, эксперт в области экологической и промышленной безопасности Максим Шингаркин. – Песок, находясь на дороге в течение зимы, перемалывается в мелкодисперсную пыль. Весной жители вдыхают эту пыль вместе с выхлопными газами, осевшими на частицах песка, вместе с тяжелыми металлами, вместе с продуктами жизнедеятельности животных… И эта пыль является самым страшным аллергеном и ядом».

«В городах должны применяться наиболее эффективные противогололедные материалы, – добавила Софья Бабкина, эксперт Всероссийского общества охраны природы. – Те, которые имеют наименьший расход». По сравнению с пескосоляной смесью современных реагентов необходимо в 6–8 раз меньше, что значительно сокращает воздействие на окружающую среду и человека. Однако все используемые смеси должны обязательно проходить проверку и иметь положительное заключение государственной экологической экспертизы, как и сама технология зимней уборки.

«Новые противогололедные материалы появляются, но даже самый хороший реагент можно испортить, не соблюдая технологию и нормы применения, – отметил Юрий Орлов, кандидат химических наук. – Необходимо ужесточать контроль за нормой расхода, улучшать метеопрогнозирование и, конечно, использовать только проверенные реагенты». Однако ставить вопрос: или противогололедные материалы, или переломанные руки-ноги, нельзя, уверены эксперты. Отказ от использования противогололедных материалов приведет к катастрофическим последствиям.

Владельцы патента RU 2287635:

Изобретение может быть использовано на крупных дорожных магистралях. Сущность предложенных технических решений состоит в сборе информации о состоянии окружающей среды на контролируемых участках и передачи этой информации на терминал управления. Терминал на основании анализа полученных данных определяет вероятность возникновения гололеда на контролируемом участке и выдает команду стационарным средствам обработки на упреждающее нанесение противогололедных реагентов. Стационарные средства выполнены с возможностью включения в любой последовательности. Технический результат - повышение качества обработки дорожного полотна и точность исполнительской функции системы. 2 н.п. ф-лы.

Изобретение относится к автоматизированным техническим средствам обеспечения противодействия гололедным явлениям и может быть использовано для борьбы с гололедом на крупных дорожных магистралях, таких как МКАД.

Из уровня техники известны способ и устройство противогололедной обработки по патенту США №4557420 от 10.12.1985, предложенные в качестве наиболее близких аналогов. Указанное устройство состоит из насосной станции, гидравлической системы дорожного участка и автоматической метеостанции. Насосная станция представляет собой контейнер, установленный в непосредственной близости от обрабатываемого дорожного участка, внутри которого находятся емкости для хранения реагента, насосная гидравлическая система и аппаратура управления. Оборудование дорожного участка состоит из разбрызгивающих головок, расположенных вдоль дорожного участка и объединенных гидравлической системой. Автоматическая метеостанция оборудована датчиками для измерения температуры воздуха, атмосферного давления, относительной влажности, количества осадков (типа «ведро») и скорости и направления ветра. Способ осуществления противогололедной обработки включает нормированное распределение жидкого реагента на поверхности дорожного участка посредством автоматического или дистанционого включения операции разбрызгивания, благодаря которой реагент равномерно наносят по всей протяженности дорожного участка.

К недостаткам известных способа и устройства можно отнести отсутствие системы стабилизации давления в гидросистеме и возможности адресного управления интервалами разбрызгивания головок, что в свою очередь не позволяет нанести реагент с заданной точностью на поверхность дороги - управление разбрызгиванием производится по единственной команде «начать разбрызгивание», после которой производится последовательное автоматическое включение разбрызгивающих головок на единый, заданный для всех головок интервал времени. Кроме того, в состав известного устройства входит такой дорогостоящий и требующий постоянного контроля и обслуживания элемент как гидроаккумуляторы, снижающие общую надежность системы, а для наполнения реагентом всей гидросистемы, включая гидроаккумуляторы, необходима длительная работа насоса, что удорожает стоимость эксплуатации устройства.

Задачей предлагаемой группы изобретений является рассчитанное и строго нормируемое нанесение реагента с учетом метеорологической обстановки и рельефа конкретного дорожного участка. Технический результат, который может быть получен при реализации группы изобретений, заключается в повышении качества обработки дорожного полотна и точности исполнительской функции системы посредством возможности точечного нанесения реагента на конкретный участок дорожного покрытия (с точностью до нескольких квадратных метров) в режиме реального времени.

Для достижения поставленного результата предлагается способ автоматической обработки дорожного покрытия противогололедным реагентом, при котором измеряют на контролируемом участке дороги параметры окружающей среды и/или состояние дорожного покрытия посредством установленных вдоль дороги метеорологических датчиков и/или датчиков состояния дорожного покрытия, направляют полученные данные на терминал управления, ведут обработку и анализ полученных параметров с последующим определением нарастания вероятности возникновения гололеда на контролируемом участке и в случае нарастания такой вероятности ведут расчет заданной плотности распределения реагента, направляя посредством терминала управления адресный сигнал на исполнительные механизмы разбрызгивающих головок, обеспечивающие их включение в любой последовательности для нанесения противогололедного реагента с заданной плотностью.

Для достижения поставленного результата предлагается система автоматической обработки дорожного покрытия противогололедным реагентом, включающая связанные между собой терминал управления, расположенные вдоль определенных участков дорог метеорологических датчиков и/или датчиков состояния дорожного покрытия разбрызгивающие головки, при этом разбразгивающие головки установлены на проложенных вдоль дороги гидромагистралях, упомянутые датчики выполнены с возможностью измерения на контролируемом участке дороги параметров окружающей среды и/или состояния дорожного покрытия и передачи полученных данных на терминал управления, выполненный с возможностью определения на основании обработки и анализа упомянутых данных нарастания вероятности возникновения гололедной обстановки на контролируемом участке и в случае определения нарастания такой вероятности расчета заданной плотности распределения реагента и направления адресного сигнала на исполнительные механизмы разбрызгивающих головок для нанесения реагента с заданной плотностью, а упомянутые головки выполнены с возможностью включения в любой последовательности.

Система обеспечения противогололедной обстановки (СОПО) согласно настоящей группе изобретений представляет собой стационарную систему, устанавливаемую в непосредственной близости к контролируемому дорожному участку. Одна СОПО может контролировать участок дороги протяженностью до 1,5 км или, при необходимости, более. В состав СОПО входят автоматическая метеорологическая станция (АМС), центральная насосная станция (ЦНС) и оборудование дорожного участка.

Основными составляющими ЦНС являются шкаф с аппаратурой управления СОПО, гидравлическое оборудование и насос высокого давления. Аппаратура управления обеспечивает удобный интерфейс, позволяющий управлять СОПО и предоставлять все необходимые данные пользователю в наглядном виде, управление гидравлическим оборудованием, стабилизацию рабочего давления в гидросистеме во время обработки участка дороги реагентом, управление оборудованием контролируемого дорожного участка, получение и обработку данных от АМС, расчет метеорологического прогноза образования гололеда, расчет необходимой плотности распределения реагента, автоматическое выполнение цикла обработки дорожного участка реагентом (включая подготовительные и завершающие операции), контроль за функционированием электронной части системы управления, гидравлического оборудования ЦНС и модулей управления клапанами дорожных участков, графическое отображение текущего состояния гидравлического оборудования ЦНС, обмен данными с центральным терминалом, прием и выполнение команд управления от центрального терминала и хранение данных за заданный период времени.

Оборудование дорожного участка включает блоки дорожных головок, установленных на проложенных вдоль дорожных участков гидромагистралях, а также кабели управления и питания.

Автоматические метеорологические станции за счет применения метеорологических датчиков обеспечивают высокоточное измерение параметров атмосферы, таких как температура воздуха, атмосферное давление, скорость и направление ветра, влажность, количество и тип осадков (с возможностью определения «дождь» или «снег»), приходящую энергию солнечного излучения. Контроль состояния дорожного покрытия обеспечивают дорожные датчики, измеряющие температуру дорожного покрытия на различных глубинах, а также на поверхности дороги, концентрацию реагента на дороге и его состояние - «вода» или «лед». Дорожные датчики могут быть подсоединены как к АМС, так и непосредственно к СОПО через интерфейс оборудования дорожного участка.

Обработку дорог реагентом производят при нарастании вероятности возникновения гололедных явлений. Такую вероятность определяют на основании метеорологических данных, выдаваемых АМС. Данные поступают в аппаратуру управления СОПО и на центральный терминал. Команду на обработку вырабатывает либо система управления СОПО, либо центральный терминал.

Для оптимального решения поставленной задачи обработку проводят посредством нанесения реагента перед возникновением гололедной обстановки или перед выпадением осадков, приводящих к гололеду.

Реагент наносят путем разбрызгивания его форсунками блока дорожных головок, расположенных по краю проезжей части. Каждый блок обслуживает участок дороги длиной 10-12 м и шириной в 2-3 полосы. Реагент наносят равномерно с заданной плотностью распределения на всю обслуживаемую площадь дорожного полотна. Стабильность работы головок обеспечивают за счет увеличения производительности насоса и включения в гидравлическую схему регулятора давления, что устраняет колебания давления в процессе последовательного разбрызгивания реагента и позволяет поддерживать заданные расходные характеристики разбрызгивающих головок. Кроме того, используемая аппаратура управления ЦНС позволяет формировать последовательный пакет сигналов, включающих адрес головки, команды «включить - выключить» и служебные биты и, как следствие, управлять разбрызгивающими головками в любой последовательности, в частности управлять произвольными группами головок, вплоть до одной конкретной головки, задавая для них интервал разбрызгивания и количество наносимого реагента, что в свою очередь позволяет вести контроль и обработку конкретного дорожного участка в данном месте в реальном времени.

1. Способ автоматической обработки дорожного покрытия противогололедным реагентом, при котором измеряют на контролируемом участке дороги параметры окружающей среды и/или состояние дорожного покрытия посредством установленных вдоль дороги метеорологических датчиков и/или датчиков состояния дорожного покрытия, направляют полученные данные на терминал управления, ведут обработку и анализ полученных параметров с последующим определением нарастания вероятности возникновения гололеда на контролируемом участке и, в случае нарастания такой вероятности, ведут расчет заданной плотности распределения реагента, направляя посредством терминала управления адресный сигнал на исполнительные механизмы разбрызгивающих головок, обеспечивающие их включение в любой последовательности для нанесения противогололедного реагента с заданной плотностью.

2. Система автоматической обработки дорожного покрытия противогололедным реагентом, включающая связанные между собой терминал управления, расположенные вдоль определенных участков дороги метеорологических датчиков и/или датчиков состояния дорожного покрытия и разбрызгивающие головки, при этом разбрызгивающие головки установлены на проложенных вдоль дороги гидромагистралях, упомянутые датчики выполнены с возможностью измерения на контролируемом участке дороги параметров окружающей среды и/или состояния дорожного покрытия и передачи полученных данных на терминал управления, выполненный с возможностью определения на основании обработки и анализа упомянутых данных нарастания вероятности возникновения гололедной обстановки на контролируемом участке и, в случае определения нарастания такой вероятности, расчета заданной плотности распределения реагента и направления адресного сигнала на исполнительные механизмы разбрызгивающих головок для нанесения реагента с заданной плотностью, а упомянутые головки выполнены с возможностью включения в любой последовательности.