Противогололедные материалы.

К противогололедным материалам (ПГМ) относятся:

а) химические: твердые сыпучие (кристаллические, гранулированные или чешуированные); жидкие (растворы или рассолы химических реагентов);

б) фрикционные: мелкий щебень; песок; песчано-гравийная смесь (ПГС); шлак; золы уноса;

в) комбинированные: смесь фрикционных и химических материалов (рис. 11.4.1).

Рис. 11.4.1. Классификация противогололедных материалов
*ППС - пескосоляная смесь
**ПГС - песчано-гравийная смесь

Фрикционные ПГМ должны повышать коэффициент сцепления со снежно-ледяными отложениями на покрытии для обеспечения безопасных условий движения; иметь высокие физико-механические свойства, препятствующие разрушению, износу, дроблению и шлифованию ПГМ, и обладать свойствами, препятствующими увеличению запыленности воздуха и загрязнения придорожной полосы.

Фрикционные материалы должны применяться в сухом, рассыпчатом состоянии с влажностью, не превышающей безопасную, в отношении смерзания. Безопасная влажность для некоторых фрикционных ПГМ приведена в табл. 11.4.4.

Таблица 11.4.4

Безопасная в отношении смерзания влажность некоторых фрикционных ПГМ

Наиболее распространенным фрикционным материалом является природный песок, наибольшая величина частиц которого не должна превышать 5,0 мм. Оптимальным является песок с модулем крупности от 2 до 3,5. В нем не допускается содержание пылеватых, глинистых и других загрязняющих примесей более 3 %, а также отдельных крупных камней или щебня. В качестве фрикционного материала может быть использован отсев от дробления щебня, дробленый песок. Размер фракции до 5,0 мм.

Для предотвращения смерзания и придания сыпучести в мелкий щебень добавляют сухой песок 20 % по объему или 5 %-10 % - по массе (технический хлористый натрий).

Шлаки не должны содержать обломков металла и агрессивных химических веществ. В связи с тем, что топочный шлак легко крошится, применять его в населенных пунктах не рекомендуется.

Комбинированные ПГМ обладают одновременно функциями фрикционных и химических материалов и состоят, как правило, из смеси песка и химических ПГМ. В качестве химических добавок используют твердые соли: технический хлористый натрий, соль сильвинитовых отвалов и хлористый кальций.

Из жидких хлоридов пригодны для этих целей высококонцентрированные растворы хлоридов натрия, кальция и магния. Они могут применяться как каждый в отдельности, так и смешанными между собой в различных пропорциях. Наилучший эффект достигается при использовании насыщенных растворов или растворов, близких к ним по концентрации. Комбинированные ПГМ должны иметь в своем составе не менее 10 % химически чистых солей. Эффективность борьбы с зимней скользкостью повышается с увеличением количества соли в смеси.

При использовании в смеси высококонцентрированных жидких хлоридов их количество, в качестве добавки, определяется с учетом концентрации растворенных химически чистых солей. Добавляя раствор, нельзя допускать переувлажнения ПГМ до состояния, при котором он начинает расплываться.

Пескосоляную смесь приготавливают на базах ПГМ путем тщательного перемешивания компонентов смеси. Целесообразно заготовку смеси производить в сухое время летнего или осеннего периода и по возможности в объеме, достаточном для предупреждения и ликвидации зимней скользкости в течение всего зимнего периода на обслуживаемом участке дороги.

Химические ПГМ применяют в твердом, жидком и смоченном виде. Сырьем для получения этих материалов чаще всего являются природные запасы Бишофита, галита или отходы промышленности (сильвинитовые, карнолитовые отходы и др.).

С целью снижения расхода твердых ПГМ (чаще всего хлористого натрия), повышения плавящей способности и увеличения адгезии к поверхности покрытия их обрабатывают растворами солей с пониженной точкой эвтектики (кристаллизации). Наибольшую эффективность смоченные таким образом соли приобретают при обработке их раствором хлористого кальция (магния) 20-25 %-ной концентрации в количестве 20-30 % по массе. Все химические ПГМ, применяемые для борьбы с зимней скользкостью на дорогах и улицах, должны обладать следующими общими свойствами:

- понижать температуру замерзания раствора;

- обеспечивать таяние снежно-ледяных отложений на дорожных покрытиях;

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

- не увеличивать скользкость обработанных покрытий, особенно при использовании ПГМ в виде растворов;

- быть технологичными при хранении, транспортировке и применении;

- быть экологически безопасными и не оказывать вредного влияния на природную среду(растения, вода, почва и др.), металл, бетон, кожу и резину.

По химическому составу ПГМ этой группы разделяют на четыре подгруппы.

Первая подгруппа - хлориды.

К ней относятся ПГМ на основе NaC1, СаС1₂ и М qС1₂:

- ХКМ - хлористый кальций модифицированный, ингибированный. Выпускается в жидком виде по ТУ 2149-026-13164401-98 «Жидкий противогололедный состав ХКМ»;

- Биомаг - модифицированный хлористый магний (Бишофит), выпускается 4-х марок в твердом и жидком виде по ТУ 2152-001-53561075-02 «Противогололедный материал Биомаг -ХММ»;

- ХКФ - хлористый кальций фосфатированный, выпускается по ТУ 2152-057-05761643-2000;

- технический хлористый натрий карьерный выпускается в твердом виде по ТУ 2152-067-00209527-95 «Натрий хлористый технический карьерный»;

- противогололедный материал на основе хлористого натрия выпускается в твердом виде по ТУ 2152-082-00209527-99 "Материал противогололедный";

- природные рассолы. Природные рассолы по химическому составу чаще относятся к хлористо-натриевым или хлористо-кальциево-натриевым жидким материалам. Распространены, в основном, в Европейской части России и используются как местные ПГМ.

Вторая подгруппа - ацетаты:

- Нордикс - разработан на основе ацетата калия и выпускается двух марок, в жидком виде по ТУ 2149-002-40874358-00 «Антигололедный реагент на ацетатной основе»;

- Антиснег-1 - разработан на основе ацетата аммония и выпускается в жидком виде по ТУ 2149-001-45052508-00 «Антиснег-1» противогололедная жидкость (раствор ацетата аммония)»;

Третья подгруппа - карбамиды:

- КАС - карбамидно-аммиачная селитра, выпускается по ТУ 2149-001-40128052-97 «Состав жидкий противогололедный».

Четвертая подгруппа - нитраты:

- НКМ (АНС) - химический реагент на основе нитрата кальция и мочевины, выпускается в твердом виде по ТУ 6-03-349-73;

- НКММ - реагент разработан на основе нитрата кальция, магния и мочевины и выпускается в твердом виде по ТУ 2149-051-05761643-98 «Антигололедный реагент НКММ».

Все ПГМ, применяемые на автомобильных дорогах, должны выпускаться по ТУ, согласованным с федеральным дорожным органом или организацией (предприятием), уполномоченной им, а также иметь сертификат соответствия качества.

Способы борьбы с зимней скользкостью. При зимнем содержании автомобильных дорог применяют химический, комбинированный, фрикционный и физико-химический способы борьбы с зимней скользкостью.

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

При химическом способе распределяют чистые ПГМ в твердом (техническая соль, ХКФ, Биомаг и др.) или жидком (ХКМ, Нордикс, Антиснег и др.) виде, с целью предупреждения (профилактический метод) образования зимней скользкости или ликвидации уже образовавшихся снежно-ледяных отложений (снежный накат, стекловидный лед).

Применяют химический способ в различных регионах на дорогах I и II категорий с учетом народнохозяйственного и социального значения дороги.

Комбинированный способ (химико-фрикционный) предусматривает совместное применение химических и фрикционных ПГМ. Комбинированный способ используют при необходимости ликвидации снежно-ледяных отложений и повышения коэффициента сцепления на них. При применении этого способа результат борьбы с зимней скользкостью получается такой же, как и при использовании химических ПГМ.

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

Физико-химический способ заключается в придании противогололедных свойств асфальтобетонному покрытию путем введения в асфальтобетонную смесь антигололедного наполнителя «Грикол», который на поверхности покрытия создает гидрофобный слой, снижающий адгезию снежно-ледяных отложений к покрытию или предотвращающий их образование.

Применяют этот способ на участках дорог, подверженных частому гололедообразованию (участках в горной местности, у водоемов, ТЭЦ, на мостах, путепроводах, эстакадах и др.).

«Грикол» представляет собой тонкодисперсный порошок от светло-серого до темно-серого цвета, растворимый в воде, спирте, не смешивается с углеводородами. По своим физико-химическим показателям должен удовлетворять ТУ 5718-003-052-04773-95 «Антигололедный наполнитель «Грикол».

Технология приготовления и укладки асфальтобетонных смесей с наполнителем «Грикол» приведена в «Методических рекомендациях по применению наполнителя «Грикол» в составах асфальтобетонных смесей для устройства покрытий с антигололедными свойствами», утвержденных распоряжением Росавтодора от 27.06.02 № ОС-564-Р.