Способ уменьшения скользкости дорожных покрытий

Способ уменьшения скользкости дорожных покрытий

Реферат

Изобретение относится к способам уменьшения скользкости дорожных покрытий, преимущественно заснеженных и обледенелых дорог и тротуаров в зимнее время.

Одним из способов борьбы со скользкостью дорожных покрытий в зимнее время является нанесение на обледенелую или заснеженную поверхность сыпучих фрикционных материалов, например песка [1], различных промышленных отходов: шамотной крошки [2], отсевов дробления горных пород, металлургических шлаков [3]. Иногда с целью полного удаления тонкого ледяного слоя за счет его плавления сыпучий материал наносят на обледеневшую поверхность дорожного покрытия в смеси с минеральными солями [4]. К недостаткам этих способов следует отнести однократное использование сыпучих материалов, а также попадание значительной их части в период весеннего таяния снега и льда в систему ливневой канализации; последнее приводит к повышенному загрязнению водоемов взвешенными веществами.

С целью повышения экономичности и экологичности для уменьшения скользкости дорожных покрытий применяют способы, предусматривающие разбрасывание по покрытию сыпучего материала, его последующий сбор и повторное использование.

Так, известен способ уменьшения скользкости дорожных покрытий, включающий разбрасывание по покрытию сыпучего материала, его последующий сбор и повторное использование [5]. Сбор сыпучего материала с поверхности покрытия осуществляется с помощью устройства с вращающимися гребенками; это ограничивает возможности способа, поскольку такое извлечение сыпучего материала возможно лишь из объема снежных покрытий. Для сбора сыпучего материала с поверхности ледового покрытия или с твердой поверхности после таяния льда либо снега применение этого способа невозможно.

Известен способ уменьшения скользкости дорожных покрытий, включающий разбрасывание по поверхности покрытия сыпучего материала, его последующий сбор и повторное использование (прототип) [6]. Сбор сыпучего материала с поверхности покрытия осуществляют путем вакуумного всасывания, что требует отсутствия в собираемом сыпучем материале примесей льда и снега; это ограничивает возможности способа его применением только для целей полного удаления тонких ледяных пленок с дорожного покрытия и предполагает использование дорогого материала (нагретого силикагеля) с его последующей регенерацией (нагревом).

Причиной, препятствующей получению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, является низкая эффективность сбора сыпучего материала с дорожного покрытия в случаях, когда сыпучий материал находится в смеси со снегом либо частицами льда. Это обусловлено тем, что сыпучие материалы имеют небольшие размеры частиц, обычно в пределах 0,5-5 мм [3, 4], что затрудняет их активное отделение от снежно-ледяной массы.

Основной задачей, на решение которой направлен заявленный способ, является повышение экономичности и универсальности технологии борьбы со скользкостью дорожных покрытий.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленного способа, является повышение эффективности сбора сыпучего материала с дорожного покрытия.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе уменьшения скользкости дорожных покрытий, включающем разбрасывание по покрытию сыпучего материала, его последующий сбор и повторное использование, в качестве сыпучего материала используют материал с ферромагнитными свойствами, а его сбор производят с помощью магнитного, в частности электромагнитного, устройства.

В качестве сыпучего материала с ферромагнитными свойствами в заявленном способе используют магнетит либо ферромагнитную окалину металлургических производств.

Разбрасывание материала по скользкому покрытию (дороге или тротуару) производят с помощью известных устройств, а его последующий сбор - с помощью магнитных, в частности электромагнитных, устройств. Собранный ферромагнитный сыпучий материал используют повторно.

Применение заявленного способа позволяет повысить экономичность и универсальность технологии борьбы со скользкостью дорожных покрытий.

Сыпучий материал с ферромагнитными свойствами может быть легко собран как из объема снежных покрытий (например, после снегопада с поверхности тротуара), так и с поверхности ледового либо твердого покрытия. Это значительно расширяет возможности способа: он может быть использован как для уменьшения скользкости снежных покрытий с многократным в течение зимнего сезона извлечением материала из снежного покрытия и его повторным разбрасыванием, так и для уменьшения скользкости обледенелых покрытий. В последнем случае способ может быть использован в двух вариантах. В первом варианте способа сыпучий ферромагнитный материал многократно в течение зимнего сезона разбрасывают по обледеневшему покрытию с целью снижения его скользкости, сбор производят после таяния льда (весной или после оттепели) с повторным использованием в следующий сезон. Во втором варианте сыпучий ферромагнитный материал разбрасывают по обледеневшему покрытию в смеси с минеральными солями (с целью борьбы с гололедом за счет расплавления ледяного слоя или его ослабления), а сбор производят сразу после таяния ледяного слоя.

Во всех вариантах использования заявленного способа сыпучий ферромагнитный материал легко может быть собран в чистом виде, без примесей мусора, снега и льда, и поэтому может быть использован повторно без дополнительных операций по его очистке.

Для сбора сыпучего материала могут использоваться магнитные устройства с постоянными магнитами, либо электромагнитами. Для этой цели могут применяться, например, устройства, подобные используемым для очистки аэродромных покрытий или железобетонного полотна от посторонних металлических ферромагнитных предметов [7, 8].

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволяет установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными по всем признакам заявленного способа уменьшения скользкости дорожных покрытий, отсутствуют. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "новизна".

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выяснения признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусмотренных существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условно патентоспособности "изобретательский уровень".

Примеры. В опытах в качестве сыпучего материала с ферромагнитными свойствами использовали природный магнитный железняк (магнетит) и окалину металлургического производства (кузнечного участка). Предварительно эти материалы измельчали и отсеивали требуемую фракцию с размерами частиц от 0,5 до 5 мм.

При размерах частиц сыпучего материала меньше 0,5 мм снижается его фрикционное действие, а при размерах более 5 мм в случае вылетания частиц из-под колес автомобилей становится возможно повреждение лобовых стекол идущих следом автомобилей.

Во всех примерах сыпучий материал разбрасывали на опытный участок дороги шириной 2 м и длиной 10 м, а его последующий сбор производили с помощью смонтированного на тележке устройства с постоянными магнитами из феррита бария. Собранный материал взвешивали для определения эффективности сбора.

Пример 1. В период снегопада магнетит разбрасывали на опытный участок дороги в количестве 300 г/м² (т.е. было разбросано 6 кг магнетита); это обеспечивало хороший тормозящий эффект при эксплуатации дорожного покрытия в течение 24 часов. После этого проводили сбор (извлечение) магнетита из спрессованного колесами автомобилей слоя снега (толщина слоя 10-15 мм). При этом с опытного участка дороги было собрано 5,2 кг магнетита из 6 кг разбросанного; таким образом эффективность сбора материала составляет 87%. Собранный повторно магнетит разбрасывали в период следующего снегопада (через 6 суток) на этот же участок дороги и собирали по окончании снегопада (через 18 часов после разбрасывания). Было собрано 4,7 кг из 5,2 кг разбросанного материала, т.е. эффективность сбора составляет 90%.

Пример 2. В период обледенения на опытный участок дороги разбрасывали ферромагнитную окалину в количестве 200 г/м², что обеспечивало хороший тормозящий эффект. Через 2 суток после этого дополнительно разбрасывали окалину (200 г/м²). Сбор сыпучего материала с обледеневшего полотна дороги проводили через 2 суток после внесения второй порции окалины. При этом было собрано 3.8 кг окалины. Окончательный сбор сыпучего материала с полотна дороги проводили после таяния льда в результате оттепели (через 5 суток после внесения второй порции окалины). При этом с асфальтового покрытия было собрано 2,9 кг сыпучего материала. Всего было собрано 6,7 кг из 8 кг разбросанной окалины; суммарная эффективность сбора составила 84%.

Пример 3. В период гололеда на опытный участок для удаления ледяного слоя толщиной 1,0-1,5 мм разбрасывали смесь окалины (90%) и хлористого натрия (10%), при этом количество окалины составляло 250 г/м² полотна дороги. После таяния ледяного слоя (через 3 часа после разбрасывания) окалину собирали с полотна дороги. При этом с асфальтового покрытия было собрано 230 г окалины (92% от количества окалины, разбросанной в составе противогололедной смести).

Во всех примерах в собранных ферромагнитных материалах практически отсутствовали посторонние загрязняющие примеси (мусор, частицы льда, снег).

Таким образом, высокая эффективность сбора ферромагнитного материала с целью его повторного использования обеспечивается во всех вариантах уменьшения скользкости дорожных покрытий - из объема снежного покрытия, с обледеневшей поверхности дороги и с твердого дорожного покрытия.

Как следует из вышеуказанного, достижение технического результата - повышение эффективности сбора сыпучего материала с дорожного покрытия - обеспечивается только при строгом выполнении всех существенных признаков заявленного способа уменьшения скользкости дорожных покрытий.

Кроме указанного достигаемого технического результата и преимуществ заявленного способа, следует отметить также дополнительные его достоинства: автоматическая очистка сыпучего материала от мусора в процессе его сбора, возможность использования электромагнитных грузоподъемных механизмов для осуществления погрузочно-разгрузочных операций в период межсезонного хранения материала.

Эффективность сбора ферромагнитного сыпучего материала при промышленном использовании заявленного способа окажется даже выше, чем в приведенных примерах: ведь здесь сказывалось то обстоятельство, что часть материала выносилась колесами автотранспорта за пределы достаточно короткого опытного участка дороги.

Таким образом, приведенные сведения показывают, что при осуществлении заявленного изобретения выполняются следующие условия:

- средства, воплощающие изобретение при его осуществлении, предназначены для использования в промышленности, а именно: в коммунальном хозяйстве для снижения скользкости дорожных покрытий в зимний период;

- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных или других известных до даты подачи заявки средств и методов;

- средства, воплощающие изобретение при его осуществлении, способны обеспечить получение указанного технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условно патентоспособности "промышленная применимость".

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

1. Авторское свидетельство СССР №1087603. МКИ Е 01 С 11/24. Способ предотвращения скользкости дорожных покрытий.

2. Авторское свидетельство СССР №1323636. МКИ Е 01 Н 10/00. Средство для борьбы с гололедом и скользкостью дорожного покрытия.

3. Статья "Использование инертных отходов промышленности при уборке городских дорог в зимнее время" /В.Н. Ануркин, Б.П. Ширшов - "Жилищное и коммунальное хозяйство", - 1991. - №6. - с.41.

4. Борьба с зимней скользкостью на автомобильных дорогах /Г.В. Бялобжевский и др. - М.: Транспорт, 1975.

5. Авторское свидетельство СССР №1439172. МКИ Е 91 Н 10/00. Способ уменьшения скользкости снежных покрытий тротуаров.

6. Авторское свидетельство СССР №1449622. МКИ Е 01 Н 5/12. Способ борьбы с ледяными образованиями на дорогах: прототип.

7. Авторское свидетельство СССР №901383. МКИ Е 01 Н 1/14. Электромагнитный очиститель дорожного покрытия.

8. Авторское свидетельство СССР №1245643. МКИ Е 01 Н 1/14. Устройство для очистки поверхности от магнитосодержащих загрязнений.

1. Способ уменьшения скользкости дорожных покрытий, включающий разбрасывание по покрытию сыпучего материала, его последующий сбор и повторное использование, отличающийся тем, что в качестве сыпучего материла используют материал с ферромагнитными свойствами, а его сбор производят с помощью магнитного, в частности электромагнитного, устройства.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве сыпучего материала с ферромагнитными свойствами используют природный магнитный железняк.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве сыпучего материала с ферромагнитными свойствами используют ферромагнитную окалину металлургических производств.