Содержание и ремонт

2.4. Расчет объема снегоприноса к участкам дороги 
 
Количество снега, приносимого к дороге за зиму в результате дей-
ствия метелей, называется объемом снегоприноса. Снегопринос представ-
ляет собой только часть объема от общего снегопереноса, поэтому между 
снегоприносом Q
п
и снегопереносом Q
пер
существует зависимость 
Q
п
= Q
пер
sin α, (1) 
где α – угол между метелевым ветром и дорогой. 
Электронный архив УГЛТУ

---

39
Если ветер дует параллельно дороге, то снегоприноса к ней не будет, 
хотя в поле наблюдается перенос снега. Кроме того, еще происходят поте-
ри снега по длине зоны снегопереноса. 
Первые работы в области изучения переноса снега были выполнены 
на основе законов термодинамики Н.Е. Жуковским, а математическое 
обоснование − С.А. Чаплыгиным. Дальнейшие исследования проводили 
А.К. Дюнин, Д.М. Мельник, А.А. Комаров, Г.В. Бялобжеский [6] и многие 
другие. В результате были установлены законы переноса снега и предло-
жены формулы для расчета снегоотложений у препятствий. 
Общая масса снега, которая переносится в единицу времени через
1 м фронта метелевого потока, называется полным расходом. 
Полный расход измеряется в г/(м·с). Его можно определить с неко-
торым приближением по формуле, предложенной Д.М. Мельником: 
q = сV
3
в
, (2) 
где q – полный расход ветроснегового потока, г/(м·с); 
с – коэффициент пропорциональности; 
V
в
– скорость ветра по флюгеру метеостанции, м/с. 
Для определения объема снегоприноса воспользуемся способом рас-
ходов, который разработал Д.М. Мельник. Сущность способа заключается 
в том, что суммарное количество снега, принесенное к одной стороне до-
роги в течение зимы Q
п
, равно объему снега, принесенного всеми метеля-
ми за зиму, дувшими с этой стороны дороги. В свою очередь, в образова-
нии объема снега, принесенного к дороге за одну метель, принимают уча-
стие все ветры, дующие по направлению к дороге в течение действия ме-
тели. С учетом сказанного снегопринос к одной стороне дороги за зиму 
может быть вычислен по следующей формуле:
Q
п
= 
,
qt
sin
10
9
,
2
n
1
4





(3) 
где Q
п
– объем снегоприноса за зиму к одной стороне дороги, м
3
/м ; 
α – угол (углы) между направлением метелевого ветра и дорогой (сне-
гозащитными сооружениями) во время метелей, град;
q – полный расход ветроснегового потока, г/(м·с); 
t – продолжительность метелей, ч, с расходом q; 
n – число снежных метелей за зиму (количество дней, в течение кото-
рых дует ветер) при различном расходе q; 
γ – плотность снега в отложениях у дороги, г/м
3
. 
Электронный архив УГЛТУ

---

40
Плотность свежего принесенного к дороге снега может быть принята 
γ = 250000 г/м
3
, тогда левая часть формулы (3) примет вид 
,
12
,
0
250000
10
9
,
2
8
10
9
,
2
4
4




тогда 
Q
п
= 0,12sinα

n
1
qt
. (4) 
Полный расход ветроснегового потока можно найти по формуле (2), 
где величина коэффициента пропорциональности с = 0,0215 (по исследо-
ваниям Д.М. Мельника), тогда
q = 0,0215 V
3
в
. (5) 
Эта формула дает хорошие результаты при скорости ветра V
в
от 8 до 
20 м/с. С учетом полученного значения q формула (4) запишется в следу-
ющем виде: 
Q
п
= 0,12sinα
t
V
0215
,
0
n
1
3
в

. (6) 
В этом виде формула более удобна для расчетов. 
Господствующие ветры по отношению к дороге определяются по ро-
зе ветров и направлениям участков дороги (румбам). Для этого через центр 
розы ветров проводятся под заданным румбом направления участков доро-
ги. Румбы участков берутся по карте или на продольном профиле. Затем 
находятся углы дующих ветров к дороге справа и слева от нее (рис. 3). На 
рисунке участок дороги имеет румб СЗ 60
0
. Северо-западный ветер дует по 
отношению к этому участку дороги под углом α
сз
= α
д
-α
1
. Северо-
восточный ветер направлен к дороге под углом α
св
= α
2
-α
3
. Аналогично вы-
числяются углы, под которыми направлены другие ветры справа и слева по 
отношению к дороге. 
По исследованиям Г.В. Бялобжеского, опасность заноса дороги
отсутствует, если ветер дует под углом меньше 20−30 
0
. С учетом этого 
ветры, направленные к дороге под углом меньше 30 
0
, можно не принимать 
во внимание. 
Для всех ветров, дующих под одним румбом, принимается один 
угол α, средний для данного румба. На метеостанции берут данные по 
ветровому режиму за последние 10 или больше лет и затем по формуле (3) 
определяют объем снегоприноса Q
п
за каждый год. 
Электронный архив УГЛТУ

---

41
 
 
 
Рис. 3. Определение углов дующих ветров по направлению к дороге:
АБ – направление участка дороги; α
д
– румб дороги (С 360
0
);
α
1
– румб дующего с северо-запада ветра;
α
сз
– угол, под которым дует на дорогу северо-западный ветер;
α
3
– румб дующего с северо-востока ветра;
α
2
– угол между севером и направлением дороги 
Затем из полученных значений Q
п
составляют статистический ряд 
Q
п
1
= Q
са
+ σt, (7) 
где Q
са
– среднеарифметическое значение снегоприноса к данной стороне 
дороги за 9–15 лет, м
3
/м; 
σ – среднее квадратичное отклонение Q
са
за N лет: 
σ = 



N
1
i
2
ci
ca
N
/
)
Q
Q
(
. (8) 
Здесь t – коэффициент, равный 1,5 для дорог II–IV категорий, и рав-
ный 2 для дорог I категории, т.е. соответственно учитывается 90 %-ная и 
95 %-ная обеспеченность. 
При определении углов дующих ветров по направлению к дороге 
был использован способ вычисления по восьми румбам (см. рис. 3).
Для получения еще более точных результатов можно, по предложению 
Д.М. Мельника, считать суммарный принос снега по 16 румбам (рис. 4). 
Электронный архив УГЛТУ

---

42
Рис. 4. Схема 16 румбов для определения углов дующих ветров к дороге 
Методика расчета углов дующих ветров по направлению к дороге по 
16 румбам аналогична методике расчета углов по 8 румбам. Только вычис-
лений делается в два раза больше, и за счет этого точность получается вы-
ше.