Факторы, влияющие на равномерность распределения противогололёдных материалов по покрытию: обзор исследований

К. П. Мандровский
Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), Москва

Я. С. Садовникова
ООО «Эксперт-Центр», Москва


Аннотация


Статья посвящена проблеме обеспечения равномерности распределения частиц твёрдого противогололёдного материала по дорожным покрытиям. Под равномерностью распределения частиц твёрдых противогололёдных материалов понимается характер взаимного расположения частиц материала на поверхности покрытия. Вопрос о равномерности распределения остаётся актуальным в сфере мероприятий по зимнему содержанию дорог, поскольку равномерность является составляющей понятия качества противогололёдной обработки. Главная задача данной статьи состоит в систематизации научных и производственных данных, накопленных исследователями в ходе решения проблемы обеспечения качества распределения ПГМ, в частности такого её показателя, как равномерность распределения частиц.
Указанная задача будет решена методом анализа и оценки научных работ, посвящённых процессам распределения твёрдых частиц по покрытиям. На основе анализа накопленных научных исследований показано, что можно выделить несколько факторов, определяющих показатели равномерности, такие как конструктивные особенности распределительного оборудования, внешние условия, физико-химические свойства материала, способ подачи материала на распределительный диск. Вопрос совершенствования конструкции распределителей отличается высокой степенью проработанности научной проблемы. Анализ работ показал, что изучено влияние на равномерность распределения таких особенностей конструкции, как форма сечения и размеры высевной щели, расположенной на дне бункера, форма поперечного сечения лопаток, диаметр и угол наклона распределительного диска. Выявленный характер влияния физико-химических свойств материалов на равномерность распределения в основном базируется на результатах исследований работы сельскохозяйственных машин. Авторами предложена альтернатива повсеместно используемому традиционному несимметричному методу
подачи материала на диск – симметричный способ подачи, позволяющий повысить равномерность распределения частиц противогололёдного материала при обработке ограниченных городских территорий.

Ключевые слова


противогололёдный материал (ПГМ); равномерность распределения, распределительный диск, полоса обработки, зона подачи, лопатка диска

Полный текст:

PDF

Литература


A comparison study of performance and environmental impacts of chloride-based deicers and eco-label certified deicers in South Korea / B.D. Lee, Y.S. Choi, Y.G. Kim, I.S. Kim, E.I. Yang // Cold Regions Science and Technology. 2017. Vol. 143. P. 43–51. DOI: 10.1016/j.coldregions.2017.08.010

Садовникова Я.С., Павлов С.А., Погонина А.М. Обзор бортовых электронных систем управления процессом распределения противогололедных реагентов различных видов // Грузовик. 2019. № 9. С. 9–17.

Оборудование: Распределители. URL: https://www.clearroads.org/equipment-spreaders/. (дата

обращения 14.06.2025 г.).

Tommy E. Nantung Evaluation of Zero Velocity Deicer Spreader and Salt Spreader Protocol // FHWA/IN/JTRP-2000/24. Final Report / Indiana Department of Transportation Joint Transportation

Research Program, 2001. 83 p.

Patterson D.E., Reece A.R. The theory of the centrifugal distributor. I: Motion on the disc; nearcentre feed // J. Agri. Eng. Research. 1962. No. 7 (3). P. 232–240.

Василенко П.М. Теория движения частицы по шероховатым поверхностям сельскохозяйственных машин. Киев: Изд-во Укр. акад. с.-х. наук, 1960. 283 с.

Садов В.В., Сорокин С.А. Исследование траектории движения зернового материала при сходе с лопаток различной кривизны // Вестник АГАУ. 2019. №7 (177). С. 152–158.

On the use of optimization methods for the minimization of fertilizer application error with centrifugal spreaders / T. Virin, J. Koko, E. Piron, P. Martinet // In Proceedings of the Third International

Confe ence on Info matics in Cont ol. Automation an obotics ( etúbal, Po tugal, August 1–5, 2006).

Р. 124–129. DOI: 10.5220/0001212501240129.

Experimental research into uniformity in spreading mineral fertilizers with fertilizer spreader disc with tilted axis / V. Bulgakov, O. Adamchuk, S. Pascuzzi, F. Santoro, J. Olt // Agronomy Research.

Vol. 19, no. 1. P. 28–41. DOI: 10.15159/AR.21.025.

Calibration of a spinning disc spreader simulation model for accurate site-specific fertiliser application / E. Dintwa, E. Tijskens, R. Olieslagers, J. De Baerdemaeker, H. Ramon // Biosystems Engineering. 2004. Vol. 88, Issue 1. P. 49–62. DOI: 10.1016/j.biosystemseng.2004.01.001.

Yildirim Y. Effect of vane number on distribution uniformity in single-disc rotary fertilizer spreaders // Applied Engineering in Agriculture. 2006. Vol. 22, no. 5. P. 659–663. DOI: 10.13031/

21998.

Yildirim Y., Kara M. Effect of vane height on distribution uniformity in rotary fertilizer spreaders with different flow rates // Applied Engineering in Agriculture. 2003. Vol. 19, no. 1. P. 19–23. DOI:

13031/2013.12730.

Effect of vane shape on fertilizer distribution for a dual-disc spinner spreader / J.P. Fulton, R.K. Thaper, S.S. Virk, T. McDonald, O. Fasina // Applied Engineering in Agriculture. 2020. Vol. 36,

no. 5. P. 743–751. DOI: 10.13031/aea.13634.

Parish R. L. Effect of impeller angle on pattern uniformity //Applied Engineering in Agriculture. 2003. Vol. 19, no. 5. P. 531–533. DOI: 10.13031/2013.15311.

Effects of number of vanes, vane angle and disc peripheral speed on the distribution uniformity of twin- isc g anula fe tilize b oa caste / F. Köme çi, C. Köme çi, D. Doğu, E. Ay as // Heliyon. 2024. Vol. 10, Issue 18. e37922. DOI: 10.1016/j.heliyon.2024.e37922. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405844024139539. (дата обращения 04.07.2025 г.).

Бурдин А.А., Сахапов Р.Л., Земдиханов М.М. Исследование влияния формы поперечного сечения лопаток и диаметра разбрасывающего диска на равномерность рассеивания противогололедных материалов по поверхности дорожного покрытия // Техника и технология транспорта.

№. 1 (10). С. 2. U L: http://transport-kgasu.ru/files/N10-02MSM119.pdf. (дата обращения 10.11.2025).

Пенчук В.А., Клен А.Н., Диденко А.В. Влияние условий эксплуатации пескоразбрасывателя на процессы распределения противогололедных материалов // Теорія і практика будівництва. 2013. № 11. С. 52–54.

Земдиханов М.М., Габдуллин Т.Р. Обоснование схемы и параметров центробежного разбрасывателя песка и реагентов // Известия Казанского государственного архитектурностроительного университета. 2014. № 4 (30). С. 484–489.

Mathematical modelling and designing of a universal conical spreader for granular material / S. Nukeshev, D. Eskhozhin, I. Mamyrbayeva et al. // Acta Technologica Agriculturae. 2023. Vol. 26,

no. 3. P. 152–158. DOI: 10.2478/ata-2023-0020.

Giletta E. Spread unit for spreading granular materal. Patent US, US 2014/0246523 A1, 2014.

URL: https://patents.google.com/patent/US20140246523A1/en. (дата обращения 11.07.2025).

Scheufler B. Verfahren und vorrichtung zur ermittlung e fü eine gewünschte st eub eite un st eumenge benötigten einstellwe te eines ünge st eue s fü eine ünge so te. Patent European Patent

Office, EP 0 567 495 B2, 1995. URL: https://patents.google.com/patent/EP0567495B2/de. (дата обращения 12.06.2025 г.).

Piron E., Le T.-T., Miclet D., Villette . P océ é e églage ’un épan eu cent ifuge e pa ticules et épan eu cent ifuge e pa ticules. Patent France, № 3 109 054, 2020. URL:

https://patentimages.storage.googleapis.com/7e/4e/3a/3a564cd428431d/FR3109054A1.pdf. (дата обращения 12.06.2025 г.).

Мандровский К.П., Садовникова Я.С. Способ контроля и обеспечения качества противогололёдной обработки поверхности дорожного покрытия и тротуара машиной с дисковым распределителем. Патент РФ, № 2021112223, 2022.

Daniel B. Chebot, Wilderich A. White, Steven A. Velinsky Improved Deicing Methods for Snow and Ice Removal: Evaluation of the Epoke Sander/Spreader for Caltrans Operations // Final Report. 2015. 74 p.

Конгар-Оол В.В. Разработка многофункциональной транспортно-технологической машины для разбрасывания песчано-солевой смеси // Вестник Тувинского государственного университета. Технические и физико-математические науки. 2019. № 3 (50). С. 36–40. DOI: 10.24411/2077-

-2019-10011.

Analysis of the parameters of technological material sprinkling devices of special road vehicles (δ const): MAN CLA 18.280 4x2 BB C 45 / . Tu ibe ov, U. Isoxanov, . he matov, Е. Аb usаmаtоv // E3 Web of Confe ences (15 July 2024). 2024. Vol. 549. P. 02016. DOI:

1051/e3sconf/202454902016. URL: https://www.e3s-conferences.org/articles/e3sconf/abs/2024/79/

e3sconf_transsiberia2024_02016/e3sconf_transsiberia2024_02016.html. (дата обращения 01.12.2025).

The method of calculating the parameters of the materials delivery mechanism of the technological materials distributor / S. Turdibekov, R. Xamraqulov, N. Negmatov, Z. Raximbayev // International Scientific Forestry Forum 2024: Forest Ecosystems as Global Resource of the Biosphere: Calls, Threats,

Solutions (Forestry Forum 2024). BIO Web of Conferences. 2024. Vol. 145. P. 03025. DOI:

1051/bioconf/202414503025. URL: https://www.bio-conferences.org/articles/bioconf/abs/2024/64/bioconf_ForestryForum2024_03025/bioconf_ForestryForum2024_03025.html. (дата обращения 10.11.2025).

A method of experimental study of the operation of technological material distributors / U. Isokhanov, S. Turdibekov, A. Aliyev, O. Karimov // E3S Web of Conferences. 2024. Vol. 587.

P. 03013. DOI: 10.1051/e3sconf/202458703013 URL: https://www.researchgate.net/publication/

_A_method_of_experimental_study_of_the_operation_of_technological_material_distributors. (дата обращения 30.11.2025)

Study of fertilizer spreader centrifugal type under field conditions / A.S. Kobets, N.A. Ponomarenko, O.M. Kobets et al. // INMATEH-Agricultural Engineering. 2019. Vol. 57, no. 1. P. 161–168.

Determining the effect of wind on the ballistic flight of fertiliser particles / S.R. Cool, J.G. Pieters, J. Van Acker et al. // Biosystems Engneering. 2016. Vol. 151. P. 425–434. DOI:

1016/j.biosystemseng.2016.10.011.

An investigation into the fertilizerparticle dynamics off-the-disc / D.L. Antille, L. Gallar, P.C. Miller, R.J. Godwin //Applied Engineering in Agriculture. 2015. Vol. 31(1). P. 49–60. DOI:10.13031/aea.31.10729.

Ловейкін В. С., Човнюк Ю. В., Дитюк А. І. Модель розсіювання гранул мінеральних добрив після сходження з диска відцентрового розкидача при дії вітру // Вісник ХНТУСГ:

Механізація сільськогосподарського виробництва. Харьков: ХНТУСГ, 2012. Вип. 124. Т. 1. С. 27–35.

Structure Optimization and Performance Simulation of a Double-Disc Fertilizer Spreader Based on EDEM-CFD / M. Ou, G. Wang, Y. Lu et al. // Agronomy. 2025. Vol. 15, Issue 5. P. 1025. DOI:

3390/agronomy15051025.

Портаков А.Б. Влияние физико-механических свойств удобрений на равномерность их распределения центробежным дисковым аппаратом // Вестник аграрной науки Дона. 2009.

Вып. 4. С. 83–88.

Simulation of rotary spreader / Morsy A. Hatem, Z.I. Ismail, A.E. Abou Elmagd et al. // Thesis submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Doctor of Philosophy In Agricultural Sciences (Agricultural Engineering). Egypt, Mansoura University, Department of Agricultural Engineering-Faculty of Agriculture, 2013.128 p.

Granular fertiliser particle dynamics on and off a spinner spreader / A. Aphale, N. Bolander, J. Park et al. // Biosystems Engineering. 2003. Vol. 85, no. 3. P. 319–329. DOI: 10.1016/S1537-

(03)00062-X.

Simulation-based study of the influence of particle physical properties on fertilizer spreading ability / T.-T. Le, E. Piron, D. Miclet, S. Villette // Computers and Electronics in Agriculture. 2025.

Vol. 229. Р. 109753. DOI: 10.1016/j.compag.2024.109753.

Yule I. The effect of fertilizer particle size on spread distribution // Adding to the Knowledge

Base for the Nutrient Manager. 2011. P. 1–9.

Бобков А.В., Кочетков А.В., Аржанухина С.П. Влияние теплофизических характеристик

противогололедных материалов на разрушение снежно-ледяных образований на автомобильных

дорогах // Дороги и мосты. 2017. № 1 (37). С. 11.

Меренцова Г.С., Строганов Е.В. Физико-химические факторы, влияющие на улучшение

технологических и экологических свойств пескосоляных смесей // Вестник ТГАСУ. 2009. № 1.

C. 110–116.

Simulation and optimization of road deicing salt usage based on Water-Ice-Salt Model /

H.-C. Dan, J.-W. Tan, Y.-F. Du, J.-M. Cai // Cold Regions Science and Technology. 2020. Vol. 169.

P. 102917. DOI: 10.1016/j.coldregions.2019.102917.

Side-by-side field comparison of snow and ice control chemicals for anti-icing applications /

K.A. Rainwater, W.D. Lawson, J.G. Surles et al. // Cold Regions Science and Technology. 2021.

Vol. 184. P. 103230. DOI: 10.1016/j.coldregions.2021.103230.

Gindert-Kele Á., Ancza E., Hagymási Z. Cent ifugal Disc p ea ing Quality as a Function of

Feeding Position: Simulations and Experiments // Bulletin UASMV Agriculture. 2009. Vol. 66 (1).

P. 339–343.

варц А.А., Коротков И.В. Обоснование положения пятна подачи удобрений на разбрасывающую тарелку с радиальным расположением лопастей // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2022. № 1 (93). DOI: 10.37670/2073-0853-2022-93-1-107-112.

Портаков А.Б. Влияние формы зоны подачи на равномерность распределения смеси минеральных удобрений центробежным дисковым аппаратом // Вестник аграрной науки Дона. 2010.

№ 4. С. 31–35.

Parish R.L. Effect of an adjustable drop point on turf fertilizer spreader patterns // Applied Engineering in Agriculture. 1991. Vol. 7, no. 1. P. 5–9.

Experimental Study of Disc Fertilizer Spreader Performance / А. Przywara, F. Santoro, A. Kraszkiewicz et al. // Agriculture. 2020. Vol. 10(10). P. 467. DOI: 10.3390/agriculture10100467.

Садовникова Я.С., Мандровский К.П. Дисковый распределитель противогололёдных материалов с симметричным способом подачи: актуальность и обоснование эффективности // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета

(МАДИ). 2021. № 4 (67). С. 41–47.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.