公路路面融雪化冰技术与发展-2015

热 管 , 经 地 下 换热 器 从 地 下 提取 热 土壤 中的低 位热 能 , 经 热管 提升
面研 究
冰 岛利 用 丰 富 的地 热 水 资
源 , 推 广道 路 融 冰 雪 工 程 应 用 , 全
国和 首 都 雷 克雅 未克 地 区 的利 用 面
积 分别 达 万耐 和 万时 挪威 首
都 奥 斯 陆 粉 即 机 场 安 装 了地 源
些水 进 入 路面 结 构 后 , 会给 高 速 公
、 融化 。
效率 相 对 太 小 、 寿 命 较短 、 加 热温 度 对 沥青 路面 影 响较 大 的问题
咖 、
、
路 带来 各种 水 损害 , 并 且依 然 没 有摆 脱 使 用 融 雪剂 所 带来 的 负面 效 应 另外 , 新型热源 如烧煤或天 加 热燃 烧冰
和 运行 都 有 其 局 限性 。 加 拿 大在 这
方面 走 在 世 界 前 列 , 它地 处北纬 地 区 , 是 交 通 积 雪严 重 的国 家 , 研 究 者 将 信 息 、 电脑 以 及 机 、 电 、 液 一体 化等 高 新 科 技成 果都 应 用 到除冰 雪机 械 上 , 使其 向更加 人 性 化 、 智 能 化 、 高 度 自动 化 的 方
投 资 较 大 , 运 转 和 利用 效 率 较低 。
融 冰 雪 机械 种 类 众 多 , 大 体 上 可 分 为铲 冰 雪机 械 、 吹 雪机 械 以及 兼具 撒 布 融 雪剂 和 铲 雪功 能的 机械 等 ,
死亡 , 草地 受害面积超过 万时 ,
直 接经 济 损 失
人 工 除冰 雪过程
如 图 所示 。 机械铲冰 雪适合于 雪
同时还 会导 致 综 合成 本大 幅 升 高 。Biblioteka 日回娜圃圃坷】 廿刀
spe ci alSt。 二本 刊 特 稿
图
通 过人 工或 机械 撒 布融 雪荆
而 绝 大 多数 的盐 类 融 雪剂 产 品都 存 在腐 蚀 性 , 易腐 蚀 、 破 坏 道 路结 构 和机 动车 辆 , 还 会 对土 壤 、 水体 和 大气 等 造成 污 染 , 破 坏 生态环 境 。
R M 仁
本 刊 特 稿
`, `, 下
公路路 面融雪化冰技术与发展
王选 仓 , 陆 凯诊
长安 大学 公 路 学 院 , 陕 西 西安
的 交通 事 故 与道 路 积 雪有 关 , 严 重
影 晌 了交 通 运输 和 经 济 建 设 。 路 面 冰 雪 问题 已成 为 困扰 各 地 区 交通 管 理 部 门 的重 要 问题 , 因此 , 研 究 开 发科 学 、 有 效 的路 面 除冰 雪技 术 , 具有 非 常重 要 的社 会 、 经 济价 值 。
量 较 大 、 结 冰 之前 的大 面 积 清 除作
近 年 来 国 内外 都 不 断开 发 环保 型 融 雪剂 , 如 美 国和 加 拿 大 的专 家开 发 出 的生 物 降解 型 融 雪剂 , 具 有无 毒 性 和 无腐 蚀 性 的优 点 , 而且 可 以产 生较 好 的 融雪 效 果 。 总 而 言 之 , 这 种 国 内外 都 采 用 的传 统 方 法对 冰 雪 清 除较 彻底 , 但
人工和机械 除雪方 法
人工铲雪 、 清扫积雪等方法 ,
清 除冰 雪 的 效 率 低 下 , 不 利 于 快 速 恢 复 交通 。 而 机 械 除冰 雪 方法 , 速 度 相 对较 快 , 能 完成 的工 程 量 较
大 , 但 易 给路 面 、 机 场道 面 及 桥 面
根据 美 国的 一项 统 计 报告 ,
产 生 的 自应 力 , 使 路 面冰 雪破碎 、 融 化 , 从 而 有效抑 制 路面积 雪和
初 级 阶段 习 。
融冰 雪 范试 验 工 程 , 进 行 了循 环 热 流体 和热 管传 递 等 方式 的融 雪道
土壤源热 管融冰雪技术
土壤 源热 管 融 冰 雪 技 术 是在 路 桥 面 内埋 置 热 管 , 利 用 土壤 源
内的极 端 灾 害 天 气越 来 越 频 繁 。 这
给 中 国 的运 输和 能 源 网络 带 来 了巨 大 的压 力 , 不 断考 验 着 交 通 运 输 的 安 全 性 。 中国 东北 、 华 北 和 西北 的
雪后 立 即对 主 干道 公 路 、 城 市 道路 进 行 清扫 或 洒 融 雪剂 , 靠 被 动 除 雪 化冰 来 减 少 不利 影 响 。 人 工 机械 除 雪 费 时费 力 , 而 使 用 工业 盐 水和 融 雪 剂 会破 坏道 路 、 污 染环 境 , 并 具 有 反 结冰 现 象 。 据 统计 , 巧 左右
境 温度 下 降 , 被 融 化 的积 雪会 再 冻
结 成 冰 , 如 果 降 雪 量 过 大 , 融 雪剂
自身 很难 快 速 溶 解 、 融化 , 反 而 会
使 路 面 更滑 , 交 通 安 全更 加 堪 忧 ,
大 部 分地 区属 于冬 季 积 雪地 带 , 有
些 地 区积 雪期 长 达 一 个 月 。
砂石材料
渣 和 砂盐 混合 料 等
, 能 提 高冰 雪
另一
图
路 面 的摩 擦 系数 。 一 方面 , 砂 石能 使 冰 雪层 的冻 结 强度 不均 匀
平地机 梯次 清雪
人工 和机 械 除雪
兼具 自动撒 布 融雪剂 和铲 雪功 能 的除 雪车
方面 , 砂 石在 冰 雪 层 的运 动 使得 雪
R M 仁
业
本 刊 特 稿
', ` 。
机 械 吹 雪适 用 于 未经 碾 压且 厚
度 较 薄 的路 面 积 雪 , 通 常只 适 用于
机 场 、 高速 公 路 等 便 于 管 理 的较 小 范 围除雪 。
对 于 公 路 交通 而 言 , 在特 殊 路 段 如桥 梁 、 匝道 、 长 大 纵 坡 、 山 , 大 型 除 雪机 械 的 操作 地 区域 等
年初 全 国范 围 内的 特 大 降雪 , 给 中
国特 别 是 南 方地 区 带来 巨大 灾害 , 造成 的直 接经 济 损 失达 乙元 。 世 界 各 国 目前 在 清 除道 路 冰 雪 时 , 大 多是 根据 天气 预 报提 早 准 备
扫 雪 设 备和 工 业盐 水 或 融 雪剂 , 下
过 程 如 图 所 示 。 国 内外 常 用 的 融 冰 雪剂 主要 有 盐 类和 醇 类 。 在 一定 的环境 条件 下 , 撒 布 融 雪剂 可 以有 效 清 除道 路 冰 雪 , 改 善道 路 安 全状 况 , 提 高道 路运 输 效 率 。 但 是 , 融 雪 剂 的除冰 雪效 果 受环 境 温度 的影 响较 大 , 并 有反 结 冰 现 象 。 一 旦 环
道路 用发 热 电缆的铺 装及 融 雪效果
曰 画易濒夔回
'
。 二本 刊 特 稿
是 通 过 在 路 面 铺 装材 料 内添 加 一 定
量 的 弹 性 颗 粒 材料 , 改 变路 面 与 轮 胎 的 接 触 状 态 和路 面 的变形 特 性 , 利 用 弹性 材 料局部 变形能 力较 强 的特 性 , 通 过 路面 在 外 荷载 作 用 下
装 了地 源少 烈捧地 面 融冰 雪 系统等 。
在 国 际上 , 尽 管 蓄 能 式融 雪 冰 技 术 得到 一 定 的发 展 , 但 是
能 力 , 提 高道 路 安 全性 能 和 运输 效 率 , 而且 为废 旧弹 性材 料 的回 收利 用 提供 了新 途 径 , 利于 保 护环 境 、
节 省 资源 。 橡 胶 颗 粒沥 青 路 面及 其
热 管空调 系统 和 停 机 坪 热 循环 流 体 融冰 雪 系统 波兰 机场安
结 冰 。 常 用 的 弹 性 材 料 多 为 由废
旧轮 胎 加 工 而成 的橡胶 颗 粒 。 该 技 术 不 但 可 以 有效 提 高 路面 的除冰 雪
后 , 通过 水 泵 把温 度 较 高 的流 体 输
送 到路 桥 面 内 的排 管 循环 换 热 系统 , 从 而 达 到 路 面 融 冰 雪 的 目 的 , 具 体如 图 所 示 。
常用 融 雪化 冰 技 术 和 方法
, 融雪剂
通 过在 路 面 上 撒 布 化 学 药 剂 来 降低 冰 雪融 点 , 使 冰 雪 融 化 , 进 而 清 除积 雪和 积 冰 的方 法 , 是 目前较
常用 的 一种 路 面 除冰 雪 方 法 , 具体
引言
公路 与桥 梁 是 交 通 运输 设施 的
重要 组成 部 分 , 对 于 社 会 与 经济 发 展 起着 至 关重 要 的作 用 。 进 入 世 纪 , 全球 气 候 逐 渐 变 暖 , 世 界 范 围
在每 年使用 亿 美元 的损 失 , 亿一 一 死。 而使 万 融 雪 剂 的情 况 亿一 下 , 会 对 道路 、 车 辆 造成
等 带 来 “硬 伤 ” , 对 交通 设 施造 成 潜 在 的破 坏 。 此 外 , 机 械 设 备 初期
对停 车场 造成
亿 美 元 的损 失 , 导 致 的 植 物 出现 病 变 甚 至 枯 年 , 北 京 曾 因使 用 融 雪剂 多棵 大树 和 万 多 株 灌 木 多万 元 。 因此 ,
美 国 、 日本 及 北 欧 一 些 国 家在
道 路热 源 融 冰 雪技 术 领 域 开展 过 多 项 研 究和 工 程 实践 。 如 美 国芝 加 哥
' 出℃国际 机 场滑 行 跑道 口 胃 心沈
在 应 用 示 范和 基 础 研 究 两 方面 的发 展 不够 平衡 。 先 期 应 用 的 重点 主 要 在 示 范 试验 应 用 , 尝 试感 性 认 识 及
新型 融 雪 化冰 技 术 和 方 法
, 自应 力 弹 性 路面 铺 装 技 术
自应 力 弹 性 路 面 铺 装 技 术 主要
雪所 需功 率 太 大
耗能大
气 、 电等 产 生 的热 量使 冰 雪融 化 的 方法 , 如 喷 洒 热 水 法 、 喷洒 融 雪 剂 法 、 相片 戒融化 法 等 , 如 图 所 示 。 此 类 方法 虽然 融 雪化 冰 效 果 较 好 , 但往 往 会 产 生 大量 的融 雪液体 融 雪 剂溶 液 以及 融 化 雪水 , 这