国内路面融雪化冰措施的研究综述
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优缺 点。
【 关键词 】 道路；融雪；化冰 中圈分类号 ：Ｕ ４ １ ６ 文献识别号 ：Ａ 文章编号 ：２ ３ ０ ６ － １ ４ ９ ９（ ２ ０ １ ３ ）２ １ — ０ １ ４ １ － ２ 在 我 国寒冷 的北方和世 界上许 多高纬度高 海拔地 区，冬季常常有 大 量 积雪 ，当出现持续低温 时 ，积雪 很难融化 ，甚至 出现冰 雪 固结 一体， 清 除起来十 分困难 ，更 严重 的是 ，厚厚的积雪 和光滑 的路面 ，引起 交通 阻塞 ，高速公路 停运 ，机场 关闭等严重 后果 ，因积雪引起 的 问题不仅给 当地 人 民带来 了 困难 ，而 且阻碍 了经 济的发展 ，影响 了人 民生活和 国民 经 济的正常运 行。所 以采用 现代化 的除雪手段 ，迅速有效地 清除道路积 雪 ，已成为公 路管理部 门的迫切任 务，也是冬季 养护作业 的一项重要 内 容 。一直 以来 ，人们都在研 究各种有 效的融冰 化雪方法。 １ ． 融■化冰国 内研究现状 １ ９ ９ ７ 年 ，吉林工业大学 的高一平提 出了利用热管 收集 太阳能进行冬 季融 雪，并给 出了一些简单 的融雪计算 参数，但 并没有深入 去探 讨这个 问题 。此 后，该校不 断在地 能利用、地下 传热方面 以及地下 蓄能及融雪 （ 冰 ）技术 领域开展研 究和探索工作 ２ ０ ０ １年，武汉理 工大学唐祖全 ，李 卓球 等人对导 电混凝土 融雪化冰技术进 行 了研 究，分析 了导 电混凝土 融 雪化冰机理 、电热层布置 、热功率 以及数值建模等技 术问题 。 １ ９ ９ ８年哈 尔滨建筑大学 的李仁福等进 行过一次导 电混 凝土室 内采 暖 地面 的尝试 ［ １ ２ ］ ：在普通 的混凝土 中掺 入 ２ ５ ％导 电性 能 良好的石墨 ，做 成导 电性能 良好 的导 电混凝 土，用于地 面的采暖 。他们的具 体做法是 ： 首先将 原水泥地面清 理干净 ，铺两层塑料 薄膜 ，在塑 料薄膜上铺 设一层 厚０ ． ５ ｃ ｍ的导电混凝土 层，然后在 导 电混 凝土层 上再铺设 ｌ ｃ ｍ厚的防水 砂浆 。所 通 电压 为 ２ ２ ０ Ｖ ，根据跨 步的距 离而推 断出跨步 电压小于 ３ ７ Ｖ 。 但 作者对其 长期性 能和功率 的变化 以及对 大面积地 面如何进行 电极布置 与设计等都没有进行详细研究 。 ２ ０ ０ ６年 ，哈尔滨 工业大学针对 有限单元法对 桥面融雪 的稳态 工况进 行二维数 值模拟 ，分 析结果表 明桥面热流 密度和温度 均呈非 线性分布 。 而 对于环境 条件和预 热时间等对 于融雪化 冰的影 响研 究较少 。天津 大学 赵 军等人提 出 了以太 阳能与浅 层地热能互 补，并结合热 栗技术 的道路融 雪系统 ，掌握道路融 雪过程基本规 律，建立 了基于分形 理论 的新 雪随机 生 长模 型 。 综上所述 ，国内融雪化 冰路面技 术的研 究也 已经逐 步得到重视 ，并 有 了 个 良好 的 开 始 。 ２ ． 融■化冰 方法 ２ １ 机 械 方法 此 方法通常 由人工或机 械车辆通 过铲 、推 的方式来 完成 。人工 方法 原 始、简单 、方 便，而 除雪 机械主要 包括除雪机 和除冰 机，除雪机 中又 包 括旋转式 除雪机和犁 式除雪机等 。总的来说 ，采用机械式 方法来 除雪 和冰 需要大量 的人力 、物 力和装备 ，且属于被动 式滞后操 作，需要一 定 的 时 间才 能使 交 通 恢 复 正 常 。 ２ ． ２化 学 方法 通 常 称 作 为 融 雪 剂 或 除冰 盐 ， 道路防冻剂 ， 主要用于冬季机场、 公路、 广场 、停 车场 、铁 路、城市街 道等起 到融冰化雪 及防冻作用 ，其成分 以 氯化钠 、氯化钙 、氯化镁等盐类 为主： 在冰雪 的表面撒布化 学融雪 剂时， 产 生 以下两 种作用 ：其 一，化 学融 雪剂 （ 溶质 ）溶解 于冰雪 （ 溶剂 ）中 形成 的溶液 ，通 常具有较纯 水低的冰 冻点 ） 这就 是众 所周知 的冰点 降低 现象 。其 二 ，利用 融雪剂溶解 于冰雪 中时放热 的特 性，使冰 雪温度升高 而融 化；化学融 雪剂取决于溶 质在溶 液中的综合 效果，冰 点降低的值大 道，将导 电装置或者加 热管道 中的热 量通过热传 导传至路面 来进行融 雪 化冰 。可 以利用 的能量 主要有工业 电能、太 阳能和地热等 多种能源 。对 于流体加热方法 ， 可采用锅炉或热菜机组等方式 ， 热源主要有燃煤、 燃油 、 天然气 以及 可再生 能源 等。该项技术 不仅可 以提 高能源利用率 ，而且清 洁环保，适 合于公路的长 大纵坡 等局部路段、机场 以及桥面 的融冰化雪 。 具体有以下多种方式： （ １ ）地热管法 该方法是通过管道将地热传 到地表 面来 融雪化冰，此方法在 ７ Ｏ年代 初就开始进 行试验 了，此 方法 的缺 点是安装和建造 加热管道 比较复杂 ， 而且受地域因素影响。 （ ２ ）红外 加 热 灯 法 即使用红外 灯加热 ，此 方法在美 国 Ｄ ｅ ｖ ｅ ｒ的一次试验 中证 明是 不可 取的，因为其容易受外部环 境影响且升温 缓慢 。 （ ３ ）电 热 丝 法 是在路面材料 中加入 电热 丝并对其加 热 ，具有很好 的加热效 果，但 是通过研究 发现 ，车流产 生的震动会把 电热丝从路 面拔 出， 因此该 方法 有其 弊端，不适于使用。 （ ４ ）太 阳能蓄热法 以某种方法在 夏季将太 阳能产生 的热 量储存起来 ，在 冬季里利用 所 存 的热量对路面 进行融雪 化冰，这种方法 可 以实现夏季 太阳能集热 的季 节性蓄能 ，促进 可再生 能源的利用 ；此外，通过夏 季降低路面温 度 ！ 冬
2306149920132101412在我国寒冷的北方和世界上许多高纬度高海拔地区冬季常常有大量积雪当出现持续低温时积雪很难融化甚至出现冰雪固结一体清除起来十分困难更严重的是厚厚的积雪引起的问题不仅给当地人民带来了困难而且阻碍了经济的发展影响了人民生活和国民经济的正常运行
国内路面融雷化冰措施的研究综述
杨诗格 ９ ４ ９ ６ ８ 部队 江苏 南京 ２ ａ １ １ ０ ０
【 摘要 Ｊ 道路积 雪或结冰对 交通运输 的影响是显 而易见的。一方 面，道路积 雪或结冰造成 高速公路 全线封 闭或 飞机 场关闭，给 国民济和人 民生 活 造 成较 大的影响；另一方面 ，道路积 雪或结冰也是 交通 安全的重要隐患。 因此 ，在一些重要的场合如 大桥桥面 、人行天桥 、机场跑道等进行 融雪化冰 具有 非常重要的现 实意义。一直 以来 ，人们都在研 究各种 有效的融冰化雪方法 ，本文对 国内路面融 雪化冰 的方法和应用进行 了综述 ，并总结 了各 自的
【 关键词 】 道路；融雪；化冰 中圈分类号 ：Ｕ ４ １ ６ 文献识别号 ：Ａ 文章编号 ：２ ３ ０ ６ － １ ４ ９ ９（ ２ ０ １ ３ ）２ １ — ０ １ ４ １ － ２ 在 我 国寒冷 的北方和世 界上许 多高纬度高 海拔地 区，冬季常常有 大 量 积雪 ，当出现持续低温 时 ，积雪 很难融化 ，甚至 出现冰 雪 固结 一体， 清 除起来十 分困难 ，更 严重 的是 ，厚厚的积雪 和光滑 的路面 ，引起 交通 阻塞 ，高速公路 停运 ，机场 关闭等严重 后果 ，因积雪引起 的 问题不仅给 当地 人 民带来 了 困难 ，而 且阻碍 了经 济的发展 ，影响 了人 民生活和 国民 经 济的正常运 行。所 以采用 现代化 的除雪手段 ，迅速有效地 清除道路积 雪 ，已成为公 路管理部 门的迫切任 务，也是冬季 养护作业 的一项重要 内 容 。一直 以来 ，人们都在研 究各种有 效的融冰 化雪方法。 １ ． 融■化冰国 内研究现状 １ ９ ９ ７ 年 ，吉林工业大学 的高一平提 出了利用热管 收集 太阳能进行冬 季融 雪，并给 出了一些简单 的融雪计算 参数，但 并没有深入 去探 讨这个 问题 。此 后，该校不 断在地 能利用、地下 传热方面 以及地下 蓄能及融雪 （ 冰 ）技术 领域开展研 究和探索工作 ２ ０ ０ １年，武汉理 工大学唐祖全 ，李 卓球 等人对导 电混凝土 融雪化冰技术进 行 了研 究，分析 了导 电混凝土 融 雪化冰机理 、电热层布置 、热功率 以及数值建模等技 术问题 。 １ ９ ９ ８年哈 尔滨建筑大学 的李仁福等进 行过一次导 电混 凝土室 内采 暖 地面 的尝试 ［ １ ２ ］ ：在普通 的混凝土 中掺 入 ２ ５ ％导 电性 能 良好的石墨 ，做 成导 电性能 良好 的导 电混凝 土，用于地 面的采暖 。他们的具 体做法是 ： 首先将 原水泥地面清 理干净 ，铺两层塑料 薄膜 ，在塑 料薄膜上铺 设一层 厚０ ． ５ ｃ ｍ的导电混凝土 层，然后在 导 电混 凝土层 上再铺设 ｌ ｃ ｍ厚的防水 砂浆 。所 通 电压 为 ２ ２ ０ Ｖ ，根据跨 步的距 离而推 断出跨步 电压小于 ３ ７ Ｖ 。 但 作者对其 长期性 能和功率 的变化 以及对 大面积地 面如何进行 电极布置 与设计等都没有进行详细研究 。 ２ ０ ０ ６年 ，哈尔滨 工业大学针对 有限单元法对 桥面融雪 的稳态 工况进 行二维数 值模拟 ，分 析结果表 明桥面热流 密度和温度 均呈非 线性分布 。 而 对于环境 条件和预 热时间等对 于融雪化 冰的影 响研 究较少 。天津 大学 赵 军等人提 出 了以太 阳能与浅 层地热能互 补，并结合热 栗技术 的道路融 雪系统 ，掌握道路融 雪过程基本规 律，建立 了基于分形 理论 的新 雪随机 生 长模 型 。 综上所述 ，国内融雪化 冰路面技 术的研 究也 已经逐 步得到重视 ，并 有 了 个 良好 的 开 始 。 ２ ． 融■化冰 方法 ２ １ 机 械 方法 此 方法通常 由人工或机 械车辆通 过铲 、推 的方式来 完成 。人工 方法 原 始、简单 、方 便，而 除雪 机械主要 包括除雪机 和除冰 机，除雪机 中又 包 括旋转式 除雪机和犁 式除雪机等 。总的来说 ，采用机械式 方法来 除雪 和冰 需要大量 的人力 、物 力和装备 ，且属于被动 式滞后操 作，需要一 定 的 时 间才 能使 交 通 恢 复 正 常 。 ２ ． ２化 学 方法 通 常 称 作 为 融 雪 剂 或 除冰 盐 ， 道路防冻剂 ， 主要用于冬季机场、 公路、 广场 、停 车场 、铁 路、城市街 道等起 到融冰化雪 及防冻作用 ，其成分 以 氯化钠 、氯化钙 、氯化镁等盐类 为主： 在冰雪 的表面撒布化 学融雪 剂时， 产 生 以下两 种作用 ：其 一，化 学融 雪剂 （ 溶质 ）溶解 于冰雪 （ 溶剂 ）中 形成 的溶液 ，通 常具有较纯 水低的冰 冻点 ） 这就 是众 所周知 的冰点 降低 现象 。其 二 ，利用 融雪剂溶解 于冰雪 中时放热 的特 性，使冰 雪温度升高 而融 化；化学融 雪剂取决于溶 质在溶 液中的综合 效果，冰 点降低的值大 道，将导 电装置或者加 热管道 中的热 量通过热传 导传至路面 来进行融 雪 化冰 。可 以利用 的能量 主要有工业 电能、太 阳能和地热等 多种能源 。对 于流体加热方法 ， 可采用锅炉或热菜机组等方式 ， 热源主要有燃煤、 燃油 、 天然气 以及 可再生 能源 等。该项技术 不仅可 以提 高能源利用率 ，而且清 洁环保，适 合于公路的长 大纵坡 等局部路段、机场 以及桥面 的融冰化雪 。 具体有以下多种方式： （ １ ）地热管法 该方法是通过管道将地热传 到地表 面来 融雪化冰，此方法在 ７ Ｏ年代 初就开始进 行试验 了，此 方法 的缺 点是安装和建造 加热管道 比较复杂 ， 而且受地域因素影响。 （ ２ ）红外 加 热 灯 法 即使用红外 灯加热 ，此 方法在美 国 Ｄ ｅ ｖ ｅ ｒ的一次试验 中证 明是 不可 取的，因为其容易受外部环 境影响且升温 缓慢 。 （ ３ ）电 热 丝 法 是在路面材料 中加入 电热 丝并对其加 热 ，具有很好 的加热效 果，但 是通过研究 发现 ，车流产 生的震动会把 电热丝从路 面拔 出， 因此该 方法 有其 弊端，不适于使用。 （ ４ ）太 阳能蓄热法 以某种方法在 夏季将太 阳能产生 的热 量储存起来 ，在 冬季里利用 所 存 的热量对路面 进行融雪 化冰，这种方法 可 以实现夏季 太阳能集热 的季 节性蓄能 ，促进 可再生 能源的利用 ；此外，通过夏 季降低路面温 度 ！ 冬
2306149920132101412在我国寒冷的北方和世界上许多高纬度高海拔地区冬季常常有大量积雪当出现持续低温时积雪很难融化甚至出现冰雪固结一体清除起来十分困难更严重的是厚厚的积雪引起的问题不仅给当地人民带来了困难而且阻碍了经济的发展影响了人民生活和国民经济的正常运行
国内路面融雷化冰措施的研究综述
杨诗格 ９ ４ ９ ６ ８ 部队 江苏 南京 ２ ａ １ １ ０ ０
【 摘要 Ｊ 道路积 雪或结冰对 交通运输 的影响是显 而易见的。一方 面，道路积 雪或结冰造成 高速公路 全线封 闭或 飞机 场关闭，给 国民济和人 民生 活 造 成较 大的影响；另一方面 ，道路积 雪或结冰也是 交通 安全的重要隐患。 因此 ，在一些重要的场合如 大桥桥面 、人行天桥 、机场跑道等进行 融雪化冰 具有 非常重要的现 实意义。一直 以来 ，人们都在研 究各种 有效的融冰化雪方法 ，本文对 国内路面融 雪化冰 的方法和应用进行 了综述 ，并总结 了各 自的