冬季道路融冰除雪现状及未来趋势

【摘要】本文在收集、整理国内外冬季路面融冰除雪方法的基础上，得出实际应用中仍以被动抑制路面冰雪技术为主，而新型的主动融冰除雪技术依然处于小范围的试用阶段，不具备大范围应用的条件。在此基础上，对未来我国冬季道路融冰除雪的发展趋势提出建议。

【关键词】冬季；路面；融冰除雪；主动型；被动型

引言：近年来，随着国家在交通基建方面的投入不断增加，公路运输在国民经济活动中扮演的角色越来越重要。这对公路运输的安全性提出了更高的要求，尤其是冬季道路的行车安全。道路积雪结冰是冬季道路行车安全的最大隐患，在特大暴雪的极端恶劣天气情况下，大部分高速公路出于安全考虑常采取限速行驶甚至不得不关闭数天，严重制约国民经济发展。因此，冬季道路的融冰除雪已成为各国道路管养部门的研究重点。

世界各国采用的除冰雪方法分为被动抑制路面冰雪技术和主动融冰雪技术两大类（见图1）。被动抑制路面冰雪技术主要有三种：化学法、热力法和机械法。主动融雪技术则主要是通过路面的特殊功能来实现除冰融雪。实际中应用的除冰雪方法仍是以被动抑制路面冰雪技术为主。

1、被动型路面融冰除雪技术

（1）化学法

化学法除冰是目前被广泛使用的一种除雪方式，主要原理是利用化学药剂来降低冰雪的融点，优点是使用方便，能同时除冰、防冻，但该方法受环境温度影响大，低温环境中使用效果明显下降。同时，由于融雪剂的使用，将导致沥青混凝土的严重剥蚀，其破坏速度将远快于普通冻融循环所引起的破坏及其它种类的破坏，从而严重地影响沥青路面的使用寿命。就未来发展趋势看，融雪剂的使用将会受到越来越严格的限制，使用量及使用范围将非常有限。

（2）热力法

热力法除冰是依靠热力作用使路面的积雪或积冰融化的方法，按热源区分可分为电加热、高温气体、微波、红外线等。热力法除冰除净率高，但由于能耗大、成本高，无法在城市道路和高速公路上单独使用，必须配合其他除雪除冰设备配套使用。

（3）机械法

机械法是通过机械对冰雪的直接作用，解除冰雪危害的一种方法，应用范围广，除雪速度快，适合于大面积机械化清除作业，是人类传统的、也是迄今为止应用最为广泛的除雪方法。

2、主动型路面溶冰除雪技术

（1）弹性路面融雪技术：

弹性路面融雪技术主要是通过在路面铺装材料内添加一定量的弹性颗粒材料（如由废旧轮胎加工而成的橡胶颗粒），利用弹性材料的局部变形能力较强的特性，通过路面在行车荷载作用下产生的自应力，使路面冰雪破碎融化，有效抑制路面积雪和结冰。但如果路面冰雪达到一定厚度，该技术效果不显著，其只适合长期结冰的低速道路。

（2）能量转化型融冰雪技术

能量转化型融冰雪技术主要是在路面铺装材料中预先埋设管道和相关恒温器以及控制系统，通过能量转化设备，将其他形式的能量（地热能、太阳能等可再生能源以及电能等热源）转化为热能，热能通过路面材料与冰雪的接触面向上传导，达到融雪化冰以及防止结冰的目的。主要有土壤源热泵法与电热丝法、太阳能蓄能道路除雪融冰、导电砼技术、微波加热技术、发热电缆技术等。

（3）化学类冻结抑制技术

化学类冻结抑制路面通过在沥青混合料中掺入具有抑制冻结效果的颗粒或者粉末状盐分所形成，该技术能够降低冰点，在较低的温度条件下起到融化路表面积雪效果。在雪水的作用下，渗进路面孔隙的水将盐分析出来，起到降低冰点的作用。

（4）耐磨抗滑技术

采用摩擦系数较高的路面铺装材料，使路面的抗滑表层具有粗糙的表面，提高路面的抗滑能力。目前技术比较成熟的有SMA沥青路面磨耗层和露石砼技术。

（5）融冰雪路面涂层技术

融冰雪路面涂层技术是在可能发生冰冻的路段涂上一层特殊的温控智能型抗凝冰涂料。在低温雨雪天气条件下，涂层能融化路面积雪，并使路表面无法结冰。

3、发展趋势

（1）建立“实时除雪”的理念

由于传统的除雪理念是雪停后才开始除雪，从工程学的角度看，积雪被压实的过程需要消耗大量能量，雪被行车压实后再把它从地面清除掉就要加倍消耗更大能量和更多时间。除雪工作首先是一种理念的转变，而机械化“实时除雪”才是比较科学合理的除雪方式。除雪机械在降雪过程中实施除雪，在不中断交通的情况下及时地完成除雪工作，是未来城市、机场、高速公路等道路除雪的发展方向。

（2）建立冰雪控制系统

现代道路融冰除雪是一件系统工程，应该建立起适应本国实际情况的冰雪控制系统。冰雪控制系统包含除雪指挥和除雪执行两大子系统。除雪指挥系统的作用是协调各部门、各工种之间的工作，进行科学决策和资源调度，是冰雪控制工程的神经中枢。除雪指挥具体包括雪情结冰预警、冰雪控制方案的制定和实施等内容。除雪执行系统根据除雪指挥系统下达的指令，采取相应措施来消除路面冰雪。两大子系统之间的协调配合，是安全、高效、经济地完成除雪任务和道路维护组织的关键所在。