道路除冰雪技术及其发展趋势

0引言
在寒冷的冬季.路面积雪结冰会给道路畅通和行车安全带来严重的不良影响。冰雪使路面附着系数大大降低，使汽车打滑、制动距离明显延长.甚至刹车失灵、方向失控.从而造成严重的交通节故。因此.为了保障道路畅通和行车安全，避免或减少交通事故，提高道路通行能力和运营效益，必须采取措施清除路面冰雪。
路面冰雪问题一直困扰着各国交通部门。2008年春节期间，贵州、湖南、云南、广东等省遭受大范围雪灾袭击，多条高速公路因结冰积雪而封闭，飞机停航.造成了巨大经济损失。全世界每年由于路面积雪结冰所造成的直接经济损失达数亿元。因此，对路面积雪结冰的处理问题一直都受到高度重视，现在通常使用的除冰雪方法如图1所示。
 
图1路面常用除冰雪技术
1路面外部除冰雪技术
路面外部除冰雪技术包括撒融雪剂、人工清除法和机械清除法等。
1.1撒融雪剂
撒融雪剂是通过在路面上撒化学药剂来降低冰雪融点，使冰雪融化，进而清除积雪及积冰的方法（图2）。该方法是国际上较常用的一种路面除冰雪的手段。
1.1.1融雪剂种类
国内外便用的融雪剂一般有两大类。一类是以醋酸钾为主要成分的融雪剂。该类融雪剂融雪效果好，没有什么腐蚀损害，但价格高，一般用于机场等重要场所的融雪除冰。另一类是以“氯盐”为主要成分的融雪剂.如氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化钾等，通常称作“化冰盐”。其优点是价格便宜，仅相当于醋酸钾类融雪剂的1/10.但对公共基础设施的腐蚀严里。常见的融雪剂就属于这一类，使用最多的是工业食盐氯北钠。
1.1.2融雪剂对环境的危害
（1）对道路两旁的绿化带、农田带来很大危害。氯盐类融雪剂虽然便于融雪、除雪，价格也便宜，但使用融雪剂后清除的积雪常常堆积在道跑两旁的绿化带或农田，开春后其盐类残留物全部堆积在农田和绿化带里，使土壤盐碱化，破坏植被，造成绿色植物大量死亡。因此，这种危害具有一定的毁灭性。
（2）腐蚀道路、桥梁等路政设施。盐类遇水以后，会发生盐涨现象，造成道路路基破坏.加大道路维护难度。氯盐渗透到混凝土中，会促进混凝土的冻融，但它最主要的破坏作用还是对钢筋的腐蚀。盐类对水泥混凝土路面，尤其是沥青混凝土路面同样也存在危害。盐类物质与沥青相互作用，大大减小沥青材料与石料的黏合能力，造成沥青表面脱落，在行车荷载的作用下大面积路面破损。
（3）污染地下水资源。常用融雪剂以盐类为主，路面上的盐将冰雪融化后随雪水流淌。盐类物质进入地下以后，势必会对当地的地下水资源造成污染，食用被融雪剂污染的水会对人体健康产生危害。
因此.近年来人们不断开发无毒、无腐蚀性的环保型融雪剂.如生物降解型融雪剂等，用其进行道路除冰雪可以起到较好的效果。
总的来说，撒布融雪剂在一定程度上可以有效抑制冰雪，对交通的快捷、安全能起到一定作用。
1.2人工清除法
这种方法对冰雪清除较彻底.但效率低，费用高，作业时影响车辆通行和行车安全，不能长时间作业，适用于雪量较小时或重点难点路段的冰雪清除，见图3。
1.3机械清除方法
该方法分为机械铲冰雪和机械吹雪两类。机械铲冰雪适合于雪量较大、结冰之前大面积清除作业；机械吹雪适用于未经碾压过的厚度较薄的路面积雪，通常只适用于机场等便于管理的较小范围的除雪。
目前，常见的除雪机械可分为铲刮式、刷打式、螺旋集雪式、旋切及冲击旋切式和铲剁冲击式等类型。对清除冰雪机械性能要求一般包括除雪能力（最大清除冰雪宽度和深度）、清除冰雪效率（除冰雪速度或单位时间除冰雪体积）、除净率、适应性（自然积雪、压实积雪、融冻冰雪及厚度大小等）及路面保护性等。
1.3.1铲刮式清除冰雪机具
该机具以大功率机动车辆为驱动底盘，安装在车体前部，可铲刮较厚的路面积雪或压实积雪，见图4;若安装在车体中部，则可铲刮薄而硬的路面冰雪，能一次完成一定厚度压实冰雪的破碎和清除。
1.3.2刷扫式清除冰雪机具
该机具类似路面清扫车，清扫刷由劫力传动机构驱动旋转，并随牵引车行进。破碎后的路面冰雪可通过排雪装置清除到路边或运输车上。
该机具可清除路面一定厚度的自然积雪、较薄压实积雪或融冻的路面薄冰层。由于清扫刷是柔性的，所以清除积雪的厚度及硬度受到限制。
1.3.3螺旋集雪旋抛式机具
该机构由机动车牵引行进，工作时由动力传输机构驱动其螺旋清除冰雪和集雪装置转动，并通过集雪罩和排雪筒将冰雪排除到路边或运输车辆上（图5），可清除一定厚度的自然积雪和压实积雪。螺旋集雪除雪机具对路面平整度要求较高，清除压实积雪时螺旋板磨损较快，且对路面材料有一定的铣刨破坏作用。