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期刊类别:纯教育、G4
国际标准刊号 ISSN 2095-3089
国内统一刊号 CN 15-1362/G4
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我刊投稿论文
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作者:廖燕华 | 字数:2901 | 阅读:

摘 要:本文分别从传统和新型路面除雪技术两方面,系统阐述了当前国内外路面除雪技术的应用现状,分析了每种除雪技术的技术原理、优缺点和适用范围,并提出了未来我国路面除雪技术的发展方向,为路面新型除雪技术的进一步研究提供一定的参考。

关键词:路面;除雪技术;技术原理;发展方向

路面抗滑性是保证车辆安全行驶的重要因素。在我国的大部分地区,冬季路面积雪结冰现象十分常见。在0℃以下的温度和车辆荷载的反复作用下,积雪被压实致使路面表面附着系数大大降低[1]。因此汽车在冰雪路面上会出现打滑、制动距离延长等不良现象,车辆的行驶稳定性、安全性都受到很大的影响。这都大大增加了道路交通事故的发生概率,影响了道路的畅通。因此,研究开发科学有效的路面除雪技术对经济、社会都具有非常重要的意义。

本文分别从传统和新型路面除雪技术两方面,系统阐述了当前国内外主要除雪技术的应用现状,并提出了未来我国路面除雪技术的发展方向。

1 传统路面除雪技术

1.1人工除雪技术

(1)技术原理:除雪人员通过使用简单的工具对路面积雪进行铲除、清扫。

(2)优点:机动灵活,成本低廉。

(3)缺点:作业时间长,效率低下,不利于道路快速恢复通行。

(4)适用范围:适用于雪量较少、雪层较薄或其他方法较难清除的局部路段。

1.2机械除雪技术

(1)技术原理:通过机械除雪设备采用不同方法对路面积雪进行清除。

(2)主要类型:

1)振动式除雪:振动轮表面凸起物被压入冰雪内部使其破碎。

2)静碾压裂式除雪:利用机械自身重力并配合动臂压力使冰雪破碎。

3)柔性链条打击式除雪:利用特制链条击打冰面使冰面破碎。

4)铲剁式除雪:利用曲轴带动工作铲上下振动,击破冰面[2]。

5)气压流吹雪:设备在公路上方产生强气流,使落雪和道路积雪被吹出路面。

(3)优点:除雪速度快、效率高,省时省力。

(4)缺点:

1)除雪设备体积庞大,除雪过程易影响车辆通行。

2)若用力过小,则不能把积雪清除完全;而用力过大,则会对路面造成一定损害。

3)设备昂贵,前期需要投入较多资金。

(5)适用范围:上述前四种类型适合于较大雪量的大面积清除作业。气压流吹雪适用于汽车未碾压过、积雪厚度较薄的路段。

1.3融雪剂除雪技术

(1)技术原理:融雪剂被均匀撒布在路面上,使冰雪熔点降低,进而使积雪和积冰得到清除。当前常用的融雪剂主要分为有机和无机两类,前者主要成分是醋酸钾,后者主要成分是氯盐。

(2)优点:价格便宜,操作简便,对通行车辆的干扰很小。可以高效、快速清除路面积雪,大大改善道路交通状况[3]。

(3)缺点:

1)环境温度对除雪效果影响很大,当外界温度下降,融化的积雪会再次冻结。

2)腐蚀性强,大大降低混凝土路面、金属类道路附属设施的使用寿命。对水体、土壤造成严重污染,同时影响路旁绿化植被的正常生长。

(4)适用范围:适用于重要场所(如机场)或紧急情况下的路面除雪,应注意限量使用。

1.4撒布砂石材料除雪技术

(1)技术原理:在积雪道路上撒布一定粒径的砂石材料,如碎石、粗砂、炭渣等。一方面提高了冰雪路面的摩擦系数,另一方面砂石的存在使积雪不易被压实,从而提高了车辆行驶的平稳性。

(2)优点:砂石材料来源广泛、经济环保。

(3)缺点:除雪效果不明显,大量撒布砂石会对道路面层造成一定损害,除雪后需对砂石材料进行清扫。

(4)适用范围:可以与融雪剂配合使用,从而取得比单独使用砂石更好的效果。

2 新型路面除雪技术

2.1弹性路面铺装技术

(1)技术原理:在路面铺装材料中添加一定量的橡胶颗粒,使路面弹性得到提高,并在外加荷载的反复作用下产生局部自应力,改变了积雪与路面的粘结状态,使路面积雪破碎、融化,从而有效抑制路面积雪和结冰[3]。

(2)优点:橡胶颗粒可由废旧轮胎回收加工而成,保护了环境、节约了资源。同时,该技术有效提高了路面的融雪能力,促进了道路的安全和畅通。

(3)缺点:橡胶颗粒与砂石材料的物理、化学性质相差很大,使两者很难粘结在一起,影响了路面的耐久性。

(4)适用范围:适用于沥青混合料铺装的道路路面。

2.2化学抑制剂铺装技术

(1)技术原理:此技术是在路面铺装时将化学融雪剂添加到沥青混合料中,在车辆荷载的作用下,融雪剂从面层以下的空隙中析出并与冰雪混合,从而降低积雪熔点,加快了冰雪的消融。

(2)优点:有效地加快了除雪效率,对通行车辆的干扰很小。

(3)缺点:融雪剂会对周围环境造成污染,,同时对道路设施造成腐蚀,影响其使用性能。

2.3发热电缆除雪技术

(1)技术原理:此技术将发热电缆铺设于道路结构层内部,当通电后发热电缆将电能转化为热能。热能通过热传导被积雪吸收,使积雪温度上升至熔点而融化。电缆一般由发热体、绝缘体、接地导线、金属屏蔽层、防水护套、金属加强护套等零件组成[2]。

(2)优点:无污染、热稳定性好、温度可根据需要进行调节。

(3)缺点:能耗大、融化效率相对较低、加热温度可能会影响路面性能。

(4)适用范围:除冰雪任务重、电力能源充足的地区。

2.4太阳能、地热除雪技术

(1)技术原理:此技术分为夏季储热、冬季融雪两个模式,首先在路面下埋设热管,利用太阳能或地热集热系统提供热量,通过循环水的热交换来实现融雪目的[1]。

(2)优点:太阳能和地热能均为清洁可再生能源,节能环保。

(3)缺点:技术复杂且仍不够成熟,初期建设投资大。

(4)适用范围:太阳能、地热资源丰富的地区。

2.5微波加热除雪技术

(1)技术原理:此技术利用微波穿过冰层加热路面,使与路面接触的冰层融化,消除了两者之间的结合力,从而使路面和冰层实现分离[4]。

(2)优点:微波加热除雪几乎不受积雪厚度的影晌,故应用于积雪严重的路段具有很大的优越性。可与机械除雪技术协同应用,对路面无损害,对环境无污染。

(3)缺点:起步较晚、技术还不成熟,除冰效率低。

3我国路面除雪技术的发展方向

从以上国内外各种除雪技术的比较中可以明显看出,我国的除雪技术相对于发达国家而言仍比较落后。提高冬季道路除雪的效率和质量,将是我国未来在这方面研究的重点。具体来说,应注重以下两个方面的研究:(1)根据不同道路的实际情况和各种除雪技术的适用范围选择适宜的除雪技术,条件允许时可采用多种技术协同配合,使得除雪效果达到最佳。(2)积极开发低成本、高效率、节能环保的新型除雪技术,努力构建全方位的智能路面除雪系统[2]。通过不断提高我国路面除雪技术的发展水平和运营管理水平,从而有力保障道路车辆的行车安全和运行畅通。

参考文献

[1] 余豫新.路面主动融冰(雪)技术的发展与展望[J].上海交通大学学报,2011,45(S1):86.

[2] 臧文杰.道路除冰雪技术综述[J].科技创业家,2013, (17):238.

[3] 王选仓,陆凯诊.公路路面融雪化冰技术与发展[J].筑路机械与施工机械化,2012, (1):26-29.

[4] 王磊,卓仪.高速公路融雪除冰技术研究[J].交通标准化,2012, (9):103.


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