路面除冰及主動(dòng)抗凝冰防治措施探討

文/曾正德 湖南省安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局 羅 恒 湖南省高速公路管理局

又到了寒冷的冬季， 2008年的冰災(zāi)、去年除夕前夜的連環(huán)追尾道路交通事故慘狀仍歷歷在目，揮之不去。為預(yù)防冰雪等惡劣天氣下的道路交通事故，我們和常張高速公路常德管理處聯(lián)合對(duì)路面除冰及主動(dòng)抗凝冰防治措施進(jìn)行了探討，希望對(duì)相關(guān)工作有所幫助。

路面冰雪問題一直困擾著各國(guó)交通主管部門。道路路面結(jié)冰會(huì)使路面摩擦系數(shù)大大降低，車輛行駛打滑、制動(dòng)距離加長(zhǎng)甚至制動(dòng)失靈、方向失控，給道路暢通和行車安全帶來不利影響，甚至造成嚴(yán)重的交通事故。因此，為了保證道路暢通和行車安全，避免或減少交通事故，提高道路通行能力和運(yùn)營(yíng)效益，國(guó)內(nèi)外交通部門針對(duì)路面除冰及主動(dòng)抗凝冰方面做了大量的研究工作并采取了一系列措施，現(xiàn)介紹如下：

一、目前融雪除冰的主要方法

（一）撒融雪劑除冰

1. 撒融雪劑除冰是通過化學(xué)方法降低路面冰點(diǎn)，使冰雪融化而達(dá)到除積雪、冰的方法。該方法在國(guó)際上較常用，但一般當(dāng)溫度低于-3℃時(shí)，此方法也不能解決問題。

2. 國(guó)內(nèi)外使用的融雪劑一般有兩大類，一類是以醋酸鉀等為主要成分的非氯鹽類融雪劑，該類融雪劑融雪效果較好，對(duì)道路設(shè)施腐蝕損害小，但其價(jià)格昂貴，是氯鹽類價(jià)格的近15至30倍，一般用于機(jī)場(chǎng)等重要場(chǎng)所的融雪除冰；另一類是以氯鹽為主要成分的融雪劑，如氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂、氯化鉀等，通常稱為“化冰鹽”，其融雪效果好、價(jià)格便宜，但對(duì)公共基礎(chǔ)設(shè)施有一定腐蝕作用，就中國(guó)目前國(guó)情而言，我們不可能大量使用每噸上萬元的昂貴的非氯鹽類融雪劑，在沒有研制出新的具有明確環(huán)保功能、造價(jià)又比較低的融雪劑前，只能繼續(xù)使用氯鹽類融雪劑，在2008年1月50年一遇的大冰凍時(shí)期，公路、市政等主要也是采用這種融雪劑來加速冰雪融化的。

3. 冰雪來臨前對(duì)路面進(jìn)行主動(dòng)抗凝冰預(yù)撒融雪劑的做法在國(guó)外很少見，最近幾年在國(guó)內(nèi)開始采用，但通常僅在關(guān)鍵部位及關(guān)鍵路段進(jìn)行預(yù)撒融雪劑，且預(yù)撒布量沒有統(tǒng)一規(guī)范，各地根據(jù)不同的情況和特點(diǎn)在作有益的探討。

（二）人工清除法

這種方法清除較徹底，但效率低、費(fèi)用高、影響交通通行及行車安全、且不能長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)，僅適用于雪量較小時(shí)或重點(diǎn)、難點(diǎn)路段的冰雪清除。

（三）機(jī)械清除法

該方法分為機(jī)械鏟冰雪和機(jī)械吹雪兩類，是通過機(jī)械對(duì)冰雪的直接作用，推掃或鏟除冰雪，該方法技術(shù)成熟，但對(duì)設(shè)備數(shù)量質(zhì)量要求高，且往往受路面狀況、氣溫高低、冰雪厚度等條件制約，如要提高除雪效率則容易損傷路面。

（四）微波除冰技術(shù)

此項(xiàng)技術(shù)美國(guó)在20世紀(jì)80年代提出并進(jìn)行了研究，國(guó)內(nèi)也有部分學(xué)校和公司在國(guó)外研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了相關(guān)的研究，但截至目前微波除冰技術(shù)未能真正的推廣應(yīng)用，關(guān)鍵在于微波除冰效率低，難以實(shí)現(xiàn)快速除冰。

（五）發(fā)熱電纜法

此方法以電力為能源，發(fā)熱電纜為發(fā)熱體將電能轉(zhuǎn)化為熱能。發(fā)熱電纜法通過結(jié)構(gòu)層內(nèi)的導(dǎo)熱將熱量傳到物體表面，再通過物體表面與冰雪之間的顯熱和潛熱交換進(jìn)行融雪化冰。發(fā)熱電纜法用于路面融雪化冰僅在北歐國(guó)家有所應(yīng)用。

（六）太陽能加熱法

太陽能加熱法是夏季將太陽能產(chǎn)生的熱能存儲(chǔ)起來，在冬季里利用所存熱能來融雪化冰。此方法要建立一套太陽能融雪系統(tǒng)，該系統(tǒng)由集熱裝置、蓄熱體和融雪裝置三部分組成。這種系統(tǒng)只用于某些特殊地方的特殊路段。

（七）地?zé)峁芊ㄅc電熱絲法

地?zé)峁芊ㄊ窃诼访娼Y(jié)構(gòu)層中安裝管道，利用管道將地?zé)崴畟髦恋乇砻鎭砣诨?，其成本較高，使用范圍受到限制。電熱絲法是在路面結(jié)構(gòu)層中埋人電熱絲或電熱網(wǎng)，利用電熱效應(yīng)加熱使冰雪融化，該方法耗能大、效率低及結(jié)構(gòu)復(fù)雜因而難以推廣。

（八）添加鹽化物類技術(shù)（蓄鹽路面技術(shù)）

此方法是在路面瀝青混合料中添加氯化鈉和氯化鈣等鹽化物來降低路面冰雪融點(diǎn)，以達(dá)到降凍的作用

（九）抑制凍結(jié)類鋪裝技術(shù)

一是橡膠顆粒填充混合料；二是鑲嵌類鋪裝技術(shù)；三是路面防凍涂層技術(shù)。這類技術(shù)主要是通過在路面鋪裝材料內(nèi)添加一定量的特殊材料，改變路面與輪胎的接觸狀態(tài)和路面的變形特性，利用添加的特殊材料的變形能力較強(qiáng)的特性，通過路面在外荷載作用下產(chǎn)生的自應(yīng)力，使路面冰雪破碎融化，有效抑制路面積雪和結(jié)冰。

（十）導(dǎo)電混凝土除冰技術(shù)

導(dǎo)電混凝土主要有兩種，鋼纖維導(dǎo)電混凝土和碳纖維混凝土。其工作原理是通過在普通混凝土中添加適當(dāng)種類和適當(dāng)含量的導(dǎo)電組分材料，使混凝土變成具有良好導(dǎo)電性能的導(dǎo)電體。利用其電熱效應(yīng)使路面溫度升高。導(dǎo)電混凝土消除了鹽的使用給道路結(jié)構(gòu)和環(huán)境所帶來的負(fù)面效應(yīng)。但鋼纖維導(dǎo)電混凝土的缺點(diǎn)是電阻會(huì)隨著時(shí)間而增大，安全性不好，而碳纖維混凝土制作工藝復(fù)雜，價(jià)格昂貴，不便于控制。且對(duì)于瀝青路面，這種方法無能為力。

（十一）抗凝冰填料瀝青路面

抗凝冰填料瀝青路面是在瀝青混合料中摻加一定量、細(xì)度類似于礦粉的一種填料所形成的混合料，該混合料依靠抗凝冰填料中的抗凝冰成分在車載作用、負(fù)毛細(xì)壓力等作用而逐漸析出路表，從而達(dá)到抑制或緩解路面凝冰發(fā)生。

二、我省高速公路抗冰除雪的主要做法

目前，我省高速公路抗冰除雪工作本著“預(yù)防為主、反應(yīng)快速、疏導(dǎo)迅速、處治得當(dāng)”的實(shí)施方針，由省局統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，各運(yùn)營(yíng)管理單位分級(jí)管理，明確各相關(guān)單位、部門及個(gè)人的責(zé)任、權(quán)利和義務(wù)，根據(jù)天氣預(yù)報(bào)信息及相關(guān)預(yù)案規(guī)定的四個(gè)預(yù)警等級(jí)對(duì)高速公路實(shí)施抗冰除雪養(yǎng)護(hù)。

在低溫天氣來臨前，各運(yùn)營(yíng)管理單位通過加強(qiáng)路面巡邏及24小時(shí)值班密切關(guān)注路面及氣象狀況，發(fā)現(xiàn)氣溫降至冰點(diǎn)附近或可能出現(xiàn)降雪立即對(duì)重點(diǎn)路段或重點(diǎn)部位進(jìn)行主動(dòng)抗凝冰預(yù)撒融雪劑，撒布量由各養(yǎng)護(hù)所根據(jù)實(shí)際情況具體控制；一旦發(fā)現(xiàn)降雪或冰凍，立即報(bào)告并啟動(dòng)相應(yīng)應(yīng)急預(yù)警，出動(dòng)除雪灑布車進(jìn)行機(jī)械除雪及融雪劑撒布作業(yè)，同時(shí)通過可變情報(bào)板及提示牌提醒過往車輛降低車速，必要時(shí)安排路政人員疏導(dǎo)交通，盡量減少高速公路上的交通堵塞，保證行車安全。

三、總結(jié)

對(duì)于困擾各國(guó)交通管理部門的路面冰雪影響正常交通的問題，目前國(guó)內(nèi)外大部分都采用被動(dòng)式的人工、機(jī)械清除法和化學(xué)融化法，而主動(dòng)抗凝冰預(yù)防性撒布融雪劑來降低冰點(diǎn)的做法，現(xiàn)在主要是撒布重點(diǎn)路段、重點(diǎn)部位，其撒布量根據(jù)氣象信息、路面狀況及以往的經(jīng)驗(yàn)撒布控制，一般撒布量在20-30g∕m2,具體撒布量與效果的對(duì)應(yīng)關(guān)系正在進(jìn)一步摸索和研究。