当前道路融雪方法及未来发展趋势

【摘要】全球气候逐渐变暖，加剧了世界范围内灾害天气的频繁性。冻雨雪等灾害性天气对车辆行驶的动力性及安全性极为不利。本文总结目前国内外融雪方法，对目前的融雪方法进行总结，并提出了未来开发主动融雪技术的趋势，介绍了抑制冻结铺装类和利用能量转化装置融雪的方法，为今后研究奠定基础。
【关键词】道路工程；冰雪；主动融雪；设备
1.引言
　　进入21世纪以来，全球气候逐渐变暖，加剧了世界范围内灾害天气的极端性及频繁性。2008年初横扫了华中、华东和华南的冻雨雪等灾害性天气，不仅给人民群众生命财产和工农业生产造成重大损失，更给中国的运输和能源网络带来了巨大的压力。路面附着系数是汽车动力学研究的主要参数之一，同时也是评价路面性能的主要参数之一，它随着时间的延长、车辆碾压频次的增加逐渐衰减，特别是在冰、雪、雨天气中，路面附着能力大大降低，对车辆行驶的动力性及安全性极为不利。如何有效地解决高速公路冰雪天不封路或少封路，避免交通事故或少出交通事故，形成良好的安全管理模式，已成为交通管理部门的重要工作之一。本文在总结目前国内外融雪方法研究成果的基础上，对目前的融雪方法进行总结，并提出了未来融雪的发展趋势，为今后的进一步研究奠定基础。
2.现状分析
　　目前国内外采用的被动方法有：机械除冰雪，撒布融雪剂等；主动方法有修筑抑制路面积雪结冰的道路结构，利用能量转化技术抑制路面积雪结冰等。目前使用较多的是被动方法，主动融雪方法在国外已有一些应用，但在国内仅仅部分措施处于初级尝试阶段。
（1）机械设备铲雪
　　铲雪机械国内外均有生产，主要用于降雪量较大、天气寒冷的地区。我国北方地区冬季一般气温在较低，降雪量比较大，而且冬季持续时间长，采用铲雪机械设备比较适宜。但这种情况不能从根本上解决路面的抗滑能力。虽然铲除了路面上的大量积雪，宏观上看，露出了路面，但从微观观察，路面凹凸不平处仍积满冰雪，使路面形成了一个冰雪层，汽车在其上面行驶，与路面的附着力仍然很低，车辆可操纵性及刹车效果仍然较差，行车安全得不到有效保障。除雪后常常还要在路面上再撒一些抗滑剂或盐等，且国内生产的铲雪机功能单一，设备利用率较低；国外综合性的除雪机械价格昂贵，维修保养费用高。
（2）撒布传统融雪剂除雪
　　撒布融雪剂除雪是目前采用较为广泛的除雪方式，通常这种方法适合路面积雪厚度较小，环境温度较高的地域。但其缺点亦很明显：一是融雪剂中的有害物质强力腐蚀道路材料、设备和机动车辆，影响路面的使用性能，造成一定程度的环境污染；二是播撒不均匀，浪费较大；三是固体状态的盐与固体状的冰雪不能很快融合，特别是环境温度较低时，自身很难快速溶解、融化，须借助车辆轮胎的碾压才起作用，所以融雪持续时间长，效果差。
（3）环保融雪剂融雪
　　环保型融雪剂是最近几年推出的新产品，采用环保融雪剂融雪对路面、桥梁、绿化带、土壤及周边环境等无任何腐蚀作用，是较理想的融雪方式，去年北京已投入大批量使用。它的形状是颗粒状的，目前仍然采用机械或人工撒布的方式，与撒盐融雪有相同的缺点。环保型融雪剂价格较高，目前尚未全国性大面积推广使用。
3.未来发展趋势
　　我国关于融雪除雪的未来发展趋势是借鉴国外先进经验，开发主动融雪技术。目前，国际上较为先进的方法主要有两类，一类是抑制冻结铺装类，另一类是利用能量转化装置融雪。
（1）弹性路面铺装技术
　　弹性路面铺装技术属于抑制冻结铺装类主要是通过在路面铺装材料内添加一定量的特殊材料，改变路面与轮胎的接触状态和路面的变形特性，利用车轮荷载的作用，使路面积雪融化，从而抑制路面积雪和结冰。例如在沥青混合料中加入橡胶颗粒增加路面弹性的自融雪路面就属此种。此种方法早在20世纪60年代就已问世，在瑞典、美国、加拿大和日本等国均已铺筑了相当数量的试验路，经长期使用观测，效果良好。
（2）能量转化融雪技术
　　能量转化融雪技术主要是利用热水、地热、燃气、电或太阳能等产生的热量使冰雪融化，如流体加热法，导电路面铺装技术等。
　　目前比较成熟的技术是利用太阳能和地表热能的道路融雪化冰系统，该方法属于热融法的一种，主要原理是以水为载体，借助水泵系统，夏季通过水平埋管与经太阳辐射的高温路面换热，将取得的热垦储存于地下土壤中，转化为地表热能在冬季则通过地下垂直埋管与土坡进行换热，同时借助水泵系统将地表热能提到水平埋管中与路面进行换热，以此为融化路面上的积雪提供热能。另外，利用发热电缆融雪的技术也比较成熟，很多北欧国家已经开始使用这种技术铺筑路面，国内尚无盖方面研究。