路面除冰及主動抗凝冰防治措施探討

文/曾正德 湖南省安全生產監督管理局 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、去年除夕前夜的連環追尾道路交通事故慘狀仍歷歷在目，揮之不去。為預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合對路面除冰及主動抗凝冰防治措施進行了探討，希望對相關工作有所幫助。

路面冰雪問題一直困擾著各國交通主管部門。道路路面結冰會使路面摩擦系數大大降低，車輛行駛打滑、制動距離加長甚至制動失靈、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營效益，國內外交通部門針對路面除冰及主動抗凝冰方面做了大量的研究工作并采取了一系列措施，現介紹如下：

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方法降低路面冰點，使冰雪融化而達到除積雪、冰的方法。該方法在國際上較常用，但一般當溫度低于-3℃時，此方法也不能解決問題。

2. 國內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，對道路設施腐蝕損害小，但其價格昂貴，是氯鹽類價格的近15至30倍，一般用于機場等重要場所的融雪除冰；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、價格便宜，但對公共基礎設施有一定腐蝕作用，就中國目前國情而言，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保功能、造價又比較低的融雪劑前，只能繼續使用氯鹽類融雪劑，在2008年1月50年一遇的大冰凍時期，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. 冰雪來臨前對路面進行主動抗凝冰預撒融雪劑的做法在國外很少見，最近幾年在國內開始采用，但通常僅在關鍵部位及關鍵路段進行預撒融雪劑，且預撒布量沒有統一規范，各地根據不同的情況和特點在作有益的探討。

（二）人工清除法

這種方法清除較徹底，但效率低、費用高、影響交通通行及行車安全、且不能長時間作業，僅適用于雪量較小時或重點、難點路段的冰雪清除。

（三）機械清除法

該方法分為機械鏟冰雪和機械吹雪兩類，是通過機械對冰雪的直接作用，推掃或鏟除冰雪，該方法技術成熟，但對設備數量質量要求高，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

此項技術美國在20世紀80年代提出并進行了研究，國內也有部分學校和公司在國外研究的基礎上進行了相關的研究，但截至目前微波除冰技術未能真正的推廣應用，關鍵在于微波除冰效率低，難以實現快速除冰。

（五）發熱電纜法

此方法以電力為能源，發熱電纜為發熱體將電能轉化為熱能。發熱電纜法通過結構層內的導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行融雪化冰。發熱電纜法用于路面融雪化冰僅在北歐國家有所應用。

（六）太陽能加熱法

太陽能加熱法是夏季將太陽能產生的熱能存儲起來，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，該系統由集熱裝置、蓄熱體和融雪裝置三部分組成。這種系統只用于某些特殊地方的特殊路段。

（七）地熱管法與電熱絲法

地熱管法是在路面結構層中安裝管道，利用管道將地熱水傳至地表面來融化冰雪，其成本較高，使用范圍受到限制。電熱絲法是在路面結構層中埋人電熱絲或電熱網，利用電熱效應加熱使冰雪融化，該方法耗能大、效率低及結構復雜因而難以推廣。

（八）添加鹽化物類技術（蓄鹽路面技術）

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，以達到降凍的作用

（九）抑制凍結類鋪裝技術

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

（十）導電混凝土除冰技術

導電混凝土主要有兩種，鋼纖維導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種類和適當含量的導電組分材料，使混凝土變成具有良好導電性能的導電體。利用其電熱效應使路面溫度升高。導電混凝土消除了鹽的使用給道路結構和環境所帶來的負面效應。但鋼纖維導電混凝土的缺點是電阻會隨著時間而增大，安全性不好，而碳纖維混凝土制作工藝復雜，價格昂貴，不便于控制。且對于瀝青路面，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、負毛細壓力等作用而逐漸析出路表，從而達到抑制或緩解路面凝冰發生。

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“預防為主、反應快速、疏導迅速、處治得當”的實施方針，由省局統一領導，各運營管理單位分級管理，明確各相關單位、部門及個人的責任、權利和義務，根據天氣預報信息及相關預案規定的四個預警等級對高速公路實施抗冰除雪養護。

在低溫天氣來臨前，各運營管理單位通過加強路面巡邏及24小時值班密切關注路面及氣象狀況，發現氣溫降至冰點附近或可能出現降雪立即對重點路段或重點部位進行主動抗凝冰預撒融雪劑，撒布量由各養護所根據實際情況具體控制；一旦發現降雪或冰凍，立即報告并啟動相應應急預警，出動除雪灑布車進行機械除雪及融雪劑撒布作業，同時通過可變情報板及提示牌提醒過往車輛降低車速，必要時安排路政人員疏導交通，盡量減少高速公路上的交通堵塞，保證行車安全。

三、總結

對于困擾各國交通管理部門的路面冰雪影響正常交通的問題，目前國內外大部分都采用被動式的人工、機械清除法和化學融化法，而主動抗凝冰預防性撒布融雪劑來降低冰點的做法，現在主要是撒布重點路段、重點部位，其撒布量根據氣象信息、路面狀況及以往的經驗撒布控制，一般撒布量在20-30g∕m2,具體撒布量與效果的對應關系正在進一步摸索和研究。