非氯植物基環保型融雪劑應用研究

高勇卿

摘要：高速公路除雪保暢一直是高速公路運營管理工作的重中之重，目前普遍采用的方法是通過機械、人工拋撒氯鹽類融雪劑進行除雪融冰，氯鹽類融雪劑在溫度較低時消融結冰能力有所下降，且長期使用會對公路設施造成不同程度的腐蝕、侵蝕。為提升除雪融冰的效果，保護公路設施，引進非氯植物基環保型融雪劑，并在滬陜高速西商段進行試點應用，通過實際應用及室內試驗表明：植物基融雪產品相較于含氯融雪劑優勢顯著，融冰雪能力強于含氯融雪劑，環保無污染，對混凝土、鋼材基本無侵蝕、腐蝕，對植物生長基本無害。為今后高速公路除雪保暢工作提供借鑒和參考。

Abstract： The removal of snow on highways has always been the top priority of highway operation and management. At present， the method commonly used is to remove snow and melt ice by mechanical and artificial throwing of chloride salt snow melting agent. The ability to ablate and freeze of chloride salt snow melting agent is reduced in lower temperature， and long-term use will cause different degrees of corrosion and erosion of road facilities. In order to improve the effect of snow and ice melting and protect highway facilities， non-chlorine plant based environmental snow melting agent is introduced， and the pilot application in the western section of Shanghai-Shaanxi Expressway is carried out. Through practical application and laboratory tests， it is shown that， compared with the Chloride snow melting agent， ?plant-based snow melting products has obvious advantages， the ability to melt ice and snow is stronger and it is environmentally friendly and non-polluting， has no erosion or corrosion on concrete and steel， and is basically harmless to plant growth. It will provide reference for the future work of removing snow from expressway.

關鍵詞：高速公路;除雪融冰;非氯植物基融雪劑;應用

Key words： expressway;snow and ice melting;non-chlorine plant based snow melting agent;application

中圖分類號：U418.3+26 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）13-0170-03

0 ?引言

高速公路除雪保暢一直是高速公路運營管理工作的重中之重，目前普遍采用的方法是通過機械、人工拋撒氯鹽類融雪劑進行除雪融冰，氯鹽類融雪劑在溫度較低時消融結冰能力有所下降，且長期使用會對公路設施造成不同程度的腐蝕、侵蝕。為提升除雪融冰的效果，保護公路設施，引進非氯植物基環保型融雪劑，并在除雪保暢壓力較大的滬陜高速西商段進行試點應用。通過非氯植物基環保型融雪劑實際應用及與含氯融雪劑的效果比對，對非氯植物基環保型融雪劑的使用可行性進行研究，為今后非氯植物基環保型融雪劑在陜西省境內公路除雪保暢工作中全面推廣提供借鑒和依據。

1 ?非氯植物基環保型融雪劑簡介

植物基融雪劑是由植物秸稈，主要是玉米秸稈為主要原料，經過一系列生物化學反應得來，不含任何氯化物、硫酸鹽及亞硝酸鹽，對生態環境無毒無害，對水泥砼、瀝青砼和鋼材的幾乎沒有腐蝕性。植物基融雪劑的成分構成元素主要為碳、氫、氧，因此在自然界中極易被微生物分解，稀釋后的溶液可直接作為營養物質被植物吸收，真正實現了來源于自然又回歸于自然的環保理念。植物基融雪劑是一種淺黃色均一液體，微有醇味，其pH值為8～8.5、密度1.25～1.3，該融雪劑使用方便，只需一定比例的水參配混合后，采用普通灑水車即可進行噴灑作業。目前已應用在吉林、遼寧、北京、天津、河北等省份。

2 ?試點應用情況

2.1 試點應用方案

路段選取：由于滬陜高速西商段山區路段冬季最低氣溫低，降雪早、雪量大、降雪頻繁，降雪后橋梁、隧道洞口、長大縱坡路段冰雪不易融化，所以選取該路段進行試點應用，為路面融雪試驗開展產品性能驗證。

路面融雪試驗：為實地檢驗植物基融雪劑的融雪效果，在同等路況、氣候條件下，選取相鄰段落，同時使用含氯融雪劑及植物基融雪劑，并采集融雪時間、持續作用時間、撒布量等數據，計算出持續24小時內不同類型融雪劑使用數量和費用，綜合對比出兩種融雪劑作用效果。

2.2 路面融雪試驗

試驗日期：2017年2月21日8：00至2月22日8：00;

天氣：大雪（降雪時間為2月21日02：30至19：00）;

氣溫：-3～-12℃;

植物基融雪劑配合濃度：正常路段為融雪劑原液：水=1：3，極端氣溫、特殊路段應根據實際情況進行調整，配合濃度可采用融雪劑原液：水=1：2或1：1。

植物基融雪劑試驗段落：下行k1474+200～k1472+900（王渠溝隧道至廟坪隧道）。

為做好試驗比對工作，確保試驗數據真實可靠，選取了與植物基試驗段落氣候相近、路況相似、位置相鄰的路段作為含氯融雪劑對比觀測段落。

含氯融雪劑對比觀察段落：

下行k1472+700～k1471+600（廟坪隧道至了子河隧道）。

試驗觀測方法與步驟：

①參照植物基融雪劑和含氯融雪劑的不同撒布標準量，配備好滿足試驗段一次撒布數量的融雪劑。

②對試驗路段同時進行撒布作業，在作業前分別記錄各試驗路段的撒布前溫度及路面降雪量情況。

③按照撒布后1h、3h、6h、12h、24h的時間間隔，分別記錄撒布不同融雪劑段落內路面溫度及融雪情況。

2.2.1 植物基融雪劑分段落試驗觀測情況

試驗路段：下行k1474+200～k1472+900（王渠溝隧道至廟坪隧道）。

試驗情況：噴灑前橋面溫度-12℃，橋面積雪厚度3cm（圖1）;8：30開始噴灑融雪劑，噴灑量850kg/km，灑布寬度11.25m，長度1.3km。

觀測結果：6h后，二、三車道路面積雪已基本融化成雪水，路面呈現潮濕狀態。24h后，該噴灑植物基融雪劑段落路面均無結冰現象，車輛可正常通行，觀測結果詳見表1。

2.2.2 含氯融雪劑對比試驗段觀測情況

試驗路段：下行k1472+700～k1471+600（廟坪隧道至了子河隧道）。

試驗情況：撒布前橋面溫度-11℃，橋面積雪厚度3cm（圖5）;8：30開始撒布含氯融雪劑，含氯融雪劑按照標準量撒布（500kg/km），每間隔2小時進行撒布作業，灑布寬度11.25m，長度1.1km。

觀察結果：經過24h的不間斷觀測，該試驗對比段落內共撒布5次含氯融雪劑，路面均無結冰現象，一二三車道積雪已基本融化，路面呈現潮濕的狀態，車輛可正常通行，觀測結果詳見表2。

2.2.3 植物基融雪劑與含氯融雪劑試驗對比分析

①兩種融雪劑作業后1小時路面情況對比（表3）。

2.3 路面情況對比表

②兩種融雪劑作業后3小時路面情況對比（表4）。

從以上室外試驗對比中可以看出：植物基融雪劑的融冰雪能力強于含氯融雪劑融，而且植物基融雪劑持續時間更長，不僅能夠融化冰雪，更能抑制冰雪的聚集。

3 ?經濟效益分析

通過對試點路段24小時不間斷觀測，植物基融雪劑試驗路段噴灑1次即達到融雪效果;同時統計含氯融雪劑對比路段在此期間撒布融雪劑共計5次，基本達到同等融雪效果。試驗對比路段經濟效益分析，詳見表5。

噴灑植物基融雪劑試驗路段：下行k1474+200～k1472+900（長1.3公里）。

撒布含氯融雪劑路段：下行k1472+700～k1471+600（長1.1公里）。

從上述對比表中可以看出，在試驗路段融雪效果相同的情況下，使用植物基融雪劑路段較含氯融雪劑路段融雪劑費用低35.7%。同時，經測算一次噴灑物基融雪劑作業消耗的機械車輛費用較含氯融雪劑噴灑費用下降20%。同時含氯融雪劑的使用會對橋梁混凝土護欄、交通安全設施及沿線綠化物等出現不同程度的侵蝕、腐蝕現象，后期融雪劑腐蝕病害根治、修復困難，大大增加了今后的養護費用成本。植物基融雪劑因其獨有的環保特性，對路面、橋梁及植被腐蝕性低，亦能有效減少后期養護費用。

4 ?結論

本次試點應用選取山區高速公路有代表性的路段進行試驗，驗證了植物基融雪劑的效果和性能，通過綜合分析試驗數據，它與傳統氯鹽融雪劑相比，具有融雪效率高、冰凍點低、綠色環保及長期經濟效益明顯等優點。下一步可擴大應用試點范圍，充分驗證其經濟效益、融雪除冰效能、環保性能等特性，并積累更加豐富的使用經驗后，逐步全面推廣。同時，在擴大試點過程中，建議采用較先進、容積大、動力強勁的新型灑水設備，以確保更加科學、客觀驗證植物基融雪劑綜合性能，為大面積推廣應用植物基融雪劑提供更加全面的數據支撐和使用經驗。

參考文獻：

[1]徐劍，王隨原，李峰，魏大勇.植物基非氯環保型融雪劑材料開發及應用技術研究[J].中國科技成果，2014（03）.

[2]張東生.新型防凍融雪劑[J].國際化工信息，2006（02）.

[3]張洋，盧立，張嘉鵬.無腐蝕復合融雪劑研制與應用[J].中國公路，2006（05）.

[4]GB/T 23851-2017，融雪劑[S].

[5]JT/T 973-2015，路用非氯有機融雪劑[S].