吉林长春冬季路面抗冰雪应用技术研究
- 格式:doc
- 大小:350.50 KB
- 文档页数:23
二级公路冰雪天气条件下通行能力研究随着气候变化的不断发展,冰雪天气对交通运输的影响日益突出。
在冰雪天气条件下,公路的通行能力受到严重限制,给交通运输带来了巨大的挑战。
在这样的背景下,研究二级公路冰雪天气条件下的通行能力显得尤为重要。
本文将围绕这一研究主题展开讨论,分析二级公路在冰雪天气下的通行能力及其影响因素,并提出相应的解决方案。
首先,二级公路在冰雪天气下的通行能力受到多种因素的影响。
其中最主要的是路面状况。
冰雪覆盖的路面极易导致车辆打滑、制动距离变长等情况发生,进而影响车辆的安全通行和正常速度。
此外,降雪量、降雨量、温度等气象因素也会对二级公路的通行能力产生直接影响。
例如,大雪和冻雨会导致道路积雪加深以及结冰现象的出现,从而加剧对路面的驾驶阻力。
此外,湿滑的路面也会增加制动距离和车辆控制的困难,进一步降低通行能力。
其次,为了提高二级公路在冰雪天气条件下的通行能力,可以采取以下多种措施。
首先,务必保持二级公路的良好维护。
定期巡视和清理道路上的积雪、冰层,增加防滑材料的使用,有助于减少路面的湿滑情况,提高车辆的牵引力和制动效果。
其次,要加强对驾驶人员的培训和教育。
提高驾驶员的冰雪驾驶技巧和驾驶意识,使他们能够在冰雪天气下更加安全和高效地驾驶车辆。
此外,应加强冰雪天气的交通信息发布和路况监测,及时提供准确的路况信息给驾驶员,让他们能够做出正确的驾驶决策。
再次,科技的应用也可以提高二级公路在冰雪天气下的通行能力。
例如,利用先进的路面温度传感器、路面监测系统和智能交通系统,可以实时监测和分析路面的温度和湿度情况,提前警示驾驶员路面存在的负面影响,从而减少事故发生的概率。
此外,利用先进的防滑设备、雪碧融化剂等冰雪处理技术,可以更有效地清除路面冰雪,提高路面的通行条件,减少交通堵塞的发生。
最后,政府的支持与投入是提高二级公路在冰雪天气下的通行能力的关键。
政府应加大对冰雪天气下公路的维修和保养投入,加强公路设施的建设,提高公路的抗冰雪能力,确保公路在恶劣天气条件下的安全通行。
冬季积雪覆盖创新可行性研究报告一、背景分析1.1 冬季积雪覆盖带来的问题冬季积雪覆盖对城市带来的主要问题包括交通拥堵、能源消耗加大、农业损失、城市基础设施受损等。
在交通方面,积雪会使道路变得湿滑,增加交通事故的发生率,导致道路拥堵。
在能源方面,积雪会导致供暖能源消耗增加,造成对环境的污染。
在农业方面,积雪会覆盖作物,影响农作物的生长,造成农业损失。
在城市基础设施方面,积雪会对建筑物、道路、电力设施等造成损害,增加城市维修成本。
1.2 城市应急反应能力提升的需求面对冬季积雪覆盖带来的问题,提高城市在冬季积雪覆盖下的应急反应能力已经成为当前城市发展的重要任务。
城市应急反应能力的提升可以有效应对冬季积雪覆盖带来的问题,减少损失,保障城市正常运转。
二、冬季积雪覆盖下的创新可行性研究2.1 基于传感器的城市积雪监测技术传感器技术是当前城市规划和管理中常用的技术手段之一。
在冬季积雪覆盖下,通过使用传感器技术,可以实时监测城市的积雪情况,提前预警,为城市的应急反应提供准确数据支持。
目前,已经有一些城市采用传感器技术进行积雪监测,取得了良好效果。
因此,将传感器技术应用于城市冬季积雪监测中具有较高的可行性。
2.2 基于人工智能的城市积雪预测技术人工智能技术在城市规划和管理中也有较为广泛的应用。
在冬季积雪覆盖下,可以通过采用人工智能技术,对城市的积雪情况进行预测,为城市的应急反应提供科学依据。
目前,已经有一些研究基于人工智能技术进行城市积雪预测,取得了一定成果。
因此,将人工智能技术应用于城市冬季积雪预测具有较高的可行性。
2.3 基于无人机的城市积雪清理技术无人机技术在城市规划和管理中也有较为广泛的应用。
在冬季积雪覆盖下,可以通过使用无人机技术进行城市积雪清理,提高城市的应急反应效率。
无人机技术可以在短时间内对城市进行全面的积雪清理,大大减少城市的积雪清理时间,提高城市的应急反应能力。
目前,已经有一些城市采用无人机技术进行积雪清理,取得了良好效果。
低温路面冰雪融化技术研究近年来,随着气候变化趋势的日益严峻,我国北方地区的冬季道路结冰现象越来越严重,给人们的出行、生产等带来了很大的不便。
为了保障公路交通安全、减少交通事故的发生,低温路面冰雪融化技术应运而生。
本文将对低温路面冰雪融化技术进行一定的研究和探讨。
一、低温路面冰雪融化技术的分类据了解,低温路面冰雪融化技术主要分为以下几种:1.物理融雪技术:包括传统的盐水融雪、机械除雪等方法。
2.化学融雪技术:使用化学融雪剂来将路面结冰的水分分解,在分解的过程中释放出大量的热量,使路面加速融化。
3.辐射融雪技术:使用红外线、激光等辐射方式进行融雪。
4.微生物融雪技术:利用菌类或微生物来降低结冰点温度,达到快速融雪的效果。
其中,物理融雪技术和化学融雪技术被广泛应用。
二、低温路面冰雪融化技术的优缺点低温路面冰雪融化技术相较于传统的融雪方法有以下优点:1.效率高:低温路面冰雪融化技术具有快速融雪、保持道路通畅的特点,能够在短时间内消除路面积雪或冰层,有效降低道路交通事故的发生率。
2.环保:相较于传统的融雪方法,低温路面冰雪融化技术更加环保。
传统的盐水融雪方法会对城市的路面、建筑物、植物等环境造成不小的伤害,而低温路面冰雪融化技术在融雪过程中不会造成任何污染。
3.节能:低温路面冰雪融化技术的融雪过程中消耗的能耗远远低于传统融雪方法,对能源的利用更加节约。
但是,低温路面冰雪融化技术也存在以下缺点:1.投入成本高:低温路面冰雪融化技术的投入成本较高,需要购买大量的先进设备和融雪剂。
2.设备维护费用高:低温路面冰雪融化设备需要进行定期的检修和维护,这对设备的维修、保养成本要求较高。
三、结合我国北方冰雪天气特点的低温路面冰雪融化技术在我国北方的冰雪天气中,随着温度的下降和结霜的加重,传统的融雪方法已经无法满足保障道路通行的需要。
因此,如何结合我国北方冰雪天气特点,开展低温路面冰雪融化技术研究,是当前求解的问题。
在这方面,我国已经取得了一定的成果。
公路冰雪严寒灾害技术措施公路冰雪严寒灾害技术措施是针对寒冷地区公路在冬季冰雪天气中出现的病害进行防治的技术方法。
这些技术措施主要包括公路设计、施工、养护和运营等方面的措施,以确保公路在冰雪严寒条件下的安全、畅通和耐久性。
本文将从这几个方面详细阐述公路冰雪严寒灾害技术措施。
一、公路设计措施1. 合理选线:在设计阶段,应充分考虑地形、气候、地质等自然条件,合理选择路线,尽量避免穿越冰雪灾害频发的区域。
2. 路线设计:在严寒地区,应降低路线的纵向坡度,减小冰雪对路面造成的危害。
同时,应合理设置平曲线,避免长直线段,以减小雪害的影响。
3. 路面结构设计:选用抗滑、抗冰、耐磨损的路面材料,如沥青混凝土、水泥混凝土等。
在严寒地区,可选用加热路面或融雪路面,以减轻冰雪对路面的影响。
4. 排水设施设计:合理设置排水设施,避免水分在路面结冰,造成路面损坏。
在严寒地区,可增设融雪排水设施,如融雪井、排水沟等。
二、公路施工措施1. 施工材料:选用优质、耐寒、抗冰的材料,如沥青、水泥、石料等。
在寒冷季节施工时,应加强对材料的保温和防冻措施。
2. 施工工艺:在施工过程中,应严格控制各种工艺参数,确保路面结构的密实、平整和强度。
在严寒地区,可采取加热施工或低温施工工艺,以保证工程质量。
3. 防雪设施:在施工过程中,可根据需要增设防雪设施,如防雪板、融雪装置等。
三、公路养护措施1. 养护材料:选用耐寒、抗冰、耐磨的养护材料,如沥青再生剂、水泥砂浆等。
在严寒地区,可选用加热型养护材料,以减轻冰雪对路面的影响。
2. 养护工艺:在养护过程中,应采用科学的养护方法,如路面铣刨、热再生、局部修补等。
在严寒地区,可采取加热养护或低温养护工艺,以保证养护效果。
3. 防雪设施:在养护过程中,可根据需要增设防雪设施,如防雪板、融雪装置等。
四、公路运营措施1. 交通管制:在冰雪天气,应根据路面状况和交通需求,采取相应的交通管制措施,如限速、禁止通行等。
大雪天气下的道路清雪技术研究在寒冷的冬季,大雪天气给道路交通带来了极大的困扰。
为了确保交通安全和保障市民出行,道路清雪技术研究变得尤为重要。
本文将对大雪天气下的道路清雪技术进行探讨和研究,并提出一些解决方案。
1. 大雪天气对交通的影响大雪天气给道路交通带来了很多挑战。
首先,大量的雪量会导致道路上积雪,进而影响车辆的行驶。
其次,积雪容易变成冰,增加了交通事故的风险。
此外,大雪天气还会使路面变得湿滑,减少车辆的牵引力,加剧了车辆的滑行,不利于车辆和行人的安全。
2. 道路清雪技术的重要性道路清雪技术的研究意义重大。
首先,及时有效地清除道路上的积雪,可以降低交通事故的发生概率,保障行车安全。
其次,道路清雪可以提高道路的可通行性,减少交通拥堵,为市民提供便利的出行环境。
此外,道路清雪技术的研究也可以帮助城市规划部门制定更加科学的道路建设和维护方案。
3. 道路清雪技术的研究方向为了有效地清雪,目前有几种主要的道路清雪技术。
首先,机械清雪技术是最常见的一种清雪方式。
机械清雪设备如扫雪车、冰铲等,可以迅速清除道路上的积雪。
其次,化学清雪技术适用于湿雪或冰雪路面。
通过喷洒除雪剂,可以加速雪的融化和溶解,使道路迅速恢复正常。
此外,他人清雪技术也是一种常用的道路清雪方式,通过人工清雪,可以清除容易被机械设备忽略的积雪。
4. 道路清雪技术的发展趋势随着科技的不断发展,道路清雪技术也在不断创新与改进。
首先,智能化的道路清雪设备正逐渐崭露头角。
通过传感器和控制系统,这些设备可以实现自动清雪和自动调节路面温度,提高清雪的效率和质量。
其次,可持续性的清雪技术也备受关注。
利用可再生能源或环保材料,研发环境友好型的清雪设备,可以更好地保护生态环境。
5. 大雪天气下的道路清雪管理除了技术创新,合理的清雪管理也是道路清雪的重要环节。
首先,政府部门应制定完善的道路清雪方案,并及时发布路况信息,提醒市民关注道路状况。
其次,应加强清雪设备的维护和保养,确保设备的正常运行。
寒冷地区改性沥青路面施工技术研究及应用【摘要】本文研究了在寒冷地区改性沥青路面施工技术及应用。
引言部分包括研究背景、研究目的和研究意义。
正文部分分别介绍了改性沥青在寒冷地区的特点、施工技术、路面性能、经济效益和推广应用。
研究表明,改性沥青在寒冷地区具有优异的抗冻性和耐久性,可以有效改善路面质量。
结论部分指出寒冷地区改性沥青路面施工技术的可行性,并展望了未来研究方向。
寒冷地区改性沥青路面施工技术对提高道路交通安全和舒适性具有重要意义,值得推广和应用。
【关键词】关键词:改性沥青、寒冷地区、路面施工技术、路面性能、经济效益、推广应用、可行性、未来研究、结论总结。
1. 引言1.1 研究背景随着我国交通建设的不断发展,寒冷地区的路面施工技术面临着越来越严峻的挑战。
寒冷地区气候条件恶劣,温度低,降雪频繁,路面易受冻融影响,导致路面龟裂、坑洼等问题频发。
传统的沥青路面在寒冷地区存在着诸多不足,如耐寒性差、裂缝易生、抗水性低等。
为了解决这些问题,改性沥青在寒冷地区的应用备受关注。
研究表明,改性沥青具有优良的抗裂性、耐寒性和抗水性,能够有效提高路面的抗压性和耐久性。
在寒冷地区推广应用改性沥青技术,对于提高路面的抗寒能力,延长路面的使用寿命,减少维护成本具有重要意义。
本文将针对寒冷地区改性沥青路面施工技术进行深入研究,探讨其在寒冷地区的特点、施工技术、路面性能、经济效益以及推广应用等方面的内容,以期为寒冷地区路面施工提供更科学、更有效的解决方案。
部分结束。
1.2 研究目的研究目的是为了探索在寒冷地区改性沥青路面施工技术的可行性,进一步提高路面的抗冻性、耐久性和抗裂性,从而解决寒冷地区沥青路面在冬季易出现龟裂、变形和损坏的问题。
通过研究改性沥青在寒冷地区的应用效果,评估其对路面性能和经济效益的影响,为改善寒冷地区道路的质量和稳定性提供技术支持和理论指导。
通过推广应用改性沥青路面施工技术,促进道路建设与交通运输的发展,提高道路的通行能力和安全性,满足社会经济发展对道路交通的需求,实现寒冷地区道路建设的可持续发展目标。
抗凝冰沥青路面应用技术研究摘要:本文选用抗凝冰性能更好的缓释抗凝冰剂,使抗凝冰沥青混合料具有良好的水稳定性、高温稳定性、低温稳定性以及经济性,总结出抗凝冰技术的配合比设计、铺装施工工艺,以期对今后抗凝冰沥青路面的施工应用提供参考。
关键词:抗凝冰;沥青路面;施工应用辽宁省受气候影响,全年降雪次数多,降雪量大,对道路畅通和行车安全造成了较大影响,为降低这种影响,目前辽宁省高速公路常用的除冰雪方法为降雪前预撒融雪剂、降雪中撒布融雪剂、降雪后机械除雪。
耗费了大量的人力物力,还会造成结构腐蚀、铺装层损伤,增加后期维护费用。
如何通过一定的技术手段,让沥青层在不损失路用性能的前提下,拥有主动抗凝冰功能,提高行车安全,减少除雪除冰造成资金和人力的消耗,缩短封闭时间,降低对附属设施和铺装层造成的腐蚀和损伤,受到了越来越多道路从业者的关注。
综合考虑材料成本、使用寿命、混合料性能和铺装层本身抗滑性能等因素,用缓释型抗凝冰填料替换沥青混合料中的矿粉,在不损失路用性能的前提下,使得沥青混合料兼具抑制结冰与抗滑表层的特点,且相比密级配的沥青混合料类型应用的成本得到明显降低。
1抗凝冰改性剂性状及除冰原理1.1抗凝冰改性剂性状抗凝冰改性剂技术参数见表1所示。
表1抗凝冰改性剂技术参数技术指标技术参数密度 1.8g/ml粒径0.1-3mm熔点≥260℃溶液PH值中性偏弱碱性硬度≥100N1.2抗凝冰机理分析(1)降低路表冰点抗凝冰材料的主要成分是可溶性盐,具有吸湿性,表面经常被薄膜状的饱和盐溶液所包围,当薄膜溶液的蒸气压低于大气中水蒸气分压时,盐易吸附大气中的水分而发生潮解,盐颗粒表面逐渐聚集形成水膜,盐水可降低路面冰雪的冰冻点,减少路面结冰现象。
(2)降低路面和冰层间的粘结力降雪时,抗凝冰沥青路面表层存在薄层盐水,盐水在结冰后期充当冰雪层和沥青路面之间的缓冲带,减弱了两者之间的粘结力,有利于后期的公路除冰雪作业。
1.3缓释型抗凝冰材料的释放机理在行车荷载作用下,由于抗凝冰沥青路面有一定的空隙,路表水分渗入到沥青路面内部,抗凝冰材料被水分包围,盐分的吸湿作用下,表面被盐水包围。
冰雪天气下道路结冰条件的监测与技术
在冰雪天气下,道路结冰是一个常见且危险的问题,容易导致交通
事故的发生。
因此,对道路结冰条件进行监测并采取相应的技术手段
进行防范显得尤为重要。
一、监测道路结冰条件的方法
在冰雪天气下,道路结冰的主要原因是路面温度低于冰点,使得积
雪或雨水结冰。
1. 使用路面温度传感器进行监测。
通过在道路上设置路面温度传感器,可以及时监测路面温度的变化情况,从而判断是否有结冰风险。
2. 运用摄像头进行实时监测。
在关键路段安装摄像头,实时监测路
面状况,发现结冰迹象及时采取措施。
3. 利用天气预警系统。
通过与气象部门合作,及时获取天气预警信息,提前做好防冰准备。
二、防止道路结冰的技术手段
除了监测道路结冰条件,还可以通过一些技术手段来防止道路结冰,减少交通事故的发生。
1. 预先撒布防滑剂。
在预警结冰风险的情况下,可以提前撒布防滑
剂或融冰剂,减缓路面结冰的速度。
2. 定期清雪除冰。
在冰雪天气过后,及时清理路面积雪,并进行除
冰作业,保持路面干燥,减少结冰风险。
3. 采用智能控制系统。
利用智能控制系统,监测道路温度及湿度等参数,及时调整路灯、加热设备等,预防结冰情况的发生。
总结
在冰雪天气下,道路结冰条件的监测与技术手段的运用对于减少交通事故具有重要意义。
通过合理设置监测设备、使用防滑剂、定期清雪除冰等方法,可以有效预防和应对道路结冰问题,提高道路交通安全性。
希望相关部门能够重视道路结冰问题,加强监测与管理,确保公众出行安全。
积雪冰雪地区路面防滑设计摘要:寒冷天气积雪冰雪地区路面出现的结冰、积雪现象将导致路面抗滑性能骤降,严重影响行车安全。
本文简述了目前寒冷地区常用的路面防滑技术,并分析了不同技术的适用性及优缺点,旨在为积雪冰雪地区路面防滑设计提供参考。
关键字:路面防滑;积雪冰雪地区;物理防滑;除冰雪技术我国大部分地区属于季冻区,道路积雪结冰现象普遍,路面积雪结冰后,摩擦系数急剧降低,轮胎与路面的附着力仅有正常状态的30%左右,由此导致车辆失控打滑、制动距离显著增大,进而引起一系列交通事故,危及行车安全[1]。
2008年我国南方特大雪灾造成南方灾区大部分交通瘫痪;2012年1月7日甘肃省降雪引起高速公路结冰,导致天水市境内的天定高速甘谷段连续发生18起交通事故,7人遇难, 18人受伤,交通中断,且天巉高速马营梁段、徐古路乌鞘岭段等均出现了道路拥堵现象[2];2018年初江苏、浙江、安徽、陕西等10省(直辖市)大规模降雪,高速封堵,波及受灾群众 341.9 万人,造成直接经济损失25.5亿元[3]。
路面积冰雪严重影响了道路的正常运行,阻碍了人们的正常出行以及社会物资的运输。
为解决积雪冰雪地区路面积雪结冰引起抗滑性能降低的问题,本文简述了目前寒冷地区常用的路面防滑技术,按原理将其分为物理防滑、除冰雪防滑两种方法,为积雪冰雪地区路面防滑设计提供参考。
一、物理防滑物理防滑的原理在于直接增大路表的摩擦系数。
路面降雪结冰后,其摩擦系数将显著降低,严重影响道路的正常通行。
物理防滑是在路面积雪结冰后,在路表撒布砂石、矿渣、炉渣、粉煤灰等防滑材料,黏附于路面冰雪层上,可以迅速提高路面摩擦力,增大轮胎与路面的粘附力,有效减少冰雪路面车辆失控打滑漂移等危害。
采用该方法时,为保证抗滑性能,防滑材料直径应大于5mm,且应保证其直径大小均匀以增大路面的粗糙度,同时,其最大直径应小于10mm,以防止车辆行进时荷载作用引起防滑材料弹射而破坏车辆挡风玻璃[4];为防止其破坏环境,不得使用脆性大、有污染、含金属碎片的材料,且其黏土及粉尘含量不得高于3%。
科研项目申请书项目编号项目名称PRE-I涂料和碎冰1#在东北寒冷地区路面上的应用项目负责人赵可负责人所在单位重庆鹏方路面工程技术研究院有限公司填表日期2011年05月目录一、研究目的、意义 (1)二、研究现状 (3)2.1国内研究现状 (3)2.1.1 冰雪处理措施 (3)2.1.2 冰雪灾害预警系统 (4)2.1.3 路面冰雪主动防治技术 (4)2.2国外研究现状 (5)2.2.1 冰雪处理措施 (5)2.2.2 冰雪灾害预警系统 (6)2.2.3 路面冰雪主动防治技术 (7)2.3研究现状分析 (9)三、研究内容及研究目标 (12)3.1研究内容 (12)3.1.1 抗冰雪路面使用性能要求 (12)3.1.2 抗冰雪材料的性能研究 (12)3.1.3 抗冰雪实体工程铺筑验证 (14)3.2研究目标 (14)3.3技术难点、研究方法及学术、理论实践意义 (15)3.3.1 拟解决主要问题及技术难点 (15)3.3.2 课题研究方法 (15)3.3.3 课题研究学术价值及理论、实践意义 (16)四、研究方案及技术路线 (17)4.1研究方案 (17)4.2技术路线 (17)五、研究进度安排 (18)六、参加人员及分工 (19)七、项目负责人简介 (20)八、经费预算 (21)一、研究目的、意义我国东北大部分地区冬季气温平均在-10℃以下,路面经常被冰雪覆盖,路面积雪结冰问题十分常见,尤其是初冬和初春季节,路面的积雪在温度变化和车辆荷载作用下,路面表面极易形成薄冰,影响道路安全(如图1所示)。
据分析,道路冰雪的存在使得路面的附着系数大大降低(据不完全统计,干燥的沥青路面附着系数为0.6,积雪路面附着系数为0.2,冰路面的附着系数为0.15),附着力降低导致车辆的制动稳定性和转向操作稳定性都将变差,常常会使汽车刹车失灵、方向失控,车辆容易打滑、跑偏,制动距离显著延长,而且在冰雪路面上行车,由于长时间的强光反射刺激,容易使驾驶员双目疼痛、流泪、视线模糊不清,进而引发交通事故频繁上演,冰雪天交通事故率明显增加。
图1 道路冰雪状况据统计,因道路积雪凝冰造成的就交通事故占冬季事故发生率的35%以上,交通事故通常用每天的日交通事故指数的大小来描述,日交通事故指数是根据交通事故的次数、伤亡人数以及经济损失等三项指标加权计算得到。
以东北地区某市为例,2005年全年日交通事故指数为4.41,而初春或初冬冻融季节交替段的日交替事故指数飙升至5.2,综合分析每年的11月和次年的3月交通事故发生率均较高,原因在于此季节冷暖潮湿气流交替频繁,路面在冬季大量积累的降雪在车辆荷载的作用下逐渐融化,在晚间负温度进一步作用导致在路面表面极易形成一薄层凝冰,使得路面的抗滑性急剧下降,引起车辆侧滑和翻车事故,从而导致交通事故激增,日交通事故指数上升,由于凝冰积雪带来的交通危害,不仅威胁着广大司乘人员的生命财产安全,同时对交通设施及车辆造成严重破坏,冰雪天气道路运输效率也极低,给客货运带来诸多不便,此类现象往往在上下坡、弯道、隧道出入口等路段尤为突出。
因此如何有效的解决冰雪路面的交通安全,降低交通事故率,提高道路的通行能力和运营效益,形成良好的交通安全管理模式已经成为困扰冬季冰雪地区交通管理部门的重要问题之一,有效地、科学地开展路面的除冰雪技术研究开发具有重要的社会经济价值,这不仅将促进我国其他地区路面冰雪的防治技术研究的进步,而且对提高我国公路建设行业技术水平具有积极的意义。
二、研究现状有关道路冰雪的防治与对策方面,国内外先后进行了大量的技术研究及物资、设备、人力投入,归纳起来人类目前对道路冰雪灾害的预防及对策主要表现为三个方面:冰雪的处理措施、冰雪灾害预警系统以及路面冰雪主动防治技术研究等。
2.1国内研究现状2.1.1 冰雪处理措施处理路面积雪措施大体上可以分为移除法和消融法两大类。
前者主要是借助于人工或者机械设备等将积雪破碎并从路面转移到其他场所,以保证路面交通安全;后者主要是通过采用一定的融雪剂或者加热的方法将积雪转化成可流动的水而排走。
人工移除法即通过人工方法清除路面积雪,该法效率低且影响行车安全,无法长时间作业,仅适应于积雪不大的情况。
采用机械设备铲除积雪已有数十年应用历史,目前已经形成可以适应各种情况的除雪系列产品。
热力消融法利用高温介质与积雪接触,通过二者之间的温度差产生热传递,从而将积雪温度提高到熔点以上转化成流动水排走,该法需要大量的热量,经济性不强。
洒水消融的方法适合于面积小,排水性能好的场所,融化的冰水必须要迅速排走,否则易于再次结冰,导致更为严重的交通事故。
地热管法是通过管道将地热传到地表面来融雪化冰,但是建造和安装加热管道比较复杂,耗费时间较长。
流体加热法是采用自然的热水源或存储的太阳能来进行加热的方法,以太阳能加热法为例,在夏季将太阳能产生的热能存储起来,在冬季里利用所存储的热能来融化冰雪,流体加热消融法系统的建造和安装价格较高,除冰雪效果并不是很理想。
化学消融法主要是向路面洒布一定量的防冻结化学材料,以降低结冰点,使路面冰雪溶化或者降低路面结冰程度。
常用材料有固体和液体两种形态,主要有非食用盐、钾盐渣、氯化钙、醋酸盐等。
化学方法在气温较高、降雪量不大时,除雪效果明显,但容易造成环境污染。
化学消融法也适用于消除路面凝冰。
就我国而言,目前道路冰雪的最为常用方法仍然大多采用移除法和消融法相结合的方法进行道路冰雪清理,即在道路冰雪发生前预先喷洒一定的化学除冰盐等进行预防,冰雪发生后期采用撒铺化学除冰盐辅以重型机械进行碾压,必要时进行机械设备除冰或人工清理的方法进行冰雪清理,而对热力融雪方法由于铺装工艺复杂、耗能高,目前较为不常用。
2.1.2 冰雪灾害预警系统所谓冰雪灾害预警系统就是建立公路气象服务系统或道路气象信息系统RWIS (Road Weather Information System,RWIS),通过准确及时的气象信息提高交通管理的智能化水平与交通安全方面的公共服务能力。
我国在这方面研究起步较晚,近年来在气候气象对于道路交通安全影响的分析理论与方法方面积累了初步经验,但在气象预报服务技术方面尚未形成系统的研究成果,也未能开展规模化的高速公路气象服务。
国家气候中心曾对我国气候气象及灾害性天气对交通系统造成的影响进行了分析评述,并对灾害性天气(暴雨、洪水、冰雪、风、雾及高温天气等)与公路交通进行了相关研究,但尚未达到开展公共服务的层次。
随着公路交通气象服务需求增强,我国一些气象台站正在开始建设高速公路沿线灾害性天气监测系统,但由于资金等条件的限制,进展比较缓慢,而且主要集中于对于单一气象现象的监测,有关冰雪造成路面冰雪灾害的预警措施至今尚未能得到系统研究。
2.1.3 路面冰雪主动防治技术路面冰雪主动防治技术就是利用路面特殊的力学特性或构造特性,通过行驶车辆反复碾压作用,无需其他人为辅助自发完成清除凝冰或改变冰雪的状态从而达到改善交通的功效。
哈尔滨工业大学谭忆秋教授实验室先后进行了冰雪地区橡胶颗粒沥青混凝土技术的研究,其目的就是利用橡胶颗粒的高弹性和普通集料的低弹性制备出具有弹性间断的沥青混合料,当冰雪作用于其表面并在车辆荷载的作用下,依据橡胶颗粒和普通集料所产生的应变不同,进行使得冰雪(尤其是凝冰)与结合面之间的粘附力降低,从而使得冰雪不易附着于路表,进而便于冰雪的清理。
周纯秀博士大量系统研究证实了在沥青混凝土中掺入3~4%的橡胶颗粒可以有效的破碎路面结冰,提高抗滑性降低交通事故的发生,并铺筑了试验路段。
武汉理工大学张谢东教授针对解决路面凝冰问题,相继开展了碳纤维导电混凝土的研究工作,先后完成了碳纤维导电混凝土组合结构选取、电热转换效率、融冰雪控制方法以及现场试验系统的研究工作,通过研究证实采用碳纤维导电混凝土作为冬季抑制路面冰雪的表面层具有较好的抗冰雪效果,如果条件允许(主要指经济条件)可以在冰雪易发地段采用。
重庆鹏方路面工程技术研究院有限公司,作为国内第一家道路凝冰防治研究的专业路面结构,先后承担了“十一五”国家科技支撑,四川省交通厅、湖南省交通厅等路面凝冰灾害的项目研究工作,相继进行了抗凝冰集料混合料、抗凝冰填料(碎冰1#)混合料、降冰点微表处以及抗凝冰涂料(PRE-I)等材料的性能研究,进行了大量的室内试验研究工作,至今开发出三种具有较好的抗凝冰路面材料,并在四川、贵州等省铺筑了抗冰雪试验路段,初步证实了重庆鹏方路面工程技术研究院有限公司开发的抗凝冰路面具有良好的除冰效果,对解决云贵川地区的冬季凝冰具有积极的效果,然而其材料运用到东北地区仍需要大量的性能改良及相关技术研究。
2.2国外研究现状2.2.1 冰雪处理措施有关国外关于对道路冰雪的处理方法基本上我国一样,主要采用的是移除法(人工移除、机械设备移除)以及融化法(热力融化法、化学熔化法)。
2.2.2 冰雪灾害预警系统基于目前复杂的气候、道路状况等引发的冰雪交通事故,发达国家正在相继建立不同形式的公路气象服务系统或道路气象信息系统RWIS (Road Weather Information System,RWIS),一些国家的交通管理机构把RWIS和智能交通系统ITS ( Intelligent Transport System)进行整合。
在路面凝冰或积雪的道路交通安全预警研究方面,国外一些研究机构正在开展应用的研究。
日本成田国际空港股份有限公司、三机工业株式会社、日立电线株式会社于2005年共同申请了“路面结冰检测传感器及其设备方法、和路面结冰检测方法专利” (公开号CN1670499 公开日20050921)。
该发明涉及的路面结冰检测传感器,由感温部件、具有接触路面的感温部、和从该感温部竖直设置的鳍部组成。
鳍部呈T字形,由高导热性金属制造。
将具有光反射峰值波长随变形而变化的光纤布拉格光栅(FBG)粘接在上述感温部件的鳍部上面。
以壳体隔热部件包围上述感温部件的鳍部和光纤。
用光缆对在路面上设置规定数量的各路面结冰检测传感器间进行连接,从光缆的一端射入脉冲光,接收从各路面结冰检测传感器来的反射波长,来测量路面温度。
能量吸收系统公司于2002申请了“路面结冰点监测系统和方法专利”(公开号CN1615432 公开日20050511)。
该专利涉及一种改进的路面结冰点监测系统和方法,包括改进的采样井,用于精确测量路面液体的结冰点,采用只要求两个导体的温度传感器来接受功率以及发送和接收数字地址和温度信息,采用改进的算法检测路面上液体的结冰点,采用传导性测量值验证检测到的结冰点,以及通过网络向远程计算机发送温度信息。
可见,这些发明及其应用均以测定路表温度作为判识路表是否凝冰的标准,这样的监测系统和预警应用尚不够完善,是否适应于冬季冰雪易发路段也未经实际工程验证。