高速公路除冰雪技术研究

我国高速公路的通车里程居世界第 2位，仅次于美国，且幅员辽阔，3／4的国土降雪。积雪会对高速公路造成严重的经济损失和社会影响，轻则断路，重则引发交通事故。数辆乃至数十辆车在高速公路上因雪害而首尾相撞的案例屡有报道，雪害已经成为高速公路的白色杀手。因此，为了解决高速公路除雪问题，加强交通安全管理，国家已把除雪技术列为高速公路三大攻关项目之一。

l、现有高速公路清冰雪技术

就高速公路清冰雪技术而言，目前国内外所采用的方法主要有：一是传统的人工清冰雪技术；二是在道路上撒施化学物质融化冰雪；三是靠各种清冰雪机械清除积雪。

人工除冰雪功效低、浪费人力、作业成本高、占有路面时间长，且不安全因素多，易发生交通事故，不能适应高速公路清除冰雪的要求。

融雪剂又称除冰盐或道路防冻剂，主要用于冬季机场、公路、广场、停车场、铁路、城市街道等，起到除雪及防冻作用，其成分 以氯化钠、氯化钙、氯化镁等盐类为主。由于融雪剂具有使用方便，价格适 中等优点，许多大中城市广泛使用。但是，融雪剂除雪在带来便利的同时，对城市环境也产生了不可忽视的危害，例如腐蚀城市道路设施、影响植物生长、污染水体、破坏土壤结构、破坏臭氧层等。

除雪机是通过机械对冰雪的直接作用，进行推扫或铲除，主要分为犁式除雪机械和螺旋转子除雪机械两大类。研制性能优越的除雪机械成为 世界上冬季降雪国家的一个重要课题。

2、国内外除雪机械现状

国外使用除雪机已有数十年的历史，现已发展成各种专用的或与汽车、拖拉机配套的系列产品。除雪技术成熟、除雪设备档次高，能较好地完成高速公路清除浮雪工作。国内除冰雪机械经过十几年的产品开发，其工作原理已有近十种，但由于各企业所开发的除冰雪机械在功能和性能上缺乏系统的构思，难以克服机械在进行除冰雪作业时对路面的损伤或机械 自身的损伤。有的机械即使克服了上述某一难题，但由于机械的功能结构搭配不合理，造成其功能的不完备和使用环境的单一，除冰雪效率不高。因此，在大力发展我国除雪机械的同时，也注意引进吸收国外先进的除雪设备。归纳起来，主要有以下两类设备。

2.1犁式除雪机

犁式除雪机主要适用于未经压实的积雪，特别是密度较小的新降积雪。由于结构简单、价格低、效率高、工作可靠，是目前使用最广泛的除雪机 械。犁刀的型式主要有V形犁、U形犁、单向犁及侧翼铲等。国外的犁式除雪机，大多数具有避让功能，此外，还可以实现犁刀以及作业角度的变化。

犁式除雪机是国外使用较早的除雪机械，早在1943本就开始把 V形犁装在载重车上用于道路除雪，经过多年的发展，国外犁式除雪机已具有较高的技术水平。以俄罗斯产KO一812—2型犁式除雪机为例，其基础车采用MT3—80／82拖拉机，工作装置有推土板、犁刀和圆盘刷，作业宽度为：推土板2500mm，犁刀2500mm，圆盘刷1800mm。

2.2旋切式除雪机

旋切式除雪机一般具有切削、集中、推移和抛投功能，具有结构复杂、功能多的特点。分为单级式和双级式两种，其中单级式又分为铣刀型和风扇型；双级式分为单轴螺旋风扇型及双轴螺旋风扇型。

俄罗斯、日本是生产旋切式除雪机的主要国家，技术较成熟，其产品性能目前居世界领先水平。日本产高速行走旋切式除雪机，作业速度为70km／h ，采用4轮驱动方式和盘式制动器，全长为7790mm，机宽2490mm，最大除雪宽度24~XJrnm，发动机功率220kW，最大除雪速度70km／h ，最大除雪量3000t／h 。

[!--empirenews.page--]

3、国内除雪机械 目前存在的主要问题

几十年来，国内的许多研发和管理单位在除雪机械的研制与技术引进上做了许多工作，但迄今为止，除雪机械并没有大面积推广使用，其主要原因如下。

( 1 )作业速度低。

目前，国外犁式除雪机最大除雪 速度可达50km／h ，旋切式除雪机最大速度达70km／h ，而国内犁式除雪机最大除雪速度只达20km／h，旋切式除雪机最大速度为30km／h 。

( 2 )整机利用效率低、成本高。

尽管中国的北方地区冬季降雪期可达3～4个月，可是资料表明冬季降雪次数并不多，最多也只是十几次而已，如果除雪机只有除雪的单一功能，那么机器一年里大部分时间处于闲置状态，大大提高了除雪作业的成本，增加了公路养护部门的负担。

( 3 )避让功能不理想。

国内已有的犁式除雪机械大部分回避路障的功能较差，在除雪过程中常常因遇路障而使主机或除雪装置损坏。吉林省交通科研所与磐石县公路管理段联合开发的CL一2.4型公路除雪器，安装了避让装置和防止过度避让锁链，可以保证在除雪作业过程中避让路障，防止主机或除雪器的损坏；还可以同时防止因过大避让使避让回位弹簧损坏。该装置居国内领先地位，达到了20世纪90年代国外同类产品水平，但在机器的运行中还需进一步跟踪测试、验证。

( 4 )对路面保护能力差。

当路面凸凹不平时，除雪作业会对路面造成破坏，虽然除雪机械对路面的损坏程度 目前还没有一个衡量标准，但国内的除雪机械在路面仿形能力及对路面保护等方面，与国外机型相 比还存在一定差距。

4、国内除雪机械的发展方向

( 1 )加强雪的力学特性研究，建立道路气象系统。

为了提高除雪机设计水平，需要对雪的力学特性进行深入研究，此外应建立道路气象系统。该系统是由设置在各地的传感器与具有先进软件的微机构成，用于预测道路的冻结和除雪状况，利用其传感器可获取路面温度、湿度、风向、风速等方面的信息，以便及时、准确地掌握路面状况，灵活、高效地使用除雪机械。

( 2 )向小型化、高速度方向发展。

除雪不仅养护路面，还能保证道路 的畅通，提高道路利用率，但在除雪作业中，除雪机机身的大小及除雪速度也是影响交通的两个重要因素。机身过大，除雪机 占道影响交通，而且不适于在狭窄路面除雪；速度过低，影响车流通畅。为了不妨碍交通，今后我 国的除雪机械要 向小型化、高速度的方向发展。

( 3 )向多功能、机电一体化的发展。

为了提高机器的使用率，除雪机械应 向一机多用的方向发展。可对多种机械如卡车、推土机、建筑机械等实施改造，只是在冬季降雪时进行除雪作业，其余时间可进行洒水、清扫等多种路面养护作业及其它作业。在同一底盘上安装上不同功能部件，适应不同的作业功能，可大大提高动力机械本身的故障，同时除雪机械应尽量采用机电液新技术，实现自动控制，提高除雪机械的科技含量。

( 4 )要注意提高安全性、舒适性。

由于除雪机械在作业时路面滑，驾驶操作具有一定的危险性，因此要最大限度地减轻驾驶员的操作强度，改善除雪机械的可操作性。研制自动控制系统，实现自动避让功能，避免机器和除雪装置的损坏。同时要注意改善驾驶室的工作条件，加强防

噪声、防尘埃措施，减轻驾驶室振动，注意通风，使驾驶员在一个舒适的环境中工作。

集中人力、物力优势，联合开发除雪机械，尽早研制出高速度、高性能的除雪设备，减少人力除雪，实现除雪自动化。这样既可以大大降低劳动强度，把人们从恶劣劳动环境中解脱出来，又可以提高国内城市建设机械化水平，减少融雪造成的污染。