国外冬季除冰雪技术及设备概况
中国工程机械工业协会筑路机械分会 朱文天
除冰雪是寒冷地区冬季公路养护的重点工作，我国的北方地区冬季经常有寒流入侵，北方地区寒流入侵时经常发生冰雪封堵道路，特别是高速公路，下雪后必须要及时除雪以保证公路的畅通，每年高速公路受下雪的影响都带来不同程度影响，造成不同程度的经济、人员和财产的损失，因此及时除冰雪对交通对国民经济有着十分重要和深远的意义。以下介绍国外冬季除冰雪技术及设备概况。
一．撒盐
1. 撒盐和撒砂
撒盐和撒砂在国外也是常用的除冰雪方法，由于撒盐和撒砂比较方便，在冬季来临之前，储备一定量的盐，下雪后用机械或人工撒布，使用方便，除下雪量大的地区外均可使用。盐撒后到雪的溶化需有一个过程,盐溶化成盐水后才能使雪溶化,一般均为过量撒布，而且必须要有专用的撒布设备。据资料介绍，美国2008年消耗22.6×106吨。
图1是撒盐和撒砂的撒布车。撒盐和撒砂的撒布机都是以卡车底盘为动力，由料箱和撒布装置等组成。
撒盐的副作用是盐对路面、公路设施、土壤、农作物、地表水、水生物等产生腐蚀污染。
图1 除雪撒布车
2．撒湿盐
由于撒盐时易引起盐的反弹，为了减少盐的反弹，撒盐前先将盐预湿，湿的盐减少了盐的反弹，但盐预湿后流动性差，盐预湿后加快了雪的溶化，但湿盐易堵塞，对设备提出了更高的要求。
3．洒盐水
盐化成盐水后除冰雪更快速，盐水不反弹，盐水更易于均匀地流淌于路面，一般用盐水除雪可减少30％的用盐量。图2是盐水喷洒车。但是喷盐水前需要增加化盐设备，由于盐水的腐蚀性大，储存和扰动设备等必须要有防腐措施。
图2 盐水喷洒车
二．扫雪
对下雪量小的地区可采用清扫的方法，刚下的雪或雪层较薄可用清扫车直接清扫，雪层较厚时普通的路面清扫车就难以清扫干净，此时需用专用的清扫滚清扫除雪。
三．除雪犁
除雪犁也称为推雪板，除雪犁是一种较常用的除雪工具，除雪犁可安装在汽车、装载机、平地机等多种动力机械上，用户只需配备推雪板和悬挂装置等部件，犁刀一般安装在车辆前部、中部或侧面，推雪板有单向犁、v型犁、变向犁、刮雪刀及复合犁，工作装置的提升和降落靠主车提供的液压动力来控制，这种除雪方式的设备结构简单、换装容易、机动灵活、效率高，适宜于清除有一定厚度的新雪（如图3所示）。按动力的大小配备推雪板的宽度，前推雪板加侧推雪板的组合除雪可达到较大的除雪宽度，只要有可能下雪的地区均可装备除雪犁。在不经常下雪的地区，作为储备设备装备除雪犁，一旦下雪后动力机械安装上除雪犁既可进行除雪作业，经常下雪的地区，可采用除雪犁随下雪随时清除，因此除雪犁的装备范围较广，而且装备成本低。
图3 除雪犁
除雪犁在国外也是普遍使用的除雪工具，通过悬挂装置悬挂于汽车、装载机、平地机等动力机械既可完成除雪作业，因此相应的资料、产品、专利等报道较多，下图4是除雪犁悬挂装置及多用推雪板专利中的图。
 
图4 除雪犁悬挂装置及多用推雪板
四．旋转除雪机（抛雪机）
旋转除雪机主要由工作装置及底盘车辆组成。工作装置由集雪螺旋、抛雪风扇、抛雪筒及其连接装置组成。集雪螺旋主要完成积雪的切削、输送，其叶片一般布置为左右旋向，便于雪从两边向中间运动至抛雪风扇处，抛雪风扇叶片为幅射状，进入风扇的雪在高速旋转叶片离心力作用下，沿着叶片表面运动至风扇壳体顶部开口处抛出，由抛雪筒导向合适区域。
旋转除雪机的传动系统较为复杂，其工作装置和行走部分的驱动一般有两种形式，一种是单发动机的集中驱动，另一种是由两个发动机来分别驱动工作构件和行走部分。旋转除雪机成本较高，一般装备于天气寒冷雪量大的地区（如图5所示）。
图5 旋转除雪机
五．除冰设备
在寒冷地区下雪以后路面结冰是经常的事，路面结冰后如不及时清除，路面打滑极易发生交通事故。但从资料查询及其它渠道了解，尚未查到国外专用的除冰设备，只有一些相关资料及专利的报道。
1．铲除冰层
特别厚的冰层其清除是很困难的，冰层的清除要保证路面不受损伤，图6是一铲冰机专利中的图片。
冰的铲除有相应的铲冰机理、阻力、切削参数等要求，在国外也有一些相关的研究，图6右图所示为一资料中对铲冰机理、阻力、切削参数等研究的图片。
 
图6 铲冰机专利图片。
2．滚切
图7即为滚切除冰机，拖式的滚切除冰机行驶时由牵引车牵引，滚切除冰机有一个滚切轮和刮刀组成，滚切轮有液压机构升降，作业时滚切轮贴近冰面，在设备的重力作用下滚切轮对冰面产生一定的压力，除冰机前行时滚切轮将冰面切碎，破碎的冰渣由刮刀清除。
图7 滚切除冰机
3．冲击
图8即为冲击式除冰机，拖式的冲击式除冰机行驶时由牵引车牵引，冲击式除冰机由冲击除冰转子和机架等组成，冲击除冰转子由副发动机驱动，冲击除冰转子有液压机构升降，可调节其与冰面的距离，冲击除冰转子上安装有多排冲击除冰器，每个冲击除冰器的本体是用钢丝绳组成，在钢丝绳的两端铆接有冲击头，内侧用压板固定于冲击除冰转子轴上，冲击除冰转子转动时冲击头敲击冰面，路面上的冰面被敲击而破碎。
图8 冲击式除冰机
六．其它除冰雪设备
1．临时安装或预埋自动喷洒盐水装置
在天气寒冷的特殊路段如弯道、坡道、桥面、重要的进出路口等，为了保持正常的交通运行以减少交通事故，在冬季来临之前，临时安装自动喷洒盐水的装置，如图9左图所示，一旦在寒流到来下雪后，通过传感器感知，盐水喷洒装置自动喷洒盐水除冰雪。在特殊路段如弯道、坡道、桥面、重要的进出路口等施工或维修时也可预埋自动喷洒盐水装置，如图9右图所示。
 
图9 自动喷洒盐水装置
2．在路面施工时预埋加热管道
在天气寒冷的特殊路段如弯道、坡道、桥面、重要的进出路口等，为了保持正常的交通运行以减少交通事故，可采用在路面施工时预埋加热管道，如图10左图所示，一旦在寒流到来下雪后，通过加热装置（电加热或水加热）加热路面使雪熔化。
如有地热条件，如图10右图所示可采用在路面施工时预埋地热路面加热装置。
 
图10 路面预埋加热管道
3．专用的路面加热装置
国外有溶化冰雪的专用的路面加热装置，在采用其它方法有困难时，或紧急需要时可采用专用的路面加热装置。专用的路面加热装置采用加热的方式清除冰雪使之熔化，冰雪在加热后熔化成水，水即能流动，当水加热到一定温度后水蒸发而进入大气，图11左图是专用的路面加热装置。另外有可对路面进行加热的专用的路面加热装置专利。专用的路面加热装置可用在特殊路段如弯道、坡道、桥面、重要的进出路口等地区除冰雪。
图11 专用的路面加热装置
图12 专用的路面加热装置专利图
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