在以前,雪是圣潔和祥瑞的征兆,而今雪更多的是和交通聯系在一起,短暫的驚喜過后便是怨聲載道。因為正應了那句話:鵝毛大雪恐難行。
每到冬季,降雪落在路面上,經冰冷天氣的凝固和車輛壓實后,形成了一個天然的“溜冰場”,車輪與路面的摩擦力減小,致使交通事故頻發、交通受阻甚至中斷,并造成嚴重的經濟損失。
2012年的雪災記憶猶新
尤其是在北方,冬季“除雪防滑”是公路養護單位每年都要開展的的攻堅戰。本文將目前通用的幾大除雪方式進行詳細介紹和對比。
通用除雪方式
目前,全球通用除雪方式及利弊關系如下圖所示:
融雪劑:痛并快樂著!
在眾多除雪措施中,撒布融雪劑是.為快速、便捷、經濟的方法。
由于融雪劑的冰點較低,融雪劑在融雪后,能將雪水的冰點降到﹣10℃~﹣30℃,因此可以防止路面在化雪后的結冰問題。能減少交通事故發生率達88.3%。
目前,我國.常見的除雪方式就是撒布融雪劑。我國每年融雪劑消耗量在60萬噸至70萬噸之間;哈爾濱、沈陽、天津、北京這些北方城市,每年都會耗用幾千噸甚至萬余噸融雪劑。
融雪劑,你了解多少?
融雪劑,是一種化學品,其成份主要是醋酸鉀和氯鹽,并以這兩種進行分類。目前常用的融雪劑主要分為兩大類:有機融雪劑和無機融雪劑。
以醋酸鉀等為主要成分的有機融雪劑,融雪效果好,但價格高,達到每噸萬元以上,一般只適用于機場等地;
無機融雪劑主要是氯鹽類融雪劑,包括氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂、氯化鉀等,通稱作“化冰鹽”,是目前國內廣泛使用的融雪劑。
為了了解融雪劑的性能,我們通過列表方式來對比:
融雪劑之害
融雪劑實際上是“隱形殺手”,危害極大:
對綠色植物的影響:融雪劑中的鹽分過多對植物光合作用、呼吸作用和蛋白質代謝影響很大,不利于其生長。
對地下水資源的影響:路面上散布的融雪劑,被雨水沖刷與路面排水一起滲入地下也會對飲用水造成影響。美國交通研究協會的研究表明,在過去的三十年中,美國東北部大量使用氯化鈉融雪劑的地區都發生過有關飲用水中鹽分增加的事例。高鹽度的飲水口感變差對人體健康有害,如誘發高血壓等疾病。
對大氣質量的影響:融雪劑中的鹽類物質附著在粉塵顆粒中,被人們吸入到呼吸道中,會對人體造成損傷。同時融雪劑中的氯元素也會破壞大氣中臭氧層。
對路面的影響:據了解,美國由氯鹽融雪劑腐蝕破壞環境的成本可占GNP的4%(相當于美國的國防開支);氯鹽融雪劑是對混凝土和鋼筋.具腐蝕的因素之一,美國每年用于修復道路橋梁的費用大于2000億美元,是初建費的4倍;北歐的丹麥,在哥本哈根地區調查了102座橋,其中50%有嚴重的鋼筋腐蝕,主因是使用氯鹽融雪劑。
為此,我國在2009年頒布實施《道路除冰融雪劑》(GB/T23851-2009),規定了融雪劑的要求、試驗方法、檢驗規范、標志、標簽、包裝、運輸和貯存。
如何降低融雪劑的危害?
當逐漸意識到融雪劑的危害后,人們便開始想方設法降低融雪劑的危害性。
環保型融雪劑
環保型融雪劑不含氯化鈉,并特別加入專用保護劑,盡可能降低氯鹽類融雪劑中氯離子的破壞作用,降低了普通融雪劑對道路及環境的影響和破壞。雖然給融雪劑冠了頂“環保”的帽子,但改名不改姓,即使環保,也還是姓“融雪劑”。所以還存在一定的腐蝕性。
在設計、建造過程中下功夫
設計過程——設計單位考慮隔離層,防止氯離子滲入橋體;
建造過程——使用高性能混凝土,加大抗滲性;使用耐腐蝕鋼筋,或者在鋼筋上使用防銹劑。
選擇耐鹽類植物,或對植物采取雪季遮擋或使用擋雪板,避免植物與融雪劑的接觸。
英國鋪設專用管道“匯集鹽水”
應該在城市路橋旁,鋪設專用管道,收集融雪后的鹽水,.終引流到污水處理廠。
俄羅斯
俄羅斯在城市內建多個積雪處理廠,就近將積雪融化、過濾,無害化處理后再排入污水管道。
日本
對于 “鹽雪”,日本環衛工人則會將其壓成方磚的形狀,裝車運到專門的工廠池子里處理,避免污染環境。建立單獨的融雪槽,就近傾倒積雪。
機械除雪:大雪無痕
自然的才是.好的,在飽受融雪劑之苦后,人們還是將眼光轉向了機械除雪。
有哪些除雪設備?
犁式除雪機
常用的有平頭柴液壓翻斗車和裝載機。按除雪鏟下作的特點可分為浮動式除雪鏟、有避讓功能的可翻轉式除雪鏟和強制式除雪鏟,液壓式和純機械式除雪鏟。平頭柴液壓翻斗車除雪鏟有前鏟和中鏟,前鏟適合除浮雪,有的也可以除中硬雪,適合高速公路除雪;中鏟適合除硬雪或冰雪。利用裝載機改裝的除雪設備除雪速度較慢,適合城市道路除雪和機場除雪。
轉子式拋雪機
轉子式拋雪機就是把各種旋轉除雪裝置安裝在汽車、拖拉機、裝載機等工程車輛或專業底盤上的除雪機。按照驅動形式可分為液壓和機械兩種,液壓式是指除雪機的集雪螺旋和拋雪風扇等工作裝置由液壓驅動,其優點是容易調整除雪速度,傳動操作容易實現。機械式是指除雪機的集雪螺旋和拋雪風扇由車輛底盤通過機械傳動輸出動力下作。轉子式拋雪機適合清除較厚的積雪或與梨式除雪機配合工作。
螺旋式除雪機
以螺旋和鏟刃為除雪方式,側向推移雪或冰渣。由于其除雪效率低費用高,所以在實際中很少采用。
清掃式除雪機
以旋轉掃路刷為主要除雪方式,一般按滾刷的安裝位置可分為前置式、中置式、后置式等幾種。其特點是除凈率高,但其缺點是除雪效率低費用高,適合發達城市除雪。
破冰機
種類比較多,有碾壓式、沖擊式、旋轉切削式等,主要用于破碎冰雪路面。其缺點工作效率低,費用高,市場剛得比較多的是碾壓式。
撒布機
以化學融劑消雪,主要有顆粒撒布機、液體撒布機和顆粒、液體兩剛撒布機三種。目前國內以撒鹽機為主,在降雪前或剛開始降雪時撒于路面,在溫度較低地區它主要是一種輔助除雪設備,與犁式除雪機配合使用。
吹風式除雪機
以鼓風機高速氣流為主要除雪式。由于除雪效率低,費用高,所以實防應用很少。
除雪時機
在高速公路上使用的除雪機械必須具有除雪效率高、工作速度和轉移速度快的特性, 以盡可能減少對交通流的影響, 同時必須保證操作者及行人的安全。
下表為積雪的抗切強度隨溫度和密度變化的關系,人工板結雪的抗切強度系數
由此可以看出積雪的強度隨著密度的增大和溫度的降低明顯增大,為除雪作業帶來困難。因此積雪未壓實前,溫度較高時是除雪的.佳時機。
如何實施作業?
在降雪量較大的地方,實施除雪作業通常會使用融雪劑和機械除雪相結合的方法。作業方式可參考下表:
熱能融雪:路面鋪上“電熱毯”
我國
2011年,“一種電加熱自動除雪的路面制作方法”獲得國家發明..號。
發明涉及一種交通道路地面的制備方法,特別涉及一種電加熱自動除雪的路面制作方法,方法采用碳纖維為發熱材料,將碳纖維均勻的拌和到道路的瀝青混凝土中,鋪設于地下,在路面的兩側瀝青混凝土內部埋設一個接電點,在下雪時接通電源,電流經過路面內的碳纖維時即可產生熱量,熔化降雪和積雪,熔化后的雪水經市政或小區雨水收集系統收集。運用此方法不受道路條件和路面情況的限制,適用于北方冬季降雪較多的地區,特別適用于城市街道和居民住宅小區,安全、高效,不影響交通且對環境無污染。
美國
在美國,車道和人行道修建熱力設備,以電力、熱水或紅外線為熱源,將地面加溫融化冰雪。電力設備一般安裝簡便,只需在路面下鋪一層如電熱毯一樣的材料,就可以使用數年,無需維修。鋪設熱水管與建筑物的供暖系統相連,使用余熱即可,減少所需費用。
英國
英國計劃利用道路在夏季收集陽光,留到冬季使用。
根據這個方案,相關部門將在路面下鋪設充滿水的塑料管網。夏季,當溫度達到40攝氏度時,管內的水變熱,并被抽入到通過聚苯乙烯絕緣的管子內。冬天,當傳感器發現外界溫度降至2攝氏度時,溫水將被重新抽到路面下的管子里,加熱路面,防止結冰。
2006年科學家發現,試驗路面在夏季收集的熱量足以讓它在整個冬季溫度一直保持在零度以上。經過加熱的路面的溫度平均比周圍地面高3攝氏度。該試驗還顯示,路面散發的熱量還能用來為建筑物供冷暖氣。
融冰雪路面涂層
2012年,某公司應市推出“環保型融冰雪路面涂層”,這種新除雪理念為除雪方式帶來了一種輕松的體驗。
環保型融冰雪路面涂層技術是一種道路主動融冰雪技術。其主要原理是:使用粘結材料將一種溫控智能型的融雪物質附著在路面表面。在低溫雨雪天氣條件下,涂層能融化路面積雪,并使路表面無法結冰,恢復路面抗滑性。
環保型融冰雪路面涂層技術除高效的除冰雪效率、持久的融冰雪性能、優良的環保性能外,還具有預防性的養護功能。能在不同的低溫條件下(0~-40℃)發揮融雪作用,并能夠在一年內持續融雪除冰。在一系列現場實驗中,融冰雪路面涂層實現了人們對除雪速度和環保的雙重需求。并通過國家相關部門的質量檢驗和環保檢驗。