高速公路收費(fèi)站區(qū)冬季除雪保暢策略

王玉鵬

摘要：針對(duì)高速公路除雪工作現(xiàn)狀，分析傳統(tǒng)除雪方式利弊，提出因地制宜改進(jìn)除雪策略，具有可操作性、實(shí)用性特點(diǎn)，達(dá)到高速公路通行安全保暢的目的。

關(guān)鍵詞：高速公路；收費(fèi)站區(qū)；除雪保暢

中圖分類號(hào)：F27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.06.035

1案例背景

吉林省高速公路收費(fèi)站包括收費(fèi)廣場(chǎng)、收費(fèi)島頭、收費(fèi)車道、收費(fèi)亭、通信收費(fèi)設(shè)施等，長年受冬季除雪使用氯鹽類融雪劑的侵蝕影響，長吉沿線老的收費(fèi)站已普遍出現(xiàn)收費(fèi)車道設(shè)施破損、水泥混凝土路面起皮開裂、車道減速帶毀壞，收費(fèi)亭金屬亭壁銹跡斑斑，通信井滲入鹽水管線老化，島頭墻漆剝落、水泥花壇分解，邊坡土質(zhì)鹽堿化，站區(qū)兩側(cè)綠植枯萎，給站區(qū)硬件設(shè)施和環(huán)境帶來破壞性影響。

雖然高速公路管理層面定期會(huì)投入一定的資金和時(shí)間修補(bǔ)路面，恢復(fù)路政設(shè)施、重新補(bǔ)栽綠植，以保證通行設(shè)施運(yùn)行，提高車輛通過率，但在維修期間部分車道封閉無疑延長過車時(shí)間，給通行者帶來困擾，增大養(yǎng)護(hù)部門的作業(yè)量。處于年年壞、年年修的循環(huán)怪圈，增加綜合管理成本，影響高速公路運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和周邊環(huán)境質(zhì)量。

2案例分析

2.1傳統(tǒng)融雪劑腐蝕性強(qiáng)

高速公路在清除道路冰雪，改變道路安全狀況，提高道路運(yùn)輸效率方面，普遍使用融雪劑。融雪劑主要成分是氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂、氯化鉀等氯鹽類物質(zhì)，通稱作“化冰鹽”。因其價(jià)格低廉，融雪速度快，在城市道路和各級(jí)公路除雪作業(yè)中應(yīng)用廣泛，但存在腐蝕性。

根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)資料，融雪劑的危害主要體現(xiàn)在：（1）普通公路采用氯鹽融雪后，使用壽命可縮短50%以上。（2）對(duì)路面金屬類設(shè)施、汽車底盤腐蝕嚴(yán)重，降低其使用壽命。（3）路邊綠化植物也受到鹽堿化的損害。（4）鹽水流入地表，破壞地下水質(zhì)等等。建筑防護(hù)學(xué)將這些現(xiàn)象稱為“鹽害”。

2.2撒布方法不科學(xué)

采用機(jī)械撒布融雪劑，散布均勻，量足，融雪快，副作用大，除雪作業(yè)后，路面都是白的。長吉高速路段銜接省會(huì)城市中心區(qū)域，為保證通往龍嘉機(jī)場(chǎng)旅客出行，完成民航有起降條件、高速公路就開通的硬指標(biāo)，多從社會(huì)效益出發(fā)，加大機(jī)械設(shè)備和融雪劑量投入，解決了當(dāng)期的通行保障，但后期涉及到的公路管養(yǎng)工程隱患大。

美國在上世紀(jì)30年代曾經(jīng)大量使用以大粒鹽為主要成分的融雪劑，用以清理城市道路上的冰雪，由于氯離子對(duì)鋼鐵有漸進(jìn)式腐蝕作用，20多年后的上世紀(jì)60年代出現(xiàn)了橋梁在壽命時(shí)限內(nèi)發(fā)生坍塌危險(xiǎn)、水源受到嚴(yán)重污染等嚴(yán)重后果。也就是說，美國使用的與我國目前使用的產(chǎn)品近似的融雪劑，對(duì)工程、道路和水源、草木的嚴(yán)重危害大約在過了20多年后才開始大面積爆發(fā)。

但20年爆發(fā)的潛伏周期是我們無法忽視的紅線，按照規(guī)律，污染環(huán)境只需幾年的時(shí)間，而治理污染則要花費(fèi)幾十年的時(shí)間，且投資成本巨大，收效并不十分理想。

2.3現(xiàn)有除雪設(shè)備不適用

高速公路除冰雪機(jī)械通常使用推移式除雪機(jī)，它是通過安裝在鏟土機(jī)械及車輛前部的推雪鏟刀、除雪犁、路面平整版、側(cè)向排雪板的除雪裝置將雪推走。開出通道或堆積后用卡車運(yùn)走，或直接將雪推出路邊。在特殊路段比如橋梁、匝道、站區(qū)車道，大型除雪機(jī)械的操作和運(yùn)行都有其局限性。現(xiàn)有的除雪設(shè)備多適用于平坦寬闊作業(yè)面，在除雪任務(wù)期內(nèi)，只能利用站區(qū)調(diào)頭時(shí)刮帶走部分積雪，大部分除雪設(shè)備比較龐大，只能從超寬車道通過，因此車道積雪清理多靠人工。冬季降雪量大，周期頻，導(dǎo)致人工清雪時(shí)間長，為減少積雪存留時(shí)間，采取人工撒布融雪劑，用量不科學(xué)，操作不專業(yè)，通過依賴加大融雪劑投入獲得較好的除雪效果，無形增大除雪成本，畢竟除雪保暢是第一位的。

2.4融雪劑生產(chǎn)使用不規(guī)范

我國北方，由于融雪劑需求量大，融雪劑的生產(chǎn)使用方面缺乏統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)格的監(jiān)管評(píng)估，造成質(zhì)量良莠不齊，市場(chǎng)混亂。雖然近幾年，隨著環(huán)保要求的提高，也出現(xiàn)一些環(huán)保型的融雪劑，但其主要成分仍是氯鹽類。

究其原因，氯鹽類融雪劑價(jià)格相對(duì)便宜，僅是有機(jī)類融雪劑的1/10，并且使用效果明顯，更易于接受，因此是高速公路除雪保暢首選?，F(xiàn)在交通擁堵已成城市詬病，急病亂投醫(yī)，冬季采用化學(xué)除雪方式更成清理城市道路冰雪的不二法門。

2.5收費(fèi)站區(qū)車道不適合除雪機(jī)械

收費(fèi)站區(qū)車道狹長，現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備龐大，無法駛?cè)耄捎萌斯こ┞?，易結(jié)冰，出現(xiàn)溜車刮撞收費(fèi)設(shè)施或車輛連環(huán)追尾事故。使用融雪劑可以快速把積雪融化，利于清除雪障，防止交通發(fā)生道路交通事故，避免出現(xiàn)大面積擁堵。

3解決策略

高效、環(huán)保、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)的除雪防滑材料及科學(xué)的撒布方法是做好高速公路冬季養(yǎng)護(hù)特別是除雪作業(yè)的一個(gè)倡導(dǎo)方向。快速有效地清除站區(qū)路面積雪確保安全暢通是高速公路養(yǎng)護(hù)管理工作的一個(gè)重要課題。

3.1限制和減少氯鹽類融雪劑的使用

科學(xué)研判地段和雪情，制定除雪方案，掌握時(shí)機(jī)，合理調(diào)整撒布濃度和區(qū)域，提高操作人員的技術(shù)水平和責(zé)任心，由面撒覆蓋調(diào)整為斷續(xù)點(diǎn)撒，最大限度地降低使用量，降低危害。

3.2使用有機(jī)融雪劑

這種融雪劑主要成分是醋酸鉀，乙酸鎂鈣以及一些醇類和胺類有機(jī)鹽等，他們的冰點(diǎn)都在零度以下，沒有腐蝕作用、對(duì)環(huán)境影響不大，但成本高，普遍推行困難。在距離引用水源較近的站區(qū)使用，防止雪后水源二次污染。

3.3使用尿素替代氯鹽融雪劑

2008年春季江蘇寧常高速和鎮(zhèn)溧高速都做過試驗(yàn)，取得同樣較好的效果，在融雪速度方面，兩者沒有明顯差別。15%的融雪劑溶液和15%的尿素溶液在-5℃時(shí)都不結(jié)冰，尿素比鹽更科學(xué)，低冰點(diǎn)，水溶性好，噴灑尿素，冰化后隨著水的流動(dòng)還可以肥沃田地，成本雖然也高，但總體效益好，尿素的氨不易揮發(fā)，不引起空氣污染。

3.4撒布砂石材料

在結(jié)冰車道撒布一定粒徑的砂、石屑、爐灰、煤渣和砂鹽混合料等，增大冰雪路面的摩擦系數(shù)。砂石撒在冰雪路面上既可以使冰雪層的凍結(jié)強(qiáng)度不均勻又可以使雪不易壓實(shí)，達(dá)到抗滑目的，減少因冰雪路滑出現(xiàn)溜車撞壞收費(fèi)設(shè)施或車輛連環(huán)追尾。確保車輛安全通行。這種礫石材料既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保，事后清理也較為方便，使用后的廢渣可以放人道路邊的綠地中，又可以改善土質(zhì)，值得推廣。

3.5利用機(jī)械除雪

（1）初降雪可以采用城市道路滾刷式除雪機(jī)掃雪，在車道小范圍作業(yè)，將雪集中清理到車道一側(cè)，留出車輛通行寬度，加以人工鏟雪板輔助收集，可以提高除雪速度。

（2）改造小型拖拉機(jī)掛上除雪鏟刀，將雪直接從車道推出到寬闊的廣場(chǎng)，由人工鏟雪板清理殘留余雪。操作時(shí)注意避讓車道減速帶，防止刮斷。

（3）站區(qū)外廣場(chǎng)較為開闊，使用平地機(jī)刮平，將雪直接推入路兩側(cè)邊溝。

3.6在新建收費(fèi)站區(qū)或老站區(qū)改造時(shí)考慮采用新型融雪技術(shù)

3.6.1自應(yīng)力彈性路面鋪裝技術(shù)

通過在路面鋪裝材料內(nèi)添加一定量的彈性顆粒材料，改變路面與輪胎的接觸狀態(tài)和路面的變形特性，利用彈性材料局部變形能力較強(qiáng)的特性，通過路面在外荷載作用下產(chǎn)生的自應(yīng)力，使路面冰雪破碎融化，從而有效抑制路面積雪和結(jié)冰。彈性材料多指由廢舊輪胎加工而成的橡膠顆粒。這不但可以有效提高路面的除冰雪能力，提高道路安全性和運(yùn)行效率，而且為廢舊彈性材料的回收利用提供科學(xué)、合理的新途徑，利于環(huán)境保護(hù)，節(jié)省資源。

3.6.2水泥混凝土路面露石技術(shù)

采用粗石料的水泥混凝土路面，利用粗石料的棱角面，通過設(shè)計(jì)和施工技術(shù)，按一定比例地外露在路面表面，不僅可以增加路面抗滑性能，而且還可以降低噪聲。水泥混凝土路面外露棱角，在汽車輪胎的碾壓下，薄冰層會(huì)被迅速碾碎融化，從而達(dá)到抑制冰雪增加路面安全性的功能。

3.6.3導(dǎo)電鋪面融冰雪技術(shù)

在路面鋪裝材料中摻入聚合物類、碳類或金屬類導(dǎo)電摻合料，使高絕緣性的路面鋪裝材料具備熱和電的感知和轉(zhuǎn)換能力，將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，熱能通過鋪面材料與冰雪的接觸面向上傳導(dǎo)，冰雪吸收熱量后溫度逐漸升高，實(shí)現(xiàn)融冰雪的目的。該方法耗能較大。

3.6.4能量轉(zhuǎn)化型融冰雪技術(shù)

通過能量轉(zhuǎn)化設(shè)備，將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為熱能，達(dá)到融雪化冰的目的，可以利用的能量主要有工業(yè)電能、太陽能和地?zé)岬榷喾N能量。該項(xiàng)技術(shù)可以提高能源利用率，而且清潔環(huán)保，適合高速公路等局部路段的需要。由于受能量來源的限制，利用土壤源熱泵技術(shù)的融冰雪技術(shù)正逐步成為研究熱點(diǎn)。土壤源熱泵融冰雪技術(shù)是在路（橋）面內(nèi)埋置熱管，利用土壤源熱泵，經(jīng)地下?lián)Q熱器從地下提取熱土壤中的低位熱能，經(jīng)熱泵提升后，通過水泵把溫度較高的流體輸送到路（橋）面內(nèi)的排管里面。高溫?zé)崃黧w在排管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，把熱量通過對(duì)流換熱方式，傳人路（橋）面。當(dāng)路（橋）面的溫度達(dá)到0℃以上時(shí)，其表面上的冰雪就會(huì)融化，從而達(dá)到融雪化冰的需要。

4結(jié)束語

在科技創(chuàng)新時(shí)代，我們不能再采用人海戰(zhàn)術(shù)，靠一把掃帚、一把鍬“戰(zhàn)天斗地”搶時(shí)間，也不能再過分依賴氯鹽化冰來“飲鴆止渴”，而應(yīng)該更主動(dòng)地考慮除雪設(shè)備和材料的技術(shù)改造、建路新材料的研究運(yùn)用，積極借鑒國內(nèi)外先進(jìn)的除雪技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，大力發(fā)掘太陽能和地能等可循環(huán)再利用，因地制宜選擇適合區(qū)域內(nèi)的除雪技術(shù)和方法，要融入節(jié)能思想、環(huán)保意識(shí)以及可持續(xù)性發(fā)展的內(nèi)涵，使得深受冰雪災(zāi)害影響的區(qū)域交通不再因冰雪的原因而中斷和堵塞，經(jīng)濟(jì)也可進(jìn)入持續(xù)高速發(fā)展階段。早日還收費(fèi)站一處常綠景觀、完好設(shè)備和平整站區(qū)，還中國一個(gè)青山綠水藍(lán)天的美麗家園。