非氯植物基環(huán)保型融雪劑應(yīng)用研究

高勇卿

摘要：高速公路除雪保暢一直是高速公路運(yùn)營(yíng)管理工作的重中之重，目前普遍采用的方法是通過(guò)機(jī)械、人工拋撒氯鹽類融雪劑進(jìn)行除雪融冰，氯鹽類融雪劑在溫度較低時(shí)消融結(jié)冰能力有所下降，且長(zhǎng)期使用會(huì)對(duì)公路設(shè)施造成不同程度的腐蝕、侵蝕。為提升除雪融冰的效果，保護(hù)公路設(shè)施，引進(jìn)非氯植物基環(huán)保型融雪劑，并在滬陜高速西商段進(jìn)行試點(diǎn)應(yīng)用，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用及室內(nèi)試驗(yàn)表明：植物基融雪產(chǎn)品相較于含氯融雪劑優(yōu)勢(shì)顯著，融冰雪能力強(qiáng)于含氯融雪劑，環(huán)保無(wú)污染，對(duì)混凝土、鋼材基本無(wú)侵蝕、腐蝕，對(duì)植物生長(zhǎng)基本無(wú)害。為今后高速公路除雪保暢工作提供借鑒和參考。

Abstract： The removal of snow on highways has always been the top priority of highway operation and management. At present， the method commonly used is to remove snow and melt ice by mechanical and artificial throwing of chloride salt snow melting agent. The ability to ablate and freeze of chloride salt snow melting agent is reduced in lower temperature， and long-term use will cause different degrees of corrosion and erosion of road facilities. In order to improve the effect of snow and ice melting and protect highway facilities， non-chlorine plant based environmental snow melting agent is introduced， and the pilot application in the western section of Shanghai-Shaanxi Expressway is carried out. Through practical application and laboratory tests， it is shown that， compared with the Chloride snow melting agent， ?plant-based snow melting products has obvious advantages， the ability to melt ice and snow is stronger and it is environmentally friendly and non-polluting， has no erosion or corrosion on concrete and steel， and is basically harmless to plant growth. It will provide reference for the future work of removing snow from expressway.

關(guān)鍵詞：高速公路;除雪融冰;非氯植物基融雪劑;應(yīng)用

Key words： expressway;snow and ice melting;non-chlorine plant based snow melting agent;application

中圖分類號(hào)：U418.3+26 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2019）13-0170-03

0 ?引言

高速公路除雪保暢一直是高速公路運(yùn)營(yíng)管理工作的重中之重，目前普遍采用的方法是通過(guò)機(jī)械、人工拋撒氯鹽類融雪劑進(jìn)行除雪融冰，氯鹽類融雪劑在溫度較低時(shí)消融結(jié)冰能力有所下降，且長(zhǎng)期使用會(huì)對(duì)公路設(shè)施造成不同程度的腐蝕、侵蝕。為提升除雪融冰的效果，保護(hù)公路設(shè)施，引進(jìn)非氯植物基環(huán)保型融雪劑，并在除雪保暢壓力較大的滬陜高速西商段進(jìn)行試點(diǎn)應(yīng)用。通過(guò)非氯植物基環(huán)保型融雪劑實(shí)際應(yīng)用及與含氯融雪劑的效果比對(duì)，對(duì)非氯植物基環(huán)保型融雪劑的使用可行性進(jìn)行研究，為今后非氯植物基環(huán)保型融雪劑在陜西省境內(nèi)公路除雪保暢工作中全面推廣提供借鑒和依據(jù)。

1 ?非氯植物基環(huán)保型融雪劑簡(jiǎn)介

植物基融雪劑是由植物秸稈，主要是玉米秸稈為主要原料，經(jīng)過(guò)一系列生物化學(xué)反應(yīng)得來(lái)，不含任何氯化物、硫酸鹽及亞硝酸鹽，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)毒無(wú)害，對(duì)水泥砼、瀝青砼和鋼材的幾乎沒(méi)有腐蝕性。植物基融雪劑的成分構(gòu)成元素主要為碳、氫、氧，因此在自然界中極易被微生物分解，稀釋后的溶液可直接作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被植物吸收，真正實(shí)現(xiàn)了來(lái)源于自然又回歸于自然的環(huán)保理念。植物基融雪劑是一種淺黃色均一液體，微有醇味，其pH值為8～8.5、密度1.25～1.3，該融雪劑使用方便，只需一定比例的水參配混合后，采用普通灑水車即可進(jìn)行噴灑作業(yè)。目前已應(yīng)用在吉林、遼寧、北京、天津、河北等省份。

2 ?試點(diǎn)應(yīng)用情況

2.1 試點(diǎn)應(yīng)用方案

路段選?。河捎跍兏咚傥魃潭紊絽^(qū)路段冬季最低氣溫低，降雪早、雪量大、降雪頻繁，降雪后橋梁、隧道洞口、長(zhǎng)大縱坡路段冰雪不易融化，所以選取該路段進(jìn)行試點(diǎn)應(yīng)用，為路面融雪試驗(yàn)開(kāi)展產(chǎn)品性能驗(yàn)證。

路面融雪試驗(yàn)：為實(shí)地檢驗(yàn)植物基融雪劑的融雪效果，在同等路況、氣候條件下，選取相鄰段落，同時(shí)使用含氯融雪劑及植物基融雪劑，并采集融雪時(shí)間、持續(xù)作用時(shí)間、撒布量等數(shù)據(jù)，計(jì)算出持續(xù)24小時(shí)內(nèi)不同類型融雪劑使用數(shù)量和費(fèi)用，綜合對(duì)比出兩種融雪劑作用效果。

2.2 路面融雪試驗(yàn)

試驗(yàn)日期：2017年2月21日8：00至2月22日8：00;

天氣：大雪（降雪時(shí)間為2月21日02：30至19：00）;

氣溫：-3～-12℃;

植物基融雪劑配合濃度：正常路段為融雪劑原液：水=1：3，極端氣溫、特殊路段應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，配合濃度可采用融雪劑原液：水=1：2或1：1。

植物基融雪劑試驗(yàn)段落：下行k1474+200～k1472+900（王渠溝隧道至廟坪隧道）。

為做好試驗(yàn)比對(duì)工作，確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，選取了與植物基試驗(yàn)段落氣候相近、路況相似、位置相鄰的路段作為含氯融雪劑對(duì)比觀測(cè)段落。

含氯融雪劑對(duì)比觀察段落：

下行k1472+700～k1471+600（廟坪隧道至了子河隧道）。

試驗(yàn)觀測(cè)方法與步驟：

①參照植物基融雪劑和含氯融雪劑的不同撒布標(biāo)準(zhǔn)量，配備好滿足試驗(yàn)段一次撒布數(shù)量的融雪劑。

②對(duì)試驗(yàn)路段同時(shí)進(jìn)行撒布作業(yè)，在作業(yè)前分別記錄各試驗(yàn)路段的撒布前溫度及路面降雪量情況。

③按照撒布后1h、3h、6h、12h、24h的時(shí)間間隔，分別記錄撒布不同融雪劑段落內(nèi)路面溫度及融雪情況。

2.2.1 植物基融雪劑分段落試驗(yàn)觀測(cè)情況

試驗(yàn)路段：下行k1474+200～k1472+900（王渠溝隧道至廟坪隧道）。

試驗(yàn)情況：噴灑前橋面溫度-12℃，橋面積雪厚度3cm（圖1）;8：30開(kāi)始噴灑融雪劑，噴灑量850kg/km，灑布寬度11.25m，長(zhǎng)度1.3km。

觀測(cè)結(jié)果：6h后，二、三車道路面積雪已基本融化成雪水，路面呈現(xiàn)潮濕狀態(tài)。24h后，該噴灑植物基融雪劑段落路面均無(wú)結(jié)冰現(xiàn)象，車輛可正常通行，觀測(cè)結(jié)果詳見(jiàn)表1。

2.2.2 含氯融雪劑對(duì)比試驗(yàn)段觀測(cè)情況

試驗(yàn)路段：下行k1472+700～k1471+600（廟坪隧道至了子河隧道）。

試驗(yàn)情況：撒布前橋面溫度-11℃，橋面積雪厚度3cm（圖5）;8：30開(kāi)始撒布含氯融雪劑，含氯融雪劑按照標(biāo)準(zhǔn)量撒布（500kg/km），每間隔2小時(shí)進(jìn)行撒布作業(yè)，灑布寬度11.25m，長(zhǎng)度1.1km。

觀察結(jié)果：經(jīng)過(guò)24h的不間斷觀測(cè)，該試驗(yàn)對(duì)比段落內(nèi)共撒布5次含氯融雪劑，路面均無(wú)結(jié)冰現(xiàn)象，一二三車道積雪已基本融化，路面呈現(xiàn)潮濕的狀態(tài)，車輛可正常通行，觀測(cè)結(jié)果詳見(jiàn)表2。

2.2.3 植物基融雪劑與含氯融雪劑試驗(yàn)對(duì)比分析

①兩種融雪劑作業(yè)后1小時(shí)路面情況對(duì)比（表3）。

2.3 路面情況對(duì)比表

②兩種融雪劑作業(yè)后3小時(shí)路面情況對(duì)比（表4）。

從以上室外試驗(yàn)對(duì)比中可以看出：植物基融雪劑的融冰雪能力強(qiáng)于含氯融雪劑融，而且植物基融雪劑持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)，不僅能夠融化冰雪，更能抑制冰雪的聚集。

3 ?經(jīng)濟(jì)效益分析

通過(guò)對(duì)試點(diǎn)路段24小時(shí)不間斷觀測(cè)，植物基融雪劑試驗(yàn)路段噴灑1次即達(dá)到融雪效果;同時(shí)統(tǒng)計(jì)含氯融雪劑對(duì)比路段在此期間撒布融雪劑共計(jì)5次，基本達(dá)到同等融雪效果。試驗(yàn)對(duì)比路段經(jīng)濟(jì)效益分析，詳見(jiàn)表5。

噴灑植物基融雪劑試驗(yàn)路段：下行k1474+200～k1472+900（長(zhǎng)1.3公里）。

撒布含氯融雪劑路段：下行k1472+700～k1471+600（長(zhǎng)1.1公里）。

從上述對(duì)比表中可以看出，在試驗(yàn)路段融雪效果相同的情況下，使用植物基融雪劑路段較含氯融雪劑路段融雪劑費(fèi)用低35.7%。同時(shí)，經(jīng)測(cè)算一次噴灑物基融雪劑作業(yè)消耗的機(jī)械車輛費(fèi)用較含氯融雪劑噴灑費(fèi)用下降20%。同時(shí)含氯融雪劑的使用會(huì)對(duì)橋梁混凝土護(hù)欄、交通安全設(shè)施及沿線綠化物等出現(xiàn)不同程度的侵蝕、腐蝕現(xiàn)象，后期融雪劑腐蝕病害根治、修復(fù)困難，大大增加了今后的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用成本。植物基融雪劑因其獨(dú)有的環(huán)保特性，對(duì)路面、橋梁及植被腐蝕性低，亦能有效減少后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。

4 ?結(jié)論

本次試點(diǎn)應(yīng)用選取山區(qū)高速公路有代表性的路段進(jìn)行試驗(yàn)，驗(yàn)證了植物基融雪劑的效果和性能，通過(guò)綜合分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，它與傳統(tǒng)氯鹽融雪劑相比，具有融雪效率高、冰凍點(diǎn)低、綠色環(huán)保及長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)效益明顯等優(yōu)點(diǎn)。下一步可擴(kuò)大應(yīng)用試點(diǎn)范圍，充分驗(yàn)證其經(jīng)濟(jì)效益、融雪除冰效能、環(huán)保性能等特性，并積累更加豐富的使用經(jīng)驗(yàn)后，逐步全面推廣。同時(shí)，在擴(kuò)大試點(diǎn)過(guò)程中，建議采用較先進(jìn)、容積大、動(dòng)力強(qiáng)勁的新型灑水設(shè)備，以確保更加科學(xué)、客觀驗(yàn)證植物基融雪劑綜合性能，為大面積推廣應(yīng)用植物基融雪劑提供更加全面的數(shù)據(jù)支撐和使用經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

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