高速公路收费站区冬季除雪保畅策略

王玉鹏

摘要：针对高速公路除雪工作现状，分析传统除雪方式利弊，提出因地制宜改进除雪策略，具有可操作性、实用性特点，达到高速公路通行安全保畅的目的。

关键词：高速公路；收费站区；除雪保畅

中图分类号：F27 文献标识码：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.06.035

1案例背景

吉林省高速公路收费站包括收费广场、收费岛头、收费车道、收费亭、通信收费设施等，长年受冬季除雪使用氯盐类融雪剂的侵蚀影响，长吉沿线老的收费站已普遍出现收费车道设施破损、水泥混凝土路面起皮开裂、车道减速带毁坏，收费亭金属亭壁锈迹斑斑，通信井渗入盐水管线老化，岛头墙漆剥落、水泥花坛分解，边坡土质盐碱化，站区两侧绿植枯萎，给站区硬件设施和环境带来破坏性影响。

虽然高速公路管理层面定期会投入一定的资金和时间修补路面，恢复路政设施、重新补栽绿植，以保证通行设施运行，提高车辆通过率，但在维修期间部分车道封闭无疑延长过车时间，给通行者带来困扰，增大养护部门的作业量。处于年年坏、年年修的循环怪圈，增加综合管理成本，影响高速公路运营的经济效益、社会效益和周边环境质量。

2案例分析

2.1传统融雪剂腐蚀性强

高速公路在清除道路冰雪，改变道路安全状况，提高道路运输效率方面，普遍使用融雪剂。融雪剂主要成分是氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化钾等氯盐类物质，通称作“化冰盐”。因其价格低廉，融雪速度快，在城市道路和各级公路除雪作业中应用广泛，但存在腐蚀性。

根据国内外相关资料，融雪剂的危害主要体现在：（1）普通公路采用氯盐融雪后，使用寿命可缩短50%以上。（2）对路面金属类设施、汽车底盘腐蚀严重，降低其使用寿命。（3）路边绿化植物也受到盐碱化的损害。（4）盐水流入地表，破坏地下水质等等。建筑防护学将这些现象称为“盐害”。

2.2撒布方法不科学

采用机械撒布融雪剂，散布均匀，量足，融雪快，副作用大，除雪作业后，路面都是白的。长吉高速路段衔接省会城市中心区域，为保证通往龙嘉机场旅客出行，完成民航有起降条件、高速公路就开通的硬指标，多从社会效益出发，加大机械设备和融雪剂量投入，解决了当期的通行保障，但后期涉及到的公路管养工程隐患大。

美国在上世纪30年代曾经大量使用以大粒盐为主要成分的融雪剂，用以清理城市道路上的冰雪，由于氯离子对钢铁有渐进式腐蚀作用，20多年后的上世纪60年代出现了桥梁在寿命时限内发生坍塌危险、水源受到严重污染等严重后果。也就是说，美国使用的与我国目前使用的产品近似的融雪剂，对工程、道路和水源、草木的严重危害大约在过了20多年后才开始大面积爆发。

但20年爆发的潜伏周期是我们无法忽视的红线，按照规律，污染环境只需几年的时间，而治理污染则要花费几十年的时间，且投资成本巨大，收效并不十分理想。

2.3现有除雪设备不适用

高速公路除冰雪机械通常使用推移式除雪机，它是通过安装在铲土机械及车辆前部的推雪铲刀、除雪犁、路面平整版、侧向排雪板的除雪装置将雪推走。开出通道或堆积后用卡车运走，或直接将雪推出路边。在特殊路段比如桥梁、匝道、站区车道，大型除雪机械的操作和运行都有其局限性。现有的除雪设备多适用于平坦宽阔作业面，在除雪任务期内，只能利用站区调头时刮带走部分积雪，大部分除雪设备比较庞大，只能从超宽车道通过，因此车道积雪清理多靠人工。冬季降雪量大，周期频，导致人工清雪时间长，为减少积雪存留时间，采取人工撒布融雪剂，用量不科学，操作不专业，通过依赖加大融雪剂投入获得较好的除雪效果，无形增大除雪成本，毕竟除雪保畅是第一位的。

2.4融雪剂生产使用不规范

我国北方，由于融雪剂需求量大，融雪剂的生产使用方面缺乏统一的行业标准和严格的监管评估，造成质量良莠不齐，市场混乱。虽然近几年，随着环保要求的提高，也出现一些环保型的融雪剂，但其主要成分仍是氯盐类。

究其原因，氯盐类融雪剂价格相对便宜，仅是有机类融雪剂的1/10，并且使用效果明显，更易于接受，因此是高速公路除雪保畅首选。现在交通拥堵已成城市诟病，急病乱投医，冬季采用化学除雪方式更成清理城市道路冰雪的不二法门。

2.5收费站区车道不适合除雪机械

收费站区车道狭长，现有机械设备庞大，无法驶入，采用人工除雪慢，易结冰，出现溜车刮撞收费设施或车辆连环追尾事故。使用融雪剂可以快速把积雪融化，利于清除雪障，防止交通发生道路交通事故，避免出现大面积拥堵。

3解决策略

高效、环保、生态、经济的除雪防滑材料及科学的撒布方法是做好高速公路冬季养护特别是除雪作业的一个倡导方向。快速有效地清除站区路面积雪确保安全畅通是高速公路养护管理工作的一个重要课题。

3.1限制和减少氯盐类融雪剂的使用

科学研判地段和雪情，制定除雪方案，掌握时机，合理调整撒布浓度和区域，提高操作人员的技术水平和责任心，由面撒覆盖调整为断续点撒，最大限度地降低使用量，降低危害。

3.2使用有机融雪剂

这种融雪剂主要成分是醋酸钾，乙酸镁钙以及一些醇类和胺类有机盐等，他们的冰点都在零度以下，没有腐蚀作用、对环境影响不大，但成本高，普遍推行困难。在距离引用水源较近的站区使用，防止雪后水源二次污染。

3.3使用尿素替代氯盐融雪剂

2008年春季江苏宁常高速和镇溧高速都做过试验，取得同样较好的效果，在融雪速度方面，两者没有明显差别。15%的融雪剂溶液和15%的尿素溶液在-5℃时都不结冰，尿素比盐更科学，低冰点，水溶性好，喷洒尿素，冰化后随着水的流动还可以肥沃田地，成本虽然也高，但总体效益好，尿素的氨不易挥发，不引起空气污染。

3.4撒布砂石材料

在结冰车道撒布一定粒径的砂、石屑、炉灰、煤渣和砂盐混合料等，增大冰雪路面的摩擦系数。砂石撒在冰雪路面上既可以使冰雪层的冻结强度不均匀又可以使雪不易压实，达到抗滑目的，减少因冰雪路滑出现溜车撞坏收费设施或车辆连环追尾。确保车辆安全通行。这种砾石材料既经济又环保，事后清理也较为方便，使用后的废渣可以放人道路边的绿地中，又可以改善土质，值得推广。

3.5利用机械除雪

（1）初降雪可以采用城市道路滚刷式除雪机扫雪，在车道小范围作业，将雪集中清理到车道一侧，留出车辆通行宽度，加以人工铲雪板辅助收集，可以提高除雪速度。

（2）改造小型拖拉机挂上除雪铲刀，将雪直接从车道推出到宽阔的广场，由人工铲雪板清理残留余雪。操作时注意避让车道减速带，防止刮断。

（3）站区外广场较为开阔，使用平地机刮平，将雪直接推入路两侧边沟。

3.6在新建收费站区或老站区改造时考虑采用新型融雪技术

3.6.1自应力弹性路面铺装技术

通过在路面铺装材料内添加一定量的弹性颗粒材料，改变路面与轮胎的接触状态和路面的变形特性，利用弹性材料局部变形能力较强的特性，通过路面在外荷载作用下产生的自应力，使路面冰雪破碎融化，从而有效抑制路面积雪和结冰。弹性材料多指由废旧轮胎加工而成的橡胶颗粒。这不但可以有效提高路面的除冰雪能力，提高道路安全性和运行效率，而且为废旧弹性材料的回收利用提供科学、合理的新途径，利于环境保护，节省资源。

3.6.2水泥混凝土路面露石技术

采用粗石料的水泥混凝土路面，利用粗石料的棱角面，通过设计和施工技术，按一定比例地外露在路面表面，不仅可以增加路面抗滑性能，而且还可以降低噪声。水泥混凝土路面外露棱角，在汽车轮胎的碾压下，薄冰层会被迅速碾碎融化，从而达到抑制冰雪增加路面安全性的功能。

3.6.3导电铺面融冰雪技术

在路面铺装材料中掺入聚合物类、碳类或金属类导电掺合料，使高绝缘性的路面铺装材料具备热和电的感知和转换能力，将电能转变为热能，热能通过铺面材料与冰雪的接触面向上传导，冰雪吸收热量后温度逐渐升高，实现融冰雪的目的。该方法耗能较大。

3.6.4能量转化型融冰雪技术

通过能量转化设备，将其他形式的能量转化为热能，达到融雪化冰的目的，可以利用的能量主要有工业电能、太阳能和地热等多种能量。该项技术可以提高能源利用率，而且清洁环保，适合高速公路等局部路段的需要。由于受能量来源的限制，利用土壤源热泵技术的融冰雪技术正逐步成为研究热点。土壤源热泵融冰雪技术是在路（桥）面内埋置热管，利用土壤源热泵，经地下换热器从地下提取热土壤中的低位热能，经热泵提升后，通过水泵把温度较高的流体输送到路（桥）面内的排管里面。高温热流体在排管内流动时，把热量通过对流换热方式，传人路（桥）面。当路（桥）面的温度达到0℃以上时，其表面上的冰雪就会融化，从而达到融雪化冰的需要。

4结束语

在科技创新时代，我们不能再采用人海战术，靠一把扫帚、一把锹“战天斗地”抢时间，也不能再过分依赖氯盐化冰来“饮鸩止渴”，而应该更主动地考虑除雪设备和材料的技术改造、建路新材料的研究运用，积极借鉴国内外先进的除雪技术和经验，大力发掘太阳能和地能等可循环再利用，因地制宜选择适合区域内的除雪技术和方法，要融入节能思想、环保意识以及可持续性发展的内涵，使得深受冰雪灾害影响的区域交通不再因冰雪的原因而中断和堵塞，经济也可进入持续高速发展阶段。早日还收费站一处常绿景观、完好设备和平整站区，还中国一个青山绿水蓝天的美丽家园。