浅谈道路融雪剂

■ 张嘉桐

浅谈道路融雪剂

■ 张嘉桐

我国地域广阔，地跨热带、亚热带和温带，其中温带约占国土总面积的三分之一左右。这些地区每年都有不同程度的降雪，尤其是在纬度较高的北方地区，每年的降雪都在 4个至6个月之间，几十万公里的公路都存在着清除积雪的问题。降雪及公路上的积雪，给人民生活带来一定的困难，极易诱发交通事故。尤其在高速公路上，因积雪或融雪结冰而使高速公路被迫封闭停运，造成极大的经济损失。目前国内除雪方式主要有人工除雪、机械除雪、撒铺融雪剂除雪三种。

一、融雪剂的主要类型

国内外使用的融雪剂一般有两大类：一类是以醋酸钾为主要成分的有机融雪剂，该类融雪剂融雪效果好，腐蚀损害小，但价格较高，一般用于机场等重要场所。另一类则是以“氯盐”为主要成分的无机融雪剂，如氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化钾等，通称作“化冰盐”，其优点是价格较低，仅相当于有机类融雪剂的十分之一，但长期使用会腐蚀桥梁、下水管网、建筑物中的金属部件，影响其使用寿命，同时也会增加水源和土壤的无机盐含量，影响植物的正常生长，甚至枯萎死亡。

二、融雪剂化雪除冰原理

当融雪剂撒到冰雪路面上时，其中一些易潮解的固态物质吸收空气中的水分，产生潮解现象，使固体雪或冰表面形成少量的水，融雪剂在这些水中及车轮的冲击下形成溶液，由于固液两相的化学势不等，二者不能共存，其中必然有一相要向另一相转变。若固相化学势大于液相化学势，则固相就要向液相转变即固体融化，反之亦然。由于融雪所形成溶液的化学势低于固体雪或冰雪的化学势，因此固体雪或冰开始融化，随着整个过程而扩大，反应速度加快，冰雪表现出现裂痕，形成大面积的龟裂，所以从局部融化逐渐扩展到全面融化，达到融化冰雪的目的。

氯盐类融雪剂溶于水后，其冰点在零度下，如氯化钠溶于水后冰点在-10℃，氯化钙在-20℃左右，醋酸类可达-30℃左右。由于盐水的凝固点较低，因此在雪水中溶解了盐之后就难以再形成冰块。此外，雪融剂溶于水后，水中离子浓度上升，使水的液相蒸气压下降，但冰的固态蒸气压不变。为达到冰水混和物固液蒸气压等的状态，冰便溶化了。这一原理也能很好地解释了盐水不易结冰的道理。水是一种特殊的物质，即结冰后密度变小，因此，压强越大，冰的溶点越低，车轮碾过的地方雪往往易于融化就是这个道理。积雪的路面上洒上融雪剂后，再经车辆的碾压就更易使雪融化。综上可见，洒上融雪剂后就有利于除雪。

三、过度使用融雪剂的危害

氯盐类融雪剂虽然价格便宜，便于融雪、除雪，但融化后的雪或冰变成液体，流入下水设施、农田，其危害极大。使用融雪剂后的积雪常常堆积在道路两旁的绿化带或农田，盐类残留物全部堆积在农田和绿化带里，会造成绿化植物大量死亡。即使重新补植，也要全部换土，其损失不言而喻。由于北方土地一般含盐，因此北方植物本身具有一定的抗盐、抗碱能力，也难承受融雪剂带来的危害。使用氯盐类融雪剂也会缩短道路寿命，尤其是沥青混凝土路面，盐类物质与沥青产生化学反映，会折减沥青材料与砂石料的握裹能力，造成沥青表面脱落，在行车荷载的作用下进而造成大面积路面破损。盐类遇水以后发生盐涨现象，造成道路路基损坏，这将给后期道路维护增加难度。盐类对水泥混凝土路面同样也存在的危害，由于城市道路的水泥混凝土路面一般不会选用造价高昂的抗盐水泥，氯化钠等融雪剂和路基上的铁等金属形成原电池，加快路面破损。

四、融雪剂的改进与发展

近年来，很多国家和地区都在使用、销售醋酸钙镁，这是一种新型环保融雪剂，在国际市场十分畅销。该融雪剂适用于飞机场、高速公路、城市道路、铁路、汽车站、停车场、商店、学校和居民区等，其主要特点是融雪、融冰速度快且持久；防冻、防滑效果好，冰点低；不含氯离子和钠离子，可生物分解，不污染环境，对人、动物、植被都无损害；不腐蚀路面和金属，而且还会在路面上形成保护层；有固体颗粒和液体两种形态；撒布量少于同类产品，不仅节约了成本，也便于运输。

目前我国新型环保型融雪剂多为无机物混合物，其生产工艺较简单，生产设备也不复杂。只需将原料按照科学配方混合搅拌均匀，分级过筛即可。产品质量通过控制原料质量和配置比例来保证，产品成本主要是通过原料成本来控制。生产技术中原料配比、添加剂等为技术关键。融雪剂为无机物和有机物混合物，复合融雪剂的制备技术与融雪剂组成有关，其制备工艺较复杂也因产品不同而异。

五、融雪剂的正确使用方法

道路融雪盐在使用过程中，为了减少融雪盐用量及环境污染，在使用的时间和方式上必须考虑三个主要问题：什么时候会出现路滑现象？融雪盐如何更好地发挥作用？需要使用多少融雪盐？为节约融雪剂的使用量，提高其使用效率，具体措施大致有以下几种方法：

一是两种主要融雪材料的利用。一为冰点改进剂，这是一类用来融化雾、雪、冰，防止或破坏冰和路表粘连的材料，包括各种融雪盐、醋酸盐以及由农产品和上述一种或几种材料构成的工程产品，这些材料呈固态或液态，作业温度各不相同，使用成本以及对环境的影响也有所不同。使用固态材料的优点在于，随着冰雪融化，湿气增加，盐的利用率会相应提高；缺点则是形成盐水的时间过长，而且盐水的浓度也不一定能够使冰点降至最低，因此使用固态盐的实际工作温度要高于高浓度液态盐的温度。浓度较高的液态化冰产品优势在于可以使冰不断融化，减少路面的滑度，工作温度也相对较低，但需要不断加入固态盐以维持原来的浓度，这种产品适于暴风雪或霜冻来临前较干燥的人行道。二为研磨剂，这是一种增加路面摩擦力的除冰材料，其原料主要包括沙子、沙砾和碎片。常常在没有冰点改进剂或其使用成本太高或人行道温度过低不适宜其正常发挥作用的情况下使用，使用时一般加入少量盐防止研磨剂本身冻结，盐的添加量不超过总量的3%-5%。

二是除雪设备的正确使用。为最大限度地减少盐的使用量，要尽可能地通过铲车移除冰雪。道路和停车场的带卡车式撒盐车、人行道手动撒盐机适宜撒用固态盐，液态产品适宜通过液罐和洒水卡车，在使用这些设备时，应着重考虑以下方面内容：设备所有人和承包商要保证有足够的人员和设备铲雪，然后才是利用融雪盐；铲雪设备可以到达各种场所，铲雪车的刀刃要保持良好性能，能够铲除最大量的冰雪；操作工人可以通过撒盐车将材料置于指定区域而不会漏撒到临近区域，操作要根据实际情况，增减要灵活掌控；铲雪车和撒盐车可同时使用，提高效率；撒盐车要进行全面检查，确保喷洒速度适中，安装预湿设备提高盐的作用时间；向人行道、道路和停车场喷洒液态融雪剂可使用喷洒卡车。

三是实时的动态管理。为了提升对道路融雪盐的有效利用，需要管理人员和操作人员在获得有限信息的情况下实时决策，融雪过程中的决策可以参考以下内容：当地天气预报可以帮助了解冬季风雪的性质、到来时间和持续时间，也能提供露点等信息；通过红外温度计测量人行道的温度；网络雷达图像能够提供服务区域风雪来去的时间；管理人员应该随时监控天气预报和雷达图像确定霜冻、冻雨到来的预期时间，以便提前采取相应措施；场地所有人和服务提供商需要了解场地范围和特点从而确定需要的融雪剂数量，分别制定机械喷洒和手工喷洒的标准；通过红外温度计随时测量人行道温度，然后与露点比较确定是否出现霜冻，是否在冰点以上，是否需要冰点改进剂等；人行道表面的残余化学物质要随时监管并确定是否需要添加；使用冰点改进剂之前尽可能多地将雪铲除，当人行道温度达到冰点以下时再使用冰点改进剂。

四是积雪的保存和处理措施。多数情况下，铲除的积雪积存在远距离或停车场空余地方，但有时积雪必须从现场转移运送至其它地区处理。停车场清除的积雪中含有盐或沙之类的物质，因此要集中处理，否则积雪融化后会对周围环境造成损害。因此，场地所有人应制定计划提供足够的积雪存储空间，尽量避免异地运输，存储点应保证含有盐分的融化雪水不会流向生态脆弱区，而应流向沉淀池或地方政府批准使用的生活污水管；若融化后不会流向地势低洼处造成积水引起路滑现象，积雪可以就地堆积。积雪不能阻碍排水系统，应置于阳光易照的地方，加速融化。

（作者单位：中国盐业总公司）

（编辑：程钰寒）