冬天路面融雪化冰技术(路面自动融雪化冰系统)

近日，北方地区迎来2020年首场降雪，多地公路沿线出现不同程度的道路结冰，给交通出行带来很大影响。

当路面有冰雪存在时，车辆轮胎与路面的附着系数将会降低60%-75%，导致车辆打滑、偏移、制动距离延长等，此外路面积雪层的存在覆盖道路标志标线，影响行车视线，危害驾驶人的人身安全，对车辆和道路设施也造成严重破坏。

发展路面融雪化冰技术尤为重要，目前国内外对路面主动融雪化冰方法的研究如下：

被动式融雪化冰技术
在雪后进行“被动式”除雪，常用机械法和化学融雪法，是目前路面采用的主要除冰手段。其缺点是清除冰雪过程中需要占用行车道或封闭交通，影响道路正常运行，且当气温较低或积雪厚度较大时，存在除雪效率低、清除不彻底的问题。主动式融雪化冰技术通过改变传统路面的材料组成及结构设计，使得路面在降雪过程中不用借助外部作用，即可主动完成冰雪融化，使路面自身具备融雪化冰功能。自应力弹性铺装路面自应力弹性铺装路面是指在路面材料内添加一定的弹性材料，通过弹性材料的高变形特性使得路面冰雪层在车辆荷载作用下受力不均匀而破碎)融化，从而有效抑制路面积雪结冰。根据弹性材料布置于路面位置的不同可分为镶嵌式铺装路面和填充式铺装路面，其中镶嵌式铺装路面是在普通沥青混凝土路面摊铺完成后，在其上方铺撒一定厚度的弹性颗粒并采用施工机械进行压实；填充式铺装路面主要是将废旧轮胎制成橡胶颗粒并掺入沥青混合料中替代部分集料，橡胶颗粒先与石料拌和，再与沥青拌和而制成，也称为干法橡胶颗粒沥青混合料。

低冰点路面低冰点沥青路面是指预先将低冰点添加剂加入沥青混合料中，使其在渗透与毛细作用下逐渐析出，达到融冰化雪的目的。

低冰点填料目前主要有2种使用途径：

针对新建路面将其以填料的形式替代矿粉掺入沥青混合料中，制备得到具有融冰化雪抑制冻结功能的沥青混合料，进而铺筑低冰点填料路面。
针对在役路面以乳化沥青类材料为基础通过掺加改性剂助剂及低冰点填料，制备具有融雪和降黏功能的沥青路面低冰点养护层。

能量转化路面能量转化式融雪化冰路面是指在路面结构内部埋设一定数量的传热管线或导热体，将外部能量转化热能输入路面，并通过路面内部热量传导加热路面表面，进而融雪化冰。该项技术提高了能源利用效率，且清洁环保。主要包括流体加热路面、热管加热路面及电加热路面等。

流体加热路面是利用热泵机组将外部热源（如浅层地热、地热水及工业废热等）获取的热量提升品位后，再利用循环泵将热流体循环于路面内部，通过埋置于路面内部管道的对流换热和路面内部的热传导将热量传递到路表进行融冰化雪。

热管加热法利用浅层地热能即可完成路面融雪化冰，绿色环保，可自主运行且无养护维修费用。常用的重力式热管包括蒸发段、绝热段和冷凝段三部分，其中，热管蒸发段位于地下土壤中，冷凝段位于路面面层内部，而绝热段位于道路最大冻结深度处附近，在冬季，由于地下土壤温度高于路面温度，该系统可通过管内工质相变循环将地热逐渐传至路面内部，并依靠混凝土传热作用进一步将热量传至路表进行冰雪层融化。