冬季城市街道融雪除冰防滑復合板應用技術研究

張飛

摘要：文章針對冬季城市街道融雪除冰不徹底、不及時給居民出行構成潛在安全隱患的問題，通過分析道路融雪除冰技術研究現(xiàn)狀及城市街道鋪砌特征，提出了應用由防滑層、粘結層和功能層三部分組成的融雪除冰防滑復合板的方案。該復合板用于鋪砌城市街道、校園人行道、居民小區(qū)人行道、公園廣場及住宅、辦公區(qū)、超市的進出口臺階等居民出行及活動頻繁處，可及時徹底融雪除冰，解決因冬季降雪產(chǎn)生的出行安全問題，方便居民冬季生活。

關鍵詞：冬季降雪;融雪除冰;出行安全;復合板

0 引言

隨著人民生活水平的不斷提高，出行安全成為城市居民最為關注的問題之一。其中，冬季積雪結冰給城市居民的出行帶來了潛在的安全隱患。就北方嚴寒地區(qū)而言，冬季降雪周期長，氣溫低，晝夜溫差大，城市街道積雪清除不及時、不徹底將會形成冰雪街道、冰雪路面、冰雪臺階等，嚴重影響城市居民出行，致使冬季城市居民不出門、少出門的現(xiàn)象突出，特別是城市中的老人和小孩，這對城市居民的和諧生活產(chǎn)生較大的影響。目前，積雪結冰出行問題、融雪除冰技術研究也主要集中在公路、城市道路、機場路面等領域，而城市街道融雪除冰技術研究較少。現(xiàn)階段城市街道除雪除冰還是以人工掃雪、除冰為主，輔以少量的機械清雪、運雪，致使除雪除冰工作強度大，除雪除冰不徹底、不及時，給城市居民出行帶來極大的安全隱患，特別是老人、小孩因街道積雪、結冰滑倒摔傷事故頻發(fā)。同時，北方嚴寒地方的城市因冬季積雪亂棄、亂堆，嚴重影響城市市容景觀，給人一種臟亂差的印象。基于此，有必要針對城市街道積雪結冰問題進行研究，提出及時、徹底的融雪除冰技術，根本解決城市居民冬季降雪后的出行問題。

1 融雪除冰不徹底、不及時對城市居民產(chǎn)生的不良影響

就城市街道而言，融雪除冰不徹底、不及時主要表現(xiàn)為：夜間降雪清晨清雪，居民出行、掃雪基本同步進行;白天降大雪，街道除雪不能全面進行;除雪、融雪、結冰同步發(fā)生，街道結冰嚴重;冰雪街道除雪除冰不徹底;街道除雪除冰片區(qū)交匯處，除雪除冰界限劃分不清;街道除雪空白區(qū)無人除雪;積雪亂棄、亂堆較為普遍等。

由于城市街道融雪除冰不徹底、不及時，城市居民出行滑倒、摔傷事故頻發(fā)。為防止和減少除雪安全事故發(fā)生，城市居民減少出行次數(shù)，老人、小孩不出門的現(xiàn)象較為普遍，嚴重降低了居民的生活樂趣，但減少出行次數(shù)和不出行并不等同于出行安全問題的解決。此外，城市街道積雪結冰的清除工作量大，給城市環(huán)衛(wèi)工人、居民清雪帶來了較大的壓力;積雪亂棄亂堆，占壓街道，嚴重影響市容市貌。因此，融雪除冰不徹底、不及時問題嚴重影響城市居民的生活幸福指數(shù)。

2 融雪除冰技術概述與分析

目前，融雪除冰技術研究主要集中于道路方面，道路除冰雪的主要方法有：清除法、融化法及其他方法。

清除法主要包括人工清除法和機械清除法。人工清除法存在工作量大、清除不徹底、不及時等問題;機械清除主要有機械鏟雪和機械除雪，很難適應城市街道融雪除冰現(xiàn)狀。

融化法主要包括化學融化法和熱熔化法。其中，化學融化法以鹽類融化法和環(huán)保融雪劑為主，但對地下水源污染較嚴重;熱熔化法主要包括地熱管法、紅外線熱管加熱方法、電熱管法、電纜法、流體加熱法、導電混凝土法等，融雪除冰效果好，但消耗能源較大。

其他方法主要有撒布砂石材料、自應力彈性鋪面技術等。

結合城市街道自身特點，化學融化法、機械清除、地熱管法、紅外線熱管加熱法、電熱管法、電纜法、撒布砂石材料、自應力彈性鋪面技術等融雪除冰技術不適用于城市街道融雪除冰。而熱熔法中的電熱管法、導電混凝土法、流體加熱法雖然不能直接用于城市街道融雪除冰，但需結合城市除雪除冰特征，進行改善。

城市街道融雪除冰技術較為單一，主要以人工除雪除冰為主，輔以機械除雪運雪。

由于城市街道不規(guī)則、街道多為砌體鋪砌、街道設施較大、行人干擾等因素影響，城市街道不能大規(guī)模采用機械除雪，只能采用人工除雪。而人工除雪除冰工作量比較大，除雪除冰不徹底、不及時。加之，北方城市降雪量多、降雪頻繁、冬季持續(xù)時間長，除雪除冰不徹底、不及時問題將不能有效解決。

因此，城市街道融雪除冰需根據(jù)城市街道特征，結合道路融雪除冰技術，提出適合于城市街道的融雪除冰技術，進而彌補人工除雪除冰的不足，徹底解決城市居民出行問題。

3 冬季城市街道融雪除冰防滑復合板設計思路

通過分析道路融雪除冰技術現(xiàn)狀及城市街道自身特性，冬季城市街道融雪除冰應從城市街道鋪砌物出發(fā)，加之北方城市均有完善的供暖系統(tǒng)，因此，研究開發(fā)基于城市供暖系統(tǒng)的城市街道融雪除冰復合板是解決城市街道積雪結冰的有效途徑。

融雪除冰防滑復合板主要由防滑效果層、粘結層和功能層三部分組成。粘結層位于防滑效果層與功能層之間;功能層主要是熱能供應層，如圖1所示。防滑效果層可選用瀝青混合料加鋪層，可向彩色瀝青混合料、單粒徑瀝青混合料等方向過渡，構造深度必須滿足城市街道防滑要求;粘結層可選用粘層油、環(huán)氧瀝青或環(huán)氧樹脂等;功能層可選用預制塊，并在預制塊中預埋電熱管、地暖管等加熱系統(tǒng)，混凝土優(yōu)先選用輕質(zhì)混凝土。融雪除冰防滑復合板各結構層材料組成可根據(jù)功能要求擇優(yōu)選用新材料。

現(xiàn)以瀝青加鋪混凝土復合板為例進行冬季城市街道融雪除冰防滑復合板技術方案分析。融雪防滑復合板整體結構平面示意圖如圖2所示，融雪防滑復合板整體結構橫斷面示意圖如圖3所示。圖2～3中①為瀝青加鋪混凝土復合板，②為城市地暖熱水供水管，③為復合板與熱水供水管線連接管，④為城市地暖冷水管，⑤為復合板與冷水供水管線連接管，⑥為復合板地暖管線連接裝置，⑦為復合板內(nèi)預埋地暖管。

瀝青加鋪混凝土復合板融雪除冰原理為：將復合板替代砌體鋪砌于城市街道，復合板之間的地暖管線連接裝置相互連接，并在兩側設置供暖管線（一側為熱水管，另一側為冷水管），與城市供暖系統(tǒng)連為一體，設置相應的控制感應裝置或人工控制裝置，利用流體加熱法融雪除冰。其中，在復合板功能層預埋地暖管線和連接裝置。

瀝青加鋪混凝土復合板不僅要繼承瀝青混合料和水泥混凝土的抗滑、可塑、強度高等特性，還要在美觀、輕質(zhì)、多樣、導熱、隔熱等方面進行革新，提高剛柔型復合板融雪除冰的適用性。因此，剛柔型復合板融雪除冰還需進一步克服的關鍵技術有：（1）超薄防滑型美觀多樣性瀝青鋪裝層研發(fā);（2）輕質(zhì)、高強、導熱、隔熱型水泥混凝土預制板研究;（3）粘結層技術多樣性研究，瀝青加鋪層成型研究;（4）復合板力學性能研究;（5）復合板融雪除冰功效研究;（6）瀝青加鋪混凝土復合板批量生產(chǎn)工藝及流程研究。

針對瀝青加鋪混凝土復合板關鍵技術問題，需對瀝青加鋪混凝土復合板進行系統(tǒng)研究。其研究技術路線如圖4所示。

瀝青加鋪混凝土復合板可用于鋪砌城市街道、校園人行道、居民小區(qū)人行道、公園廣場及住宅、辦公樓、超市的進出口臺階等居民出行及活動頻繁處，可及時徹底融雪除冰，解決因冬季降雪產(chǎn)生的出行安全問題，方便居民冬季生活。

5 結語

冬季城市街道融雪除冰復合板應用于城市街道鋪砌，可有效解決城市街道積雪結冰問題，徹底根除城市居民因街道積雪結冰而引起的出行安全問題。因此有必要進一步研究、開發(fā)融雪除冰復合板相關成套技術。

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作者簡介：張 飛（1988—），碩士，工程師，主要從事公路勘察設計和路基路面材料研究工作。