基于时间和用量控制的高速公路凝冰路段精细化除冰研究

为实现高速公路凝冻路段的精细化除冰,立足贵州省高速公路凝冰处置过程的预防性抗凝冰处置和应急性凝冰处置两个阶段,从时间和除冰物资(以工业盐为例)的用量两个维度出发,采用室内试验和室外验证相结合的方法开展了研究。针对预防性抗凝冰处置,研究了先撒后雨和先雨后撒两种不同的工业盐撒布方式下道路的抗凝冰程度。结果表明,采取先雨后撒的凝冰撒布方式对凝冻的延缓时间优于先撒后雨的撒布方式,因此针对干燥路面的预防性抗凝冰处置,建议在撒布工业盐之前,提前采用洒水车将路面浸湿,并对洒水车从行车速度、撒布宽度、流量等方面进行规定;同时无论采取哪种撒布方式,气象条件持续下降时,其抗凝冰效果有限;还研究了不同盐用量下对应的延缓结冰时间,获得了预防性抗凝冰处置指导建议表。针对应急性凝冰处置,以消融面积为消融能力的衡量指标,研究了一定的凝冰厚度下不同的盐用量对道路凝冰的消融能力。结果表明,同等厚度下,盐用量与其对道路凝冰的消融能力成正比,但当其增加到一定程度时,融冰效果趋于饱和,基于此,以我国道路凝冰预警等级为依据,以融冰时间最小化和融冰面积最大化为导向,从撒布车速度、撒布流量、撒布宽度等方面对应急性凝冰处置进行了规范,提出了应急性凝冰处置指导建议表。最后以贵阳环城高速公路为具体工程,对研究结果进行了实际验证和优化,从而提出了优化后的凝冰处置指导表。