科技創新｜高速公路融雪技術創新突破與應用

冬季冰雪天氣是威脅高速公路通行安全的“高危風險”，傳統的撒鹽、人工除雪等“雪后處置”方式雖已形成較為成熟的作業模式，但可能存在環境污染、腐蝕路面和效率瓶頸等挑戰。隨著物聯網、大數據和人工智能技術的飛速發展，我國的高速公路融雪領域正經歷一場從“被動應對”到“主動預防”的技術變革。本文聚焦近期各省份的實踐案例，解析新型融雪技術的創新突破與應用價值。

技術革新

新型融雪技術的原理與核心特性

傳統融雪技術主要依賴人工、機械與化學手段的結合，雖操作成熟但存在局限性。當前，多種新型融雪技術逐步走向應用前沿，推動融雪化冰方式向智能化、精準化、綠色化轉型。

流體加熱除冰雪技術：該技術通過在路面下安裝加熱管道，注入加熱的流體以融化冰雪，具有環保、效率高等特點，適用于需要長期、持續保持路面無冰的場合。但是，該系統的建設及維護成本較高，需要定期檢查管道及加熱系統的完整性。

電熱型除冰雪技術：該技術通過在路面下埋設電熱電纜或電熱膜，電纜通電后產生熱量，直接加熱路面以融化冰雪。其通常結合智能控制系統，當傳感器檢測到路面溫度下降至臨界值時，自動啟動加熱裝置。然而，該技術的能耗較大，運營成本昂貴。

融雪抑冰路面技術：該技術通過在路面材料中加入化學添加劑或涂層，使得路面本身能夠主動抵抗冰雪的形成，具有較好的長期效果及較低的維護成本。但在極端低溫環境下，涂層的效果可能會有所減弱。

微波除冰雪技術：該技術利用微波能量加熱積雪及冰層內部的水分子，使其快速升溫并融化，適用于積雪較厚及結冰嚴重的路段。但是，建設成本較高，不適合大規模或長期使用。

道路智能融雪融冰噴淋系統：主要通過冰雪雨路面濕滑度、低能見度、風力風向、交通流狀態等動態交通氣象監測數據，疊加交通流速度指數、風險性速度變異系數、惡劣天氣低能見度、路面制動效率系數等多維算法，建立“AnT預判預警模型”，根據系統搭建智能數字控制系統。系統預設智能冰雪消融策略并啟動自動實施程序，實現系統運行可視化監控和手機應急操作系統可靠性冗余。該系統主要采用智能噴灑方案，即精準的輔助決策、雙時噴控體系、節能高效噴灑方式。利用遙感式路面狀況及路溫一體式檢測儀，通過智能化邊緣計算與自動控制系統處理，得到精確的路況信息。根據不同點位的不同結冰積雪厚度，智能精準提供融雪劑噴灑策略。同時系統可根據道路動態檢測裝置提供的數據，實時分析科學調整不同的噴灑策略，根據車流量優化選擇最佳噴灑時機，自動啟動管道噴灑系統。

實踐案例

多省份融雪技術新探索

近期，許多地區出現降雪天氣，各地結合地域氣候與路況特點，針對性應用創新技術，成為新型融雪技術的重要試驗場。

01-四川久馬高速

石墨烯“電熱毯”實現雪落三四十秒即融

今年10月，平均海拔3600米的四川久馬高速公路飛雪如期而至，與此同時，“自發熱”融雪系統也正式亮相，在降雪天氣中實現“雪落三四十秒即融”的效果。該系統構建了發電、儲能、發熱、智控一體化技術體系，具有以下核心亮點：

1、弱光發電供能：在久馬高速公路的護欄、聲屏障上，貼有1.2米高、3.2毫米厚的碲化鎘薄膜玻璃，這種玻璃適用于高寒環境且不自燃，弱光條件下也可發電，單公里年發電量達65.7萬度，比傳統晶硅發電效率高12%。

▲久馬高速試驗段安裝的碲化鎘發電玻璃

2、極端環境儲能：針對公路海拔3300米、晝夜溫差30攝氏度的極端環境，團隊定制了磷酸鐵鋰儲能柜搭配電熱膜保溫，在零下20攝氏度的低溫下仍能穩定運行，使用壽命可達10年。

3、快速發熱融雪：公路瀝青中面層與上面層之間，鋪設了4厘米厚的石墨烯-PTC復合發熱網，可實現0.5秒瞬時啟動，60分鐘即可融化30毫米厚的積雪。項目人員介紹，傳統柴油吹雪車清理同樣厚度的積雪需要4小時，現在1小時就能搞定，能耗還降低30%。

4、智能無人管控：路面溫濕度、雪量傳感器每15秒會向系統回傳一次數據，系統可提前2小時啟動路面預熱，雪停后自動關機，工作人員通過手機App即可遠程查看設備運行狀態，實現“無人值守”。

5、綠色環保：久馬高速公路穿越四川省阿壩藏族羌族自治州若爾蓋濕地外圍，環保要求嚴苛。傳統融雪劑氯離子含量達40%以上，一次撒布后，路邊草甸會出現半年的枯黃期。而該系統實現了零鹽、零化學添加，使公路周邊草甸移植成活率提升到95%。

據悉，目前該系統在久馬高速的試驗段僅有50米，還未開展大規模應用。示范段建設成本為49萬元，年均可節省人工、機械、鹽劑等費用32萬元，預計2年即可收回投資；路面壽命延長15%，全周期內還能再節省103萬元。

02-甘肅：綠色融雪技術多點突破

綠色環保型液體融雪劑與智能噴灑系統

近日，由甘肅省公路交通建設集團有限公司所屬交科集團自主研發的綠色環保型液體融雪劑及配套智能噴灑裝置系統，在G30連霍高速烏鞘嶺隧道群完成布設并正式投入使用。

烏鞘嶺路段作為甘肅省重要交通通道，因海拔高、冬季低溫嚴寒、冰雪天氣頻發等復雜地理氣候條件的影響，長期以來都是冬季道路保障的重難點區域。

自主研制的綠色環保型液體融雪劑具有在極寒環境下融雪效率高、持續時間長、金屬腐蝕性低、環境友好等優勢，能夠有效解決傳統氯鹽類融雪劑帶來的公路基礎設施壽命縮短、土壤鹽漬化、水體污染等一系列生態環境問題。其通過智能結冰預警系統和消冰融雪管控平臺，實現了對道路結冰情況的實時監測與融雪劑的精準投放，資源使用率較傳統撒布方式提升30%以上。

與之配套的智能噴灑裝置，可實時采集氣象與路面溫度數據，通過“感知—決策—執行—反饋”的閉環作業模式自動啟停、精準噴灑，推動冬季融雪作業從被動應對向主動防控轉型。

新型路面技術：從材料改良實現主動防冰融雪

甘肅省張掖公路事業發展中心聚焦科技賦能養護，應用系列新型防冰融雪技術，推動傳統被動防冰除雪向主動智能轉型升級。

1、應用緩釋蓄鹽融雪骨料

該材料以多孔集料頁巖陶粒為載體，經特殊工藝處理后替代部分常規石料，摻入Sup-13高性能改性瀝青混凝土鋪筑于上面層。冬季降雪后，骨料可快速釋放鹽分實現高效融雪化冰。非凝冰積雪季節則通過多孔結構鎖住鹽分，減少流失，形成“冬季快速響應、全年長效緩釋”的抗冰融雪機制，解決融雪劑鹽分流失快、對路面（構造物）有腐蝕等問題。

▲復摻緩釋蓄鹽骨料與Sup-13高性能改性瀝青混凝土面層鋪筑

2、采用低冰點填料微表處技術

結合河西地區氣候特點，甘肅省張掖公路事業發展中心在微表處混合料中添加了4%的低冰點填料。混合料鋪筑后，鹽分隨水分蒸發在路面結晶形成白色“鹽花”狀結構，基于“鹽能化冰”原理，低溫時可主動降低冰點、阻止冰層與路面粘結。

▲對防冰融雪技術試驗段進行跟蹤觀測

3、研發應用疏水涂層技術

甘肅省張掖公路事業發展中心與蘭州交通大學深度合作，聯合攻關研制出“雙重疏水改性路用聚氨酯脲涂層”。通過專業設備現場噴涂施工，涂層可在路面形成特殊疏水膜層，既有效阻止水分滲透潤濕路面，又能削弱冰層與路面的粘結強度，達成“有冰不粘、輕微外力即可脫落”的主動防冰目標。

來源：中國交通信息 化、 中國交通報、中國交通新聞網、中國公路學會、蜀道集團、甘肅交科集團、甘肅省張掖公路事業發展中心、第27屆高速公路信息化大會 等