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城市道路除雪現狀及未來發展方向

我國北方地區冬季一般約5-6個月時間,黑龍江、新疆、內蒙古等省份的個別地區甚至長達8個月之久,每年都有幾次較大降雪過程,部分地區還會形成雪災,給人民生產生活,交通運輸及交通安全帶來很大影響。據統計,冰雪路面交通事故發生率是平時的4-5倍,每年因此造成的經濟損失達幾千萬元。城市道路的除雪問題已經越來越引起各級政府部門的關注和重視,了解我國目前除雪工作的現狀,改變傳統除雪理念和方式,研究科學高效除雪方式,對解決城市道路除雪問題有著十分重要的意義。
 
1 目前我國除雪工作現狀
1.1人工除雪
 
冬季的降雪,初時為浮雪,經行人踩踏、車輛碾壓變成堅硬的冰雪路面。在我國北方的中小城市,除雪工作主要靠人力。按有關規定,雪停后就要走向街頭除雪,一個中等城市,每年要動用幾十萬人次進行除雪勞動,主要是使用鐵鍬、鎬頭和一些較簡單的手工除雪工具,政府組織,分片包干,機關、學校、工廠、商店等均需抽調人員參加勞動。人工除雪作業時間長,勞動強度大,工作效率低,耗費人力物力,而且大量人員集中在機動車道上作業很不安全,交通事故時有發生。目前北方大多數城市都不同程度的使用這種原始落后的除雪方式。
 
1.2 機械除雪
  
目前世界上冰雪清除機械主要有犁板刮鏟式、拋揚式、刷掃式、高速氣流吹掃式,熱熔式等。發達國家多以除新雪為主,機械化程度較高,技術比較成熟。如日本、美國、北歐,加拿大等國家的機械化除雪率可達80%-90%。在我國,由于傳統的除雪理念是雪停后才開始除雪,實際上在降雪過程中路面積雪經行人及車輛碾壓已被壓實形成冰雪路面,除雪工作實際上是除壓實雪。在這種理念影響下,除雪機械的設計主要是針對除壓實雪,除雪方式主要有擺錘旋轉擊打式、往復沖擊振動式、旋轉銑削式、楔鏟式等,這些除雪設備各有其優點和不足,這里本文不作祥述。
  壓實雪除雪機械設計技術難度較大,設備制造成本較高,除凈率底,工作效率低,功率消耗非常大,使用效果不理想,且絕大多數壓實雪除雪機需要大功率車輛作為配套動力,燃油消耗較高,整套設備投入很大,動輒幾十萬元,難以大量投入應用。傳統的除雪理念使廣大科技工作者的研究方向走入了誤區。還有少部分城市投入巨資從國外引進多功能大型除雪設備,這些設備大多價格昂貴,使用與維護費用高,并不適合我國國情。
 
1.3 融雪劑除雪
  
融雪劑除雪也是目前廣泛使用的一種除雪方式。融雪劑多為鈉基,除雪機理是降低冰點,加速積雪的融化,清除起 來也比較容易。然而融雪劑的使用會給環境造成污染,腐蝕
車輛、路面和橋梁。早在60年代初,美國和加拿大在路面撒氯化鈉鹽粉,使得原始設計壽命為50年的路面和橋梁結構,在不到10年時間里就遭到了嚴重的破壞。80年代中期
一些發達國家開始使用鈣、鎂醋酸鹽等環保型融雪劑,而環保型融雪劑價格一般在3,000
元-10,000元/噸不等,比普通融雪劑價格高很多。另外,所謂環保型只是相對而言,實
際上對環境仍然有一定的影響和破壞,只是程度不同而已。我國首都北京70年代開始使用鈉鹽融雪劑,幾年以后,發現一些立交橋已開始顯示出氯離子對橋梁鋼筋結構和道路的損害。據報道,北京市2002年12月15日-23日不到10天時間就使用融雪劑七千噸,2003年上半年,北京城區51條道路和綠地37萬株綠籬受害枯死,約占全市綠籬5%-10%,草地受害三十多萬平方米,幾萬株灌木和喬木枯死,直接經濟損失近千萬元。
  
長期大量使用融雪劑除對植物的損害外對水源的影響也很大,含有大量融雪劑的殘雪最終會通過各種渠道進入江河或地下,造成水體污染,這種污染的持續時間更長,影響范圍更廣。因此,融雪劑的使用量應嚴格控制,合理使用,用量越少越好。就未來發展趨勢看,融雪劑的使用將會受到越來越嚴格的限制,使用量及使用范圍將非常有限。
 
2 建立“實時除雪”新理念
  
北方城市冬季清除積雪是改善環境、發展經濟的重要工作之一??偨Y多年的除雪經驗和體會及各種除雪方式的比較,我們認為,人工除雪低效落后早已不適應城市發展建設的需要,融雪劑除雪會損壞道路、橋梁、車輛、污染城市環境等。而機械化“實時除雪”才是比較科學合理的除雪方式。目前歐、美等發達國家基本都采用機械化“實時除雪”技術。機械化“實時除雪”技術實際上就是使用散雪除雪機械在降雪過程中實施除雪,邊下雪,邊清除,幾臺除雪車拉開一定距離成梯形隊伍排列循環清理,過往車輛可在除雪車之間穿梭繞行而不影響交通,避免路面積雪被碾壓成實雪或冰,降雪過程也就是清雪過程,雪停后除雪工作也基本完成,實現“雪中路通”,“雪停路清”實時除雪的目標。 
從工程學的角度看,積雪被壓實的過程需要消耗大量能量,雪被壓實后再把它從地面清除掉就要加倍消耗更大的能量和更多的時間,從而造成很大的浪費,這是一種效率極低的除雪方式。相比較而言,“實時除雪”所消耗的能量只有前者的幾十分之一,是效率最高最省時省力的除雪方法。他的突出優點是能夠在不中斷交通的情況下用最小的代價、最短的時間清除積雪,從而提高城市道路交通運輸效率和交通安全。目前,這一理念已逐漸被越來越多的人所認識和接受,因此機械化“實時除雪”技術是未來城市除雪的主要發展方向。2006年年初,由黑龍江省建設廳制定的地方性標準《城 市道路清雪規范》中明確規定城市道路除雪作業應以機械化為主,人工除雪為輔,科學使用融雪劑。比較適合“實時除雪”的機械設備主要為刮板式除雪機,刮板安裝在配套車輛前部或后部,路面積雪被刮板推起后沿著刮板弧面和側傾方向拋向路邊,除雪效率很高。目前,國內已有部分省市如哈爾濱、鞍山,沈陽等廠家生產不同類型除雪機械,其中較大一部分為除壓實雪設備,也有一部分除散雪的設備。由佳木斯大學研制的以小型農用汽車為配套動力的JD-SX2800型散雪除雪車已經過兩年多的實際應用,效果較好。該除雪車結構簡單,生產成本低,除雪效率高,是一種按照“實時除雪”理念設計的除雪車,目前已取得國家實用新型專利。
  
采用機械化“實時除雪”方式,是在降雪時多條道路同時除雪,需要多臺除雪設備,因此有人認為,機械化“實時除雪”設備資金一次性投入太高,不劃算,還是老辦法好。實際上這是一種錯誤觀念。我們以黑龍江省佳木斯市為例,大約需要小型散雪除雪車150臺左右,一次性投入約700萬元左右,除雪面積可比過去增加一倍以上,使用壽命至少10年,此外還有“實時除雪”提高交通效率和交通安全帶來的間接效益。另一個統計數椐是佳木斯市每年使用的融雪劑約1,000多噸,費用約130萬元左右,用于除雪的人工、消耗的工具等費用約270萬元,合計約400萬元,用傳統的方式除雪10年所需費用約為4,000萬元。另外,每年除雪過程 中交通事故、交通阻塞、能源浪費、使用融雪劑給環境造成的破壞等則難以計算。因此綜合分析對比并從一個較長時間段衡量,“實時除雪”方式明顯優于傳統除雪方式。
  
實時機械化除雪設備配套動力多為輕型卡車,除整車購置外也可利用現有的車輛資源,配備除雪設備,冬季用于除雪,其它季節卸掉除雪設備,車輛可正常使用,提高車輛利
用率,同時也可減輕資金投入的壓力。
 
3 結束語
  
機械化“實時除雪”技術的應用是城市、機場、高速公路等道路除雪的發展方向,也是城市經濟發展水平和文明程度的標志,更是衡量決策者、管理者視野的尺度。機械化“實時除雪技術經發達國家使用已被證實是科學,合理,高效的除雪作業方式,這種技術在中國北方城市的推廣應用勢在必行。機械化“實時除雪”是一項系統工程,真正實現不僅需要轉變政府及管理者的觀念,還要有相應的資金投入,此外,除雪設備的科學管理、現有資源的整合優化,使用與維護經費的來源等都是需要研究解決的問題??傊?,機械化“實時除雪”技術的推廣和應用,有利于提高交通運輸效率及交通安全,改善城市環境,促進北方地區的城市建設和經濟發展。
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