科技创新｜高速公路融雪技术创新突破与应用

冬季冰雪天气是威胁高速公路通行安全的“高危风险”，传统的撒盐、人工除雪等“雪后处置”方式虽已形成较为成熟的作业模式，但可能存在环境污染、腐蚀路面和效率瓶颈等挑战。随着物联网、大数据和人工智能技术的飞速发展，我国的高速公路融雪领域正经历一场从“被动应对”到“主动预防”的技术变革。本文聚焦近期各省份的实践案例，解析新型融雪技术的创新突破与应用价值。

技术革新

新型融雪技术的原理与核心特性

传统融雪技术主要依赖人工、机械与化学手段的结合，虽操作成熟但存在局限性。当前，多种新型融雪技术逐步走向应用前沿，推动融雪化冰方式向智能化、精准化、绿色化转型。

流体加热除冰雪技术：该技术通过在路面下安装加热管道，注入加热的流体以融化冰雪，具有环保、效率高等特点，适用于需要长期、持续保持路面无冰的场合。但是，该系统的建设及维护成本较高，需要定期检查管道及加热系统的完整性。

电热型除冰雪技术：该技术通过在路面下埋设电热电缆或电热膜，电缆通电后产生热量，直接加热路面以融化冰雪。其通常结合智能控制系统，当传感器检测到路面温度下降至临界值时，自动启动加热装置。然而，该技术的能耗较大，运营成本昂贵。

融雪抑冰路面技术：该技术通过在路面材料中加入化学添加剂或涂层，使得路面本身能够主动抵抗冰雪的形成，具有较好的长期效果及较低的维护成本。但在极端低温环境下，涂层的效果可能会有所减弱。

微波除冰雪技术：该技术利用微波能量加热积雪及冰层内部的水分子，使其快速升温并融化，适用于积雪较厚及结冰严重的路段。但是，建设成本较高，不适合大规模或长期使用。

道路智能融雪融冰喷淋系统：主要通过冰雪雨路面湿滑度、低能见度、风力风向、交通流状态等动态交通气象监测数据，叠加交通流速度指数、风险性速度变异系数、恶劣天气低能见度、路面制动效率系数等多维算法，建立“AnT预判预警模型”，根据系统搭建智能数字控制系统。系统预设智能冰雪消融策略并启动自动实施程序，实现系统运行可视化监控和手机应急操作系统可靠性冗余。该系统主要采用智能喷洒方案，即精准的辅助决策、双时喷控体系、节能高效喷洒方式。利用遥感式路面状况及路温一体式检测仪，通过智能化边缘计算与自动控制系统处理，得到精确的路况信息。根据不同点位的不同结冰积雪厚度，智能精准提供融雪剂喷洒策略。同时系统可根据道路动态检测装置提供的数据，实时分析科学调整不同的喷洒策略，根据车流量优化选择最佳喷洒时机，自动启动管道喷洒系统。

实践案例

多省份融雪技术新探索

近期，许多地区出现降雪天气，各地结合地域气候与路况特点，针对性应用创新技术，成为新型融雪技术的重要试验场。

01-四川久马高速

石墨烯“电热毯”实现雪落三四十秒即融

今年10月，平均海拔3600米的四川久马高速公路飞雪如期而至，与此同时，“自发热”融雪系统也正式亮相，在降雪天气中实现“雪落三四十秒即融”的效果。该系统构建了发电、储能、发热、智控一体化技术体系，具有以下核心亮点：

1、弱光发电供能：在久马高速公路的护栏、声屏障上，贴有1.2米高、3.2毫米厚的碲化镉薄膜玻璃，这种玻璃适用于高寒环境且不自燃，弱光条件下也可发电，单公里年发电量达65.7万度，比传统晶硅发电效率高12%。

▲久马高速试验段安装的碲化镉发电玻璃

2、极端环境储能：针对公路海拔3300米、昼夜温差30摄氏度的极端环境，团队定制了磷酸铁锂储能柜搭配电热膜保温，在零下20摄氏度的低温下仍能稳定运行，使用寿命可达10年。

3、快速发热融雪：公路沥青中面层与上面层之间，铺设了4厘米厚的石墨烯-PTC复合发热网，可实现0.5秒瞬时启动，60分钟即可融化30毫米厚的积雪。项目人员介绍，传统柴油吹雪车清理同样厚度的积雪需要4小时，现在1小时就能搞定，能耗还降低30%。

4、智能无人管控：路面温湿度、雪量传感器每15秒会向系统回传一次数据，系统可提前2小时启动路面预热，雪停后自动关机，工作人员通过手机App即可远程查看设备运行状态，实现“无人值守”。

5、绿色环保：久马高速公路穿越四川省阿坝藏族羌族自治州若尔盖湿地外围，环保要求严苛。传统融雪剂氯离子含量达40%以上，一次撒布后，路边草甸会出现半年的枯黄期。而该系统实现了零盐、零化学添加，使公路周边草甸移植成活率提升到95%。

据悉，目前该系统在久马高速的试验段仅有50米，还未开展大规模应用。示范段建设成本为49万元，年均可节省人工、机械、盐剂等费用32万元，预计2年即可收回投资；路面寿命延长15%，全周期内还能再节省103万元。

02-甘肃：绿色融雪技术多点突破

绿色环保型液体融雪剂与智能喷洒系统

近日，由甘肃省公路交通建设集团有限公司所属交科集团自主研发的绿色环保型液体融雪剂及配套智能喷洒装置系统，在G30连霍高速乌鞘岭隧道群完成布设并正式投入使用。

乌鞘岭路段作为甘肃省重要交通通道，因海拔高、冬季低温严寒、冰雪天气频发等复杂地理气候条件的影响，长期以来都是冬季道路保障的重难点区域。

自主研制的绿色环保型液体融雪剂具有在极寒环境下融雪效率高、持续时间长、金属腐蚀性低、环境友好等优势，能够有效解决传统氯盐类融雪剂带来的公路基础设施寿命缩短、土壤盐渍化、水体污染等一系列生态环境问题。其通过智能结冰预警系统和消冰融雪管控平台，实现了对道路结冰情况的实时监测与融雪剂的精准投放，资源使用率较传统撒布方式提升30%以上。

与之配套的智能喷洒装置，可实时采集气象与路面温度数据，通过“感知—决策—执行—反馈”的闭环作业模式自动启停、精准喷洒，推动冬季融雪作业从被动应对向主动防控转型。

新型路面技术：从材料改良实现主动防冰融雪

甘肃省张掖公路事业发展中心聚焦科技赋能养护，应用系列新型防冰融雪技术，推动传统被动防冰除雪向主动智能转型升级。

1、应用缓释蓄盐融雪骨料

该材料以多孔集料页岩陶粒为载体，经特殊工艺处理后替代部分常规石料，掺入Sup-13高性能改性沥青混凝土铺筑于上面层。冬季降雪后，骨料可快速释放盐分实现高效融雪化冰。非凝冰积雪季节则通过多孔结构锁住盐分，减少流失，形成“冬季快速响应、全年长效缓释”的抗冰融雪机制，解决融雪剂盐分流失快、对路面（构造物）有腐蚀等问题。

▲复掺缓释蓄盐骨料与Sup-13高性能改性沥青混凝土面层铺筑

2、采用低冰点填料微表处技术

结合河西地区气候特点，甘肃省张掖公路事业发展中心在微表处混合料中添加了4%的低冰点填料。混合料铺筑后，盐分随水分蒸发在路面结晶形成白色“盐花”状结构，基于“盐能化冰”原理，低温时可主动降低冰点、阻止冰层与路面粘结。

▲对防冰融雪技术试验段进行跟踪观测

3、研发应用疏水涂层技术

甘肃省张掖公路事业发展中心与兰州交通大学深度合作，联合攻关研制出“双重疏水改性路用聚氨酯脲涂层”。通过专业设备现场喷涂施工，涂层可在路面形成特殊疏水膜层，既有效阻止水分渗透润湿路面，又能削弱冰层与路面的粘结强度，达成“有冰不粘、轻微外力即可脱落”的主动防冰目标。

来源：中国交通信息 化、 中国交通报、中国交通新闻网、中国公路学会、蜀道集团、甘肃交科集团、甘肃省张掖公路事业发展中心、第27届高速公路信息化大会 等