最新主動(dòng)防冰技術(shù)研究發(fā)展報(bào)告

1、匯匯報(bào)報(bào)提提綱綱 冬季運(yùn)營(yíng)安全問題冬季運(yùn)營(yíng)安全問題1 國(guó)內(nèi)外防冰、除冰技術(shù)現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外防冰、除冰技術(shù)現(xiàn)狀2主動(dòng)式智能防冰系統(tǒng)介紹主動(dòng)式智能防冰系統(tǒng)介紹31 1、冬季道路運(yùn)營(yíng)的安全問題、冬季道路運(yùn)營(yíng)的安全問題2014年底，中國(guó)高速公路通車總里程達(dá)到11.2萬(wàn)公里，超過美國(guó)居于世界第一中國(guó)民用機(jī)動(dòng)車保有量已達(dá)2.64億輛,其中汽車1.54億輛,汽車數(shù)量?jī)H次于美國(guó)居世界第二位我國(guó)萬(wàn)車死亡率為6.2，是發(fā)達(dá)國(guó)家的4至8倍因惡劣天氣導(dǎo)致交通事故死亡人數(shù)逐年增加 12% 左右冰雪狀況是影響公路交通安全，造成公路交通事故的一個(gè)重要因素冬季的降雪通常會(huì)以浮雪、積雪和積冰三種形式滯留于路面正常干燥瀝青路面的摩擦系

2、數(shù)為0.6，雨天路面摩擦系數(shù)降為0.4，雪天則為0.28，結(jié)冰路面只有0.18，結(jié)冰路面汽車制動(dòng)距離為正常道路的67倍，極容易造成交通事故另外，隱形殺手“黑冰” 黑冰(Black Ice)指的是一種很薄的、覆蓋在道路上難以發(fā)現(xiàn)的冰層。由于其厚度很薄，道路本身的柏油顏色會(huì)從其中透射出來(lái)，造成本身冰面的被視度很低，與道路融為一體，極難被發(fā)現(xiàn)。 這種黑色的薄冰，由于其本身溫度并不是特別低，所以在冰的表面有一層融化的水，讓這種冰比溫度低的厚冰滑很多。黑冰會(huì)讓車輛失去控制，打滑、打轉(zhuǎn)、剎車距離顯著延長(zhǎng)，是最危險(xiǎn)的道路殺手之一。受局部氣候受凍雨影響形成，這給氣象預(yù)測(cè)和路政養(yǎng)護(hù)管理也帶來(lái)了很大的難度。 最經(jīng)

3、常出現(xiàn)的地方是臨近水域或是比較潮濕的地方，例如河湖邊、以及潮濕的山谷的低洼處的道路特別是橋梁 在北方寒冷地區(qū)，冬季交通事故率比其他季節(jié)高出20%左右。根據(jù)對(duì)世界主要大中城市進(jìn)行調(diào)查得出的結(jié)論，因道路結(jié)冰造成的交通事故占冬季交通事故總量的35%以上。 首先，在大范圍長(zhǎng)時(shí)間普降大雪的情況下，全面徹底解決高速公路除冰問題仍然是一個(gè)世界性的難題，只能綜合利用管理和技術(shù)手段減少損失，降低影響。 但是，一些易結(jié)冰路段或事故高發(fā)路段應(yīng)當(dāng)采取一些主動(dòng)式的防冰技術(shù)手段，可以顯著減低事故率，起到事半功倍的效果。特殊路段特殊路段（如特殊路段（如特大橋梁特大橋梁、長(zhǎng)上坡長(zhǎng)上坡、長(zhǎng)下坡長(zhǎng)下坡、橋面橋面、迎風(fēng)迎風(fēng)面面和和

4、風(fēng)口路段風(fēng)口路段），易出現(xiàn)黑冰、結(jié)冰時(shí)間早、冰層厚且），易出現(xiàn)黑冰、結(jié)冰時(shí)間早、冰層厚且不易融化，容易引發(fā)交通事故，是防冰、除冰工作的重不易融化，容易引發(fā)交通事故，是防冰、除冰工作的重點(diǎn)，特別是特大型橋梁防冰除冰問題。點(diǎn)，特別是特大型橋梁防冰除冰問題。 特大橋梁特大橋梁長(zhǎng)上下坡長(zhǎng)上下坡風(fēng)口路段風(fēng)口路段高速公路特殊路段在結(jié)冰初期極易引發(fā)高速公路特殊路段在結(jié)冰初期極易引發(fā)交通事故，因此解決這些路段在結(jié)冰初交通事故，因此解決這些路段在結(jié)冰初期（事故高發(fā)階段）的防冰、除冰問題期（事故高發(fā)階段）的防冰、除冰問題成為解決問題的關(guān)鍵一環(huán)。成為解決問題的關(guān)鍵一環(huán)。被動(dòng)除冰雪技術(shù)撒融雪劑人工清除機(jī)械清除氯化物融

5、雪劑環(huán)保型融雪劑鏟雪車吹雪車融雪車主動(dòng)除冰雪技術(shù)熱力融雪添加抗凝冰材料抑制凍結(jié)鋪裝發(fā)熱電纜太陽(yáng)能發(fā)熱添加橡膠顆粒鑲嵌彈性物質(zhì)粗糙路面導(dǎo)電混凝土路面涂層相變儲(chǔ)能材料地?zé)峁苤鲃?dòng)式智能噴灑防冰除冰系統(tǒng)路面除冰雪技術(shù)（1）“氯鹽類”融雪劑 （2）環(huán)保型融雪劑 氯化鈉（工業(yè)鹽）、氯化鈣、氯化鉀、氯化鎂：氯化鈉（工業(yè)鹽）、氯化鈣、氯化鉀、氯化鎂：價(jià)格便宜價(jià)格便宜腐蝕破壞性強(qiáng)腐蝕破壞性強(qiáng)容易造成環(huán)境污染容易造成環(huán)境污染危害人體健康危害人體健康 醋酸鉀、醋酸鈣鎂、生物降解化除冰融雪劑：醋酸鉀、醋酸鈣鎂、生物降解化除冰融雪劑：價(jià)格高價(jià)格高融雪效果好融雪效果好對(duì)路面橋梁腐蝕很小對(duì)路面橋梁腐蝕很小對(duì)環(huán)境無(wú)污染對(duì)環(huán)境

6、無(wú)污染融雪劑融雪劑2 2、國(guó)內(nèi)外防冰除冰技術(shù)研究現(xiàn)狀（被動(dòng)除冰雪技術(shù)）、國(guó)內(nèi)外防冰除冰技術(shù)研究現(xiàn)狀（被動(dòng)除冰雪技術(shù)）撒鹽除冰難以控制鹽的用量、撒鹽分布不均勻撒鹽除冰難以控制鹽的用量、撒鹽分布不均勻黑冰較難發(fā)現(xiàn)黑冰較難發(fā)現(xiàn)2.1熱力融雪在路面內(nèi)部安裝發(fā)熱裝置融化冰雪，安全環(huán)保、融雪速度快，但能耗大、費(fèi)用高、施工難度大，對(duì)路面材料、結(jié)構(gòu)都有要求，后期維護(hù)需要挖開路面。 發(fā)熱電纜地?zé)峁芴?yáng)能加熱導(dǎo)電混凝土相變材料鋪設(shè)發(fā)熱電纜或電熱絲，產(chǎn)生熱量，融化冰雪。鋪設(shè)發(fā)熱電纜或電熱絲，產(chǎn)生熱量，融化冰雪。 鋪設(shè)換熱管道，將地?zé)醾鲗?dǎo)至路面，融化冰雪。鋪設(shè)換熱管道，將地?zé)醾鲗?dǎo)至路面，融化冰雪。 建造太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化儲(chǔ)熱

7、裝置，夏季存能于路基建造太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化儲(chǔ)熱裝置，夏季存能于路基下的土壤中，冬季釋放能量融雪除冰。下的土壤中，冬季釋放能量融雪除冰。 混凝土中加入導(dǎo)電碳纖維，利用電能使之發(fā)混凝土中加入導(dǎo)電碳纖維，利用電能使之發(fā)熱，除冰融雪。熱，除冰融雪。 一種特殊有機(jī)物相變材料（一種特殊有機(jī)物相變材料（PCM）由液態(tài)轉(zhuǎn)化）由液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)時(shí)釋放大量熱能，融化冰雪。為固態(tài)時(shí)釋放大量熱能，融化冰雪。 湖北恩施州省道湖北恩施州省道南（湖南省石門南（湖南省石門縣南北鎮(zhèn)）鶴縣南北鎮(zhèn)）鶴（湖北鶴峰縣）（湖北鶴峰縣）線大埡橋隧群全線大埡橋隧群全長(zhǎng)長(zhǎng)3.7公里公里2 2、國(guó)內(nèi)外防冰除冰技術(shù)研究現(xiàn)狀（主動(dòng)除冰雪技術(shù)）、國(guó)內(nèi)外防冰除冰

8、技術(shù)研究現(xiàn)狀（主動(dòng)除冰雪技術(shù)）2012年，湖南省郴寧高速公路連接線匝道橋面進(jìn)行了85m試驗(yàn)段施工，每平米區(qū)域內(nèi)可溶解平均厚度達(dá)10mm的冰層，工程造價(jià)為每平米400元500元左右，其融冰效果短期較好。 2.2 2.2 添加抗凝冰材料添加抗凝冰材料在瀝青混合料中添加在瀝青混合料中添加濃縮濃縮氯化鈉和氯化鈣等鹽化物，路面經(jīng)水浸泡后能氯化鈉和氯化鈣等鹽化物，路面經(jīng)水浸泡后能釋放抗冰鹽物質(zhì)，可降低冰點(diǎn)有效阻止和延緩路面結(jié)冰釋放抗冰鹽物質(zhì)，可降低冰點(diǎn)有效阻止和延緩路面結(jié)冰。建設(shè)施工成本較高，對(duì)瀝青混凝土的路用性能（如動(dòng)穩(wěn)定 、殘留穩(wěn)定度、破壞應(yīng)變、凍融劈裂強(qiáng)度比）和環(huán)境均有影響，只適用于短期低溫少量冰雪

9、環(huán)境，防冰35年，使用后期除冰效果會(huì)下降。 2 2、國(guó)內(nèi)外防冰除冰技術(shù)現(xiàn)狀（主動(dòng)除冰雪技術(shù)）、國(guó)內(nèi)外防冰除冰技術(shù)現(xiàn)狀（主動(dòng)除冰雪技術(shù)） 20122012年，湖南省年，湖南省長(zhǎng)湘高速公路馬鞍山高架橋長(zhǎng)湘高速公路馬鞍山高架橋段應(yīng)用此技術(shù)的示范工程段應(yīng)用此技術(shù)的示范工程完工每平米造價(jià)完工每平米造價(jià)180180元（其中抗凝冰外摻材料元（其中抗凝冰外摻材料100100元元/m/m2 2）。）。 2.32.3抑制抑制凍結(jié)鋪裝凍結(jié)鋪裝添加橡膠顆粒添加橡膠顆粒 鑲嵌類技術(shù)鑲嵌類技術(shù) 粗糙路面粗糙路面 建設(shè)施工成本較高，對(duì)路面性能和耐久度有影響，只適用于短期低溫少量冰雪環(huán)境。2 2、國(guó)內(nèi)外防冰除冰技術(shù)研究現(xiàn)狀（

10、主動(dòng)除冰雪技術(shù)）、國(guó)內(nèi)外防冰除冰技術(shù)研究現(xiàn)狀（主動(dòng)除冰雪技術(shù)）添加一定量的特殊材料，改變路面與輪胎接觸狀態(tài)和路面形變特性，路面在添加一定量的特殊材料，改變路面與輪胎接觸狀態(tài)和路面形變特性，路面在外荷載下產(chǎn)生的自應(yīng)力，使路面冰雪破碎融化外荷載下產(chǎn)生的自應(yīng)力，使路面冰雪破碎融化。2.42.4 智能防冰除冰系統(tǒng)智能防冰除冰系統(tǒng)2 2、國(guó)內(nèi)外防冰除冰技術(shù)現(xiàn)狀（主動(dòng)除冰雪技術(shù)）、國(guó)內(nèi)外防冰除冰技術(shù)現(xiàn)狀（主動(dòng)除冰雪技術(shù)）l 從歐美等國(guó)首先興起的綜合性技術(shù)，將氣象信息與防冰除冰統(tǒng)籌考慮，把傳統(tǒng)除冰手段和工業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)以及傳感器技術(shù)相結(jié)合，具有預(yù)見性，催使除冰模式從被動(dòng)除冰向主動(dòng)轉(zhuǎn)變。l 初

11、期建設(shè)投入較大，但其具有長(zhǎng)期有效、智能化信息化程度高、主動(dòng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，特別適合一些重要路段和大型橋梁。 2.4 2.4 智能防冰除冰系統(tǒng)智能防冰除冰系統(tǒng)（1）美國(guó)弗吉尼亞州自動(dòng)噴淋橋面防冰系統(tǒng)（FAST）1997年美國(guó)弗吉尼亞州，橋長(zhǎng)56米，由歐丁神系統(tǒng)國(guó)際(Odin System Internationals)公司研制，這也是美國(guó)現(xiàn)階段唯一的技術(shù)比較成熟的系統(tǒng)。l 建設(shè)和營(yíng)運(yùn)成本較高，建設(shè)成本折合人民幣（按當(dāng)前匯率6.14計(jì)算）為約690萬(wàn)/km。l 防冰除冰的范圍僅一個(gè)車道寬度，噴灑系統(tǒng)需改進(jìn) FAST抗冰效果2 2、國(guó)內(nèi)外防冰除冰技術(shù)現(xiàn)狀（主動(dòng)除冰雪技術(shù)）、國(guó)內(nèi)外防冰除冰技術(shù)現(xiàn)狀（主動(dòng)除

12、冰雪技術(shù)）2.4 2.4 智能防冰除冰系統(tǒng)智能防冰除冰系統(tǒng)2 2、國(guó)內(nèi)外防冰除冰技術(shù)研究現(xiàn)狀（主動(dòng)除冰雪技術(shù)）、國(guó)內(nèi)外防冰除冰技術(shù)研究現(xiàn)狀（主動(dòng)除冰雪技術(shù)）（2）瑞士波雄公司的固定式除冰噴灑系統(tǒng)l多種地埋式、路側(cè)式的噴頭，以適應(yīng)不同寬度、形狀和行車特點(diǎn)的路面l強(qiáng)大的后臺(tái)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)噴灑的精準(zhǔn)控制，獲取系統(tǒng)運(yùn)行的詳細(xì)狀態(tài)，集中管理l高度集成的傳感器和控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)人管理和遠(yuǎn)程管理 2.4 2.4 智能防冰除冰系統(tǒng)智能防冰除冰系統(tǒng)2 2、國(guó)內(nèi)外防冰除冰技術(shù)研究現(xiàn)狀（主動(dòng)除冰雪技術(shù)）、國(guó)內(nèi)外防冰除冰技術(shù)研究現(xiàn)狀（主動(dòng)除冰雪技術(shù)）（3）芬蘭維薩拉公司的固定式防冰噴灑系統(tǒng)(FAST) 系統(tǒng)特點(diǎn)：l 準(zhǔn)確

13、性l 及時(shí)性l 便利性 FAST包括以下幾部分：l 融雪劑貯液罐l 真空輸液泵、管路及控制系統(tǒng)l 噴嘴 埋入式嵌裝在路面上 路側(cè)式安裝在護(hù)欄上l 交通氣象站監(jiān)測(cè)路面變化，根據(jù)設(shè)定控制系統(tǒng)啟/停。l 網(wǎng)絡(luò)接口，用于遠(yuǎn)程手動(dòng)控制 2 2、國(guó)內(nèi)外防冰除冰技術(shù)研究現(xiàn)狀（主動(dòng)除冰雪技術(shù)）、國(guó)內(nèi)外防冰除冰技術(shù)研究現(xiàn)狀（主動(dòng)除冰雪技術(shù)）2.4 2.4 主動(dòng)式主動(dòng)式智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)（4）湖南省交通運(yùn)輸廳課題項(xiàng)目研制的橋梁主動(dòng)式智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)l2013年， “公路橋梁主動(dòng)式智能自動(dòng)防冰除冰噴灑系統(tǒng)工程應(yīng)用研究及開發(fā)” 課題，取得階段性成果，國(guó)內(nèi)首次在湖南汝郴高速公路黃家垅特大橋上作

14、為試點(diǎn)項(xiàng)目已經(jīng)安裝實(shí)施，具有較好的抗冰效果。l衡桂高速公路的老屋場(chǎng)特大橋防冰除冰噴灑系統(tǒng)也已經(jīng)建設(shè)完成。 2.5 路面涂層技術(shù)路面涂層技術(shù) 使用特制的粘結(jié)材料將一種環(huán)保型的融雪物質(zhì)附著在路面表面，使用特制的粘結(jié)材料將一種環(huán)保型的融雪物質(zhì)附著在路面表面，融化路面積雪。融化路面積雪。 國(guó)內(nèi)外，西安中交萬(wàn)里新材料有限公司獨(dú)自擁有環(huán)保型抗冰涂層國(guó)內(nèi)外，西安中交萬(wàn)里新材料有限公司獨(dú)自擁有環(huán)保型抗冰涂層材料（倍福瑞（材料（倍福瑞（PavSafePavSafe）在國(guó)內(nèi)的雅西高速下魯壩橋、國(guó)道）在國(guó)內(nèi)的雅西高速下魯壩橋、國(guó)道108108線線巫山腳下、貴陽(yáng)市西南環(huán)線沙河特大橋等地有投入試用。巫山腳下、貴陽(yáng)市西南

15、環(huán)線沙河特大橋等地有投入試用。 l 建設(shè)施工成本偏高，運(yùn)行成本低l 技術(shù)不夠成熟，多次涂裝降低路面抗滑性能l 適用于短期低溫少量冰雪環(huán)境，冰凍初期抗冰有效 2 2、國(guó)內(nèi)外防冰除冰技術(shù)研究現(xiàn)狀（主動(dòng)除冰雪技術(shù)）、國(guó)內(nèi)外防冰除冰技術(shù)研究現(xiàn)狀（主動(dòng)除冰雪技術(shù)）2.62.6 小結(jié)小結(jié)2 2、國(guó)內(nèi)外防冰除冰技術(shù)研究現(xiàn)狀、國(guó)內(nèi)外防冰除冰技術(shù)研究現(xiàn)狀綜上述，目前主動(dòng)抗冰技術(shù)普遍存在技術(shù)不成熟、施工復(fù)雜、維護(hù)困難、使用局限性強(qiáng)和成本高昂等問題。主動(dòng)式智能防冰、除冰噴灑系統(tǒng)經(jīng)過不斷的優(yōu)化和工程實(shí)踐，在國(guó)外尤其北美地區(qū)得到了更多應(yīng)用推廣。在國(guó)內(nèi)經(jīng)過不斷地技術(shù)攻關(guān)，在技術(shù)上更加成熟可靠、施工簡(jiǎn)單可控、造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理、

16、后期維護(hù)簡(jiǎn)單，應(yīng)用前景廣闊。3 3、主動(dòng)式智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)主動(dòng)式智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)3.1 3.1 主動(dòng)式智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)介紹主動(dòng)式智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)介紹“公路橋梁公路橋梁主動(dòng)主動(dòng)式智能防冰除冰式智能防冰除冰噴灑噴灑系統(tǒng)工程應(yīng)用研究及開發(fā)系統(tǒng)工程應(yīng)用研究及開發(fā)”是是2013年度省交通運(yùn)輸廳科技進(jìn)步與創(chuàng)新項(xiàng)目計(jì)劃立項(xiàng)的課題之一。目前該課年度省交通運(yùn)輸廳科技進(jìn)步與創(chuàng)新項(xiàng)目計(jì)劃立項(xiàng)的課題之一。目前該課題已取得階段性成果題已取得階段性成果。汝郴高速公路黃家隴特大橋主動(dòng)式智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)實(shí)景圖3.1.1 系統(tǒng)組成 3.13.1 主動(dòng)式智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)介紹主動(dòng)式智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)介紹是

17、整個(gè)系統(tǒng)的“眼睛”，可以實(shí)時(shí)采集橋梁上的大氣溫度、大氣濕度、路面溫度、路面狀態(tài)（冰、雪、水、霜）等氣象信息，傳入控制中心建模分析后得出濕滑系數(shù)等控制參數(shù)。Vaisala-DSC111遠(yuǎn)程表面狀態(tài)傳感器Vaisala- DST111遠(yuǎn)程表面溫度傳感器（1）路面氣象信息系統(tǒng) 3.1.1 系統(tǒng)組成 3.13.1 主動(dòng)式智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)介紹主動(dòng)式智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)介紹采用PLC控制系統(tǒng)，由一個(gè)總站控制中心和8個(gè)分站控制箱協(xié)同控制實(shí)現(xiàn)。具有手動(dòng)、自動(dòng)兩種工作模式和遠(yuǎn)程無(wú)線通訊報(bào)警功能?？刂乒穹终鞠洌?）處理控制子系統(tǒng) 3.1.1 系統(tǒng)組成 3.13.1 主動(dòng)式智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)介紹主動(dòng)式智能防冰

18、除冰噴灑系統(tǒng)介紹液壓管道泵站噴淋系統(tǒng)噴嘴（3）噴淋子系統(tǒng) 3.1.1 系統(tǒng)組成 3.13.1 主動(dòng)式智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)介紹主動(dòng)式智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)介紹（3）噴淋子系統(tǒng) 3.1.1 系統(tǒng)組成 3.13.1 主動(dòng)式智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)介紹主動(dòng)式智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)介紹1泵 站包括兩個(gè)除冰液存儲(chǔ)罐、液位計(jì)、離心泵、電磁流量計(jì)和壓力表。采用混凝土框架結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)寬高為：9*7.2*5.5m（3）噴淋子系統(tǒng) 3.1.1 系統(tǒng)組成 3.13.1 主動(dòng)式智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)介紹主動(dòng)式智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)介紹噴 嘴噴嘴是整個(gè)系統(tǒng)的核心部件，每6m一個(gè)安裝于護(hù)欄上，它在工作壓力下噴射距離可以達(dá)到11m，同時(shí)通過

19、旋轉(zhuǎn)噴灑能夠?qū)崿F(xiàn)將除冰液均勻噴灑于橋面上。RAINBIRD旋轉(zhuǎn)噴嘴護(hù)欄內(nèi)側(cè)垂直安裝（3）噴淋子系統(tǒng) 3.1.1 系統(tǒng)組成 3.13.1 主動(dòng)式智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)介紹主動(dòng)式智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)介紹管道系統(tǒng)主管管徑：DN100；支管管徑：DN50、DN20每組DN50管上安裝一個(gè)球閥、減壓閥、電磁閥、流量開關(guān)和壓力開關(guān)， DN20管上連接8個(gè)噴嘴，從而構(gòu)成一個(gè)執(zhí)行設(shè)備組，負(fù)責(zé)根據(jù)控制中心指令開關(guān)電磁閥控制噴嘴。球閥減壓閥電磁閥流量開關(guān)壓力開關(guān)DN100DN50DN20為智能防冰除冰系統(tǒng)及其子系統(tǒng)提供動(dòng)力電源，保證系統(tǒng)的控制信號(hào)、各傳感器采集的數(shù)據(jù)和反饋信號(hào)的正常穩(wěn)定地傳輸。配電箱輸電電纜供配電單

20、元支持子系統(tǒng)光纖信號(hào)電纜光電傳輸單元壓力開關(guān)流量開關(guān)故障自診斷單元通信接口（4）支持子系統(tǒng) 3.1.1 系統(tǒng)組成 3.13.1 主動(dòng)式智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)介紹主動(dòng)式智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)介紹自動(dòng)接收氣象傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)與設(shè)定的判定條件比較，以確定是否啟動(dòng)噴淋系統(tǒng)。噴淋系統(tǒng)啟動(dòng)后根據(jù)噴灑時(shí)間自動(dòng)控制各個(gè)單元噴嘴的啟動(dòng)。噴淋完成后，系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)路面抗滑系數(shù)的變化，若由大變小則進(jìn)行第二次噴淋。3.1.2 工作原理 3.13.1 主動(dòng)式智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)介紹主動(dòng)式智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)介紹12345氣象及路面狀況信息自動(dòng)監(jiān)測(cè)采集自動(dòng)工作模式，智能判斷，自動(dòng)啟動(dòng)防冰除冰噴淋系統(tǒng)手動(dòng)工作模式，

21、人工啟動(dòng)系統(tǒng)工作無(wú)線通訊功能故障自診斷和報(bào)警功能3.1.3 系統(tǒng)功能 3.13.1 主動(dòng)式智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)介紹主動(dòng)式智能防冰除冰噴灑系統(tǒng)介紹結(jié)合海綿城市建設(shè)，將收集的城市降水進(jìn)行凈化，輸送至凈化水儲(chǔ)存罐（也可直接使用城市用水），根據(jù)路面氣溫、濕度等信息，可以冬季自動(dòng)噴灑防冰液，夏季自動(dòng)噴灑清水，實(shí)現(xiàn)夏季高架橋橋面的除塵、降溫，可全路段同時(shí)作業(yè)，啟動(dòng)快，效率高，同時(shí)對(duì)高架橋車輛通行不產(chǎn)生任何影響，美化環(huán)境，減少灰塵、提高路面使用壽命。雨水回收池凈化裝置回收除冰液除冰液儲(chǔ)存罐凈化水儲(chǔ)存罐城市灌溉系統(tǒng)凈化水凈化水噴淋系統(tǒng)冬季除冰夏季除塵3.23.2 主動(dòng)式智能防冰噴灑系統(tǒng)的深化研究及功能拓展主動(dòng)

22、式智能防冰噴灑系統(tǒng)的深化研究及功能拓展3.2.1主動(dòng)式智能防冰、除塵、降溫一體化系統(tǒng)主動(dòng)式智能防冰、除塵、降溫一體化系統(tǒng) （1 1）除冰理念的創(chuàng)新：由傳統(tǒng)被動(dòng)的除冰理念轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的防冰理念，達(dá)到事）除冰理念的創(chuàng)新：由傳統(tǒng)被動(dòng)的除冰理念轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的防冰理念，達(dá)到事半功倍，節(jié)能高效。道路路面和冰雪粘連后再去除冰的難度要比粘連前困難幾十半功倍，節(jié)能高效。道路路面和冰雪粘連后再去除冰的難度要比粘連前困難幾十倍。因此，防冰比除冰的效率高幾十倍，更為有效。倍。因此，防冰比除冰的效率高幾十倍，更為有效。 （2 2）生態(tài)環(huán)保、綜合利用水資源的理念與技術(shù)創(chuàng)新：結(jié)合）生態(tài)環(huán)保、綜合利用水資源的理念與技術(shù)創(chuàng)新：結(jié)合

23、“海綿城市海綿城市”的先進(jìn)的先進(jìn)設(shè)計(jì)理念，收集路（橋）面自然降水，通過閉水循環(huán)、凈化、分儲(chǔ)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)道設(shè)計(jì)理念，收集路（橋）面自然降水，通過閉水循環(huán)、凈化、分儲(chǔ)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)道路橋梁防冰、除塵、降溫功能一體化，既提高了路（橋）面防冰的能力，保障交路橋梁防冰、除塵、降溫功能一體化，既提高了路（橋）面防冰的能力，保障交通安全，又實(shí)現(xiàn)自然徑流的循環(huán)利用，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)海綿城市的目標(biāo)。通安全，又實(shí)現(xiàn)自然徑流的循環(huán)利用，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)海綿城市的目標(biāo)。393.23.2 主動(dòng)式智能防冰噴灑系統(tǒng)的深化研究及功能拓展主動(dòng)式智能防冰噴灑系統(tǒng)的深化研究及功能拓展3.2.2本系統(tǒng)的創(chuàng)新點(diǎn)本系統(tǒng)的創(chuàng)新點(diǎn) （3

24、3）道路養(yǎng)護(hù)管理理念與技術(shù)的創(chuàng)新：由單一養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)革新為綜合多功能養(yǎng)護(hù)）道路養(yǎng)護(hù)管理理念與技術(shù)的創(chuàng)新：由單一養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)革新為綜合多功能養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，將冬季防冰除冰、平時(shí)除塵綠化灌溉、夏季路面降溫、緊急情況配合消防系統(tǒng)，將冬季防冰除冰、平時(shí)除塵綠化灌溉、夏季路面降溫、緊急情況配合消防滅火的功能整合到一個(gè)綜合的系統(tǒng)里。這個(gè)理念創(chuàng)新的支撐點(diǎn)就是雨水收集、凈滅火的功能整合到一個(gè)綜合的系統(tǒng)里。這個(gè)理念創(chuàng)新的支撐點(diǎn)就是雨水收集、凈化、分儲(chǔ)系統(tǒng)研發(fā)與新型智能噴淋系統(tǒng)的研發(fā)。化、分儲(chǔ)系統(tǒng)研發(fā)與新型智能噴淋系統(tǒng)的研發(fā)。 （4 4）環(huán)保型防冰劑的循環(huán)使用理念與技術(shù)創(chuàng)新：由于新型環(huán)保型防冰劑中）環(huán)保型防冰劑的循環(huán)使用理念與

25、技術(shù)創(chuàng)新：由于新型環(huán)保型防冰劑中80%80%為為水，水，20%20%為有機(jī)防凍劑組分，所以利用徑流水收集、凈化、分儲(chǔ)系統(tǒng)研可實(shí)現(xiàn)環(huán)為有機(jī)防凍劑組分，所以利用徑流水收集、凈化、分儲(chǔ)系統(tǒng)研可實(shí)現(xiàn)環(huán)保型除冰劑的閉路循環(huán)使用，可以降低對(duì)周圍環(huán)境的影響，并極大提高防冰、除保型除冰劑的閉路循環(huán)使用，可以降低對(duì)周圍環(huán)境的影響，并極大提高防冰、除冰系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性能冰系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性能 （5 5）整體系統(tǒng)的可持續(xù)性特征：首先是環(huán)境上的可持續(xù)性，通過雨水徑流收集、）整體系統(tǒng)的可持續(xù)性特征：首先是環(huán)境上的可持續(xù)性，通過雨水徑流收集、循環(huán)再利用：防冰、除塵、降溫、灌溉、消防等多功能使用，實(shí)現(xiàn)生態(tài)發(fā)展的可循環(huán)再利用：防冰、除

26、塵、降溫、灌溉、消防等多功能使用，實(shí)現(xiàn)生態(tài)發(fā)展的可持續(xù)性；其次經(jīng)濟(jì)上的可持續(xù)性，通過對(duì)環(huán)保型防冰劑的收集與循環(huán)使用，極大持續(xù)性；其次經(jīng)濟(jì)上的可持續(xù)性，通過對(duì)環(huán)保型防冰劑的收集與循環(huán)使用，極大提高冬季防冰系統(tǒng)使用的經(jīng)濟(jì)性能。提高冬季防冰系統(tǒng)使用的經(jīng)濟(jì)性能。403.23.2 主動(dòng)式智能防冰噴灑系統(tǒng)的深化研究及功能拓展主動(dòng)式智能防冰噴灑系統(tǒng)的深化研究及功能拓展3.2.2本系統(tǒng)的創(chuàng)新點(diǎn)本系統(tǒng)的創(chuàng)新點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)1：路面局部氣象信息與路面：路面局部氣象信息與路面實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)狀態(tài)狀態(tài)采集技術(shù)采集技術(shù)降水降水下雪下雪相對(duì)濕相對(duì)濕 度度氣氣 溫溫風(fēng)風(fēng) 速速風(fēng)風(fēng) 向向能見度能見度霧和霜霧和霜降水量降水量太陽(yáng)輻射

27、太陽(yáng)輻射下雪厚度下雪厚度其它其它采用小型氣象站與主被動(dòng)式傳感器，全面、實(shí)時(shí)采集各種氣象與路面狀況信息，是保證智能除冰系統(tǒng)運(yùn)行的前提。3.23.2 主動(dòng)式智能防冰噴灑系統(tǒng)的深化研究及功能拓展主動(dòng)式智能防冰噴灑系統(tǒng)的深化研究及功能拓展3.2.2本系統(tǒng)解決的關(guān)鍵技術(shù)本系統(tǒng)解決的關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)2：道路橋梁短時(shí)結(jié)冰預(yù)測(cè)模型的優(yōu)化研究道路橋梁短時(shí)結(jié)冰預(yù)測(cè)模型的優(yōu)化研究圖圖1. 摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)圖圖2. 路面溫度路面溫度圖圖3. 水膜高度水膜高度圖圖4. 路面狀況路面狀況冰點(diǎn)預(yù)測(cè)與控制策略是本系統(tǒng)能夠有效運(yùn)行的關(guān)鍵，在惡劣氣候條件下，路面出現(xiàn)抗滑能力不足是導(dǎo)致往來(lái)車輛發(fā)生交通事故的根源，冰雪天氣下

28、，路面抗滑能力受到路面濕度、溫度、路面材料類型等多種因素影響。3.2.2本系統(tǒng)解決的關(guān)鍵技術(shù)本系統(tǒng)解決的關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)3：長(zhǎng)：長(zhǎng)距離管網(wǎng)壓力恒定控制技術(shù)距離管網(wǎng)壓力恒定控制技術(shù)在長(zhǎng)達(dá)幾千米的防冰液傳輸管路中，維持恒壓輸送，保證數(shù)百乃至上千個(gè)端頭（即噴嘴）壓力保持均衡、穩(wěn)定是本系統(tǒng)的另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。需要針對(duì)不同工程實(shí)施位置、線路長(zhǎng)度、坡度、高程等信息，通過室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值模擬等手段，確定管網(wǎng)壓力和控制器參數(shù)，開發(fā)研制專用控制器。3.2.2本系統(tǒng)解決的關(guān)鍵技術(shù)本系統(tǒng)解決的關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)4：群噴、單噴現(xiàn)場(chǎng)、遠(yuǎn)程控制優(yōu)化技術(shù)群噴、單噴現(xiàn)場(chǎng)、遠(yuǎn)程控制優(yōu)化技術(shù)根據(jù)主線和匝道寬度以及噴嘴安裝位置，需要研制能夠同時(shí)滿足噴灑距離、噴射角度、均勻噴灑等條件，且具有過濾裝置、防堵塞、耐腐蝕等功能的噴嘴。結(jié)合恒壓管路、控制器，形成獨(dú)特的噴淋系統(tǒng)。3.2.2本系統(tǒng)解決的關(guān)鍵技術(shù)本系統(tǒng)解決的關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)5：環(huán)保型除冰液研發(fā)和循環(huán)使用技術(shù)：環(huán)保型除冰液研發(fā)和循環(huán)使用技術(shù) 研發(fā)新一代環(huán)保型的有