有沒有能減輕雲雪天氣危險的路面結構設計?其原理是什麼?現在有投入使用嗎?
突然腦洞了一下
謝邀。題主說的應該是「減輕雨雪天氣危險的路面結構設計」吧?雨雪天氣的危險主要是降低車輪與路面接觸的抗滑係數,危害行車安全,還有雨雪天氣能見度降低等等。我知道的應對手段有:
①開級配排水路面檢索—中國知網
比如開級配磨耗層(OGFC)在國內運用已經很多了。效果是立竿見影的,路面積水問題很快就解決了,但是這種路面養護很麻煩,定期要用壓縮空氣或者高壓水沖洗,清除空隙里的污物。一旦空隙堵了,排水效果大打折扣。排水路面上不再有積水膜,行車更安全,而且深色的路面提高了雨雪天氣的路面標線能見度。②橡膠瀝青開級配排水瀝青路面在路面混凝土材料中摻入一定量的橡膠顆粒,增加路面彈性。路面結冰後,在車輛荷載作用下,路面冰層就容易破碎,進而融化。③自除冰路面,比如導電混泥土電熱路面路面混凝土中摻了導電的石墨等材料,雪天可以給路面通電,通過電熱使路面冰雪融化。但是電力消耗很大。④單嚮導熱路面東南大學的王聲樂教授正在研究這個,應該是有實用前途的。單嚮導熱路面可以用於凍土區的路面結構設計,氣溫高時熱量從路基向上傳導,保證凍土處於較低的溫度,氣溫低時路基傳導上來的熱量可以促使路面冰雪融化。謝邀,先不成體系的隨便談一點,完整論述下來夠寫論文了。
——————————————————————————雨雪天氣對道路的最直接的影響就是在路表面形成水膜或結冰,降低路面摩阻係數,導致機動車車輪與路面發生相對滑移,造成機動車失控,產生交通事故隱患。簡單說就是汽車會打滑。
目前對於降雨的處理思路就是儘快將水排出路表面。比如降雨量大的地區可以增大路面橫坡,一般是1.5%~2%,提高排水效率。從路面結構的角度,可以用OGFC(開級配抗滑磨耗層)表面層,這種路面結構最大的特點就是空隙率很大,結構內部有空隙連通,降雨到路表面會快速向下滲,這樣就可以達到排水的目的,維持路面的摩阻係數。這種路面結構在美國和歐洲城市應用的很多,尤其是英國(陰雨綿綿),下雨天不會打滑,不會激起水霧影響後方車輛,而且可以有效降低行車噪音(BTW,像神探夏洛克里這種,看起來應該是OGFC)。
在我國主要應用在高速公路等要求較高的場合。這種結構的缺點在我國表現的尤其突出:1、灰塵堆積易堵塞空隙,到時候既不能排水,強度較低還不如一般的瀝青混凝土;2、不適用重交通量,尤其是國內大車本來設計的軸重就很大,又普遍超載,很容易壓壞;3、造價高、壽命短。當然還包括很多開級配的瀝青混合料、碎石等大空隙率結構,都可以起到排水的作用。
至於降雪導致的結冰,目前並沒有什麼很好的辦法,只要降雪不大或者行駛車輛較多,初期積雪能能儘快消除不至結冰,那就不會有太嚴重的後果。現在的解決思路也是研究改善瀝青混合料的熱性能而已,這個就很專業了。
不過,真要是放到西藏或者東北零下幾十度……還是小心控制車速,別開太快是最有效的安全措施。雨雪天氣造成路面危險的因素主要有兩種:水不能及時排出,而路面處於潮濕狀態時會降低路面摩阻係數,從而降低路面抗滑性能;最不利的情況就是是路面霜凍結冰,這樣車輛幾乎會失去輪胎與路面摩擦力,抗滑能力極低,極易造成車輛滑移。
有減輕這種危險的路面結構。
目前應用比較多的一種是開級配抗滑磨耗層(Open-Graded Friction Course)。香港的全部快速路都是使用的這種結構。這種路面材料的特點是強度和穩定性較高,路面抗滑性能相比起他級配會更好。原理是這種級配使用了大量粗集料,少量細集料。粗集料之間的相互嵌擠作用產生的內摩阻力保證了其強度。同時粗集料的使用增大了材料的空隙率。高空隙率一方面提供了更多孔粗糙的表面紋路,可以提供更高的摩擦係數,另一方面多孔結構允許水更快的排出,減小了雨水環境對路面的摩擦影響,提升了路面的抗滑性能。但是同樣由於多孔的結構,水更易滲入,更易產生水損害,所以這種路面的耐久性其實不高。還有一種應用不廣,叫自發熱路面(self-heated pavement)。原理是將導電體鋪裝到瀝青路面里,利用其導電發熱的原理提高路面溫度,從而融化路面冰雪。不過一般工程上的東西難的都不是原理,而是應用。這種路面成本較高,應用範圍不廣,目前的研究有限。謝邀。
首先要了解雨雪天氣對路面結構到底有什麼影響,為什麼會產生危險。雨雪本身就屬於兩種天氣,那麼我的回答也從這兩種天氣入手。我國路面設計多採用密級配不透水設計,基本上選擇的是AC型混合料。這種混合料的好處在於水穩定性好,抗拉強度高。由於不透水的特性,當遇到下雨的天氣時,雨水會沿著道路縱坡,橫坡排出整個道路結構。這個時候,路面上就會形成一層水膜,導致路面摩擦力降低,影響行車安全。目前針對這個問題,理論上可以採用OGFC排水路面,起到排水降噪,增大路面摩擦力的作用。但這種混合料類型有他的局限性。由於自身屬於開級配骨架空隙結構,沒有足夠的瀝青和細集料填充,使得其本身強度低,容易產生剝落等問題。正常使用的情況下,難以養護(定時清孔什麼的很麻煩),使用壽命短。另外,我國的交通狀況,存在大量大型車輛,違規行為(超載)也很多,採用這種低強度的瀝青混凝土不太合適。所以可以通過採用某種形態的粗集料,使路面的粗糙度增大,來起到增加摩阻力的作用。目前也有這樣的研究。冬天下雪的時候,任何道路設計都不能避免積雪。而真正危險的,是積雪反覆凍融,在路面上形成的冰殼(俗稱地穿甲),這個就無關乎路面摩阻力的問題了,實際上車輛就是在冰上走。說到路面設計的話,在-10℃以上的時候,可以採用在瀝青混凝土裡摻加鹽化物(氯化鈉、氯化鈣等等)的方法,將積雪融化。另外,通過調研,如果該地區路面結冰層較薄,也可以在瀝青混凝土中添加橡膠粒,使路面在某種程度上具有彈性特徵。車輛行駛的時候,可以將冰層壓碎。但這兩種對於大東北地區或者高海拔地區並沒有什麼卵用,該結冰還是結冰。在城市道路里,目前採用最多的方法還是人工鏟冰,外加撒鹽。目前想到的就這麼多,有什麼不準確的地方,還請批評指正!瀉藥~有專門針對融雪性能的瀝青路面結構,國內只在部分高速公路有試驗段,技術不成熟,並未廣泛使用。
雨雪路面接觸的較少,用我僅有的知識說一下吧。如果是為了更好地融雪,那可以用橡膠瀝青路面或者融雪超薄磨耗層。前者是利用橡膠瀝青混凝土的彈性來除冰防雪,後者是利用化學成分除雪。如果是為了增加路面的抗低溫性能,可以用改性瀝青,當然路面的成本會稍微高一點。
有點挖墳的嫌疑,各位不要見怪~
雨雪天氣危險路面的結構設計,這應該是兩個相差很大的方向,縱觀我國的地理氣候特點,將該問題大致分為兩方面:北方路面主要解決的是雪的問題,南方主要需要解決雨的問題。
北方,雪:
雪給車輛帶來的問題主要有以下幾點:1、軟雪落地會融化,在早上和下午時會形成薄薄的冰層,減小路面的摩擦係數,車輪會發生打滑,剎車距離增加。2、大雪會影響駕駛員的視線,經過車輛碾壓之後會形成密度很大的雪層,摩擦也很小,如果正午表層有些許融化,在太陽落山之前,雪層的摩擦達到了最小,此時也是很危險的。
所以解決雪的問題即是阻止或減輕冰層的產生。在我所知道的新型結構設計中,以投入實驗路使用的有如下幾個原理:
1、自融雪路面,在路面材料中摻加經過特殊處理的融雪劑,設定在需要的時候通過毛細現象,到達路表,把雪融化。這種方法的路面有嚴格的設計年限,畢竟融雪劑的量是一定的,小雪完全可以應付,大雪需要配合機械清雪。
2、橡膠路面,該種路面中摻加橡膠顆粒,利用橡膠的柔度,在車輛碾壓過後由於模量的不同,使冰層的下部支撐出現凹點,冰層發生破碎,恢復摩擦係數。
3、至於其他在路面中埋設產熱的裝置的方法,個人認為,該種思路不切合公路基本屬性,造價太高,業主一定不會答應的。這種方法在一些特殊工程中還是可以小範圍應用的,比如凍土,高預算地區工程。
南方,雨:
雨給車輛行駛的危害:1、影響視野,產生很大的噪音;2、在路面形成水膜,減小摩擦係數。(具體前面大家已經說了,我就不贅述)
解決雨的問題,一般就是使用我們經常說的排水路面,國外稱為OGFC,國內的排水路面也稱為OLSM,這種思路即是使落在路面的水經過上面層滲入,然後排除,這樣避免了水膜的產生。這種面層如果設計不合理,很容易產生動水壓力,造成水損害,影響使用壽命。
以上是正式回答。
說一些閑扯的,這些研究都是以常規狀態作為背景的,在一些極端狀態是不適用的,比如新疆地區、內蒙古和大東北的大雪,那真是hold不住,還得靠廣大人民的力量,人工除雪;又如08年的南方強降雪,下來的雪立刻形成冰了,有的地方冰層都近2公分了,只能回答一句話,沒辦法。所以呢,遇到大颱風、暴雪的天氣,各位還是安心的在家宅著吧。
好了,以上
謝邀~好開心,知乎第一妖成就完成 其實我不太清楚為啥邀我,可能邀錯了吧。 我不是專業人士,但我生活在這種危險常常發生的大東北,據我了解沒看見可行的辦法,融雪當然是不算的吧,但還是要抖個機靈,與其在全國的路面上鋪上牛皮,為什麼不在腳上包上牛皮呢
題主問的是結構設計,結構方面主要是增加面層彈性或者粗糙程度,一定程度上可以利用自應力來防凍抗滑;其實使路面具備主動除冰不一定採用結構設計,材料設計也是一大塊領域,瑞士的V-260和日本的馬飛龍都是用來替換瀝青混合料中一定粒徑的砂石材料的融雪材料,形成的面層瀝青混合料可以向環境中釋放電解質,基於稀溶液依數性定律降低水的凝固點。
投入使用的很多,詳情題主可以去看融雪瀝青混合料方面的碩士論文有介紹,主動除冰路面瑞士等國家六七十年代就開始搞了。
謝邀。。不過我只是一個掃大街的。。
還有一種自融雪,通常為了加速融雪,在道路上會撒融雪鹽,降低結冰點。基於這種原理,將融雪鹽預拌在混合料里,通常以微膠囊或蓄鹽形式應用,以便緩慢釋放。還有待研究OGFC路面受到自身的弊端,不會大面積使用。橡膠瀝青路面是一種趨勢,畢竟環保,能夠消耗一些廢舊輪胎
要解決一對矛盾才行。
【我記得有個故事/如下/歪題輕揍】
古代有一個國王,要去一個邊遠的山村部落視察。那時候鞋子還沒有發明呢。人們都是光著腳丫走路的。連國王也沒有比赤足更先進的「足下設備」。山村的道路布滿了石頭很硌腳,國王根本不能行走。隨行的宰相急中生智,命村民將自家的牛宰殺了,剝下生皮鋪在路上,迎接國王進村。
國王大喜,想為老百姓辦一件大好事。命宰相告示天下,將全國所有的牛都殺掉,剝皮鋪路以方便百姓行路。可是殺光了牲畜,老百姓靠什麼生活啊?許多老百姓跪倒在國王面前,望國王三思。國王正為難之時,有一位青年撥開人群,從腰間拔出匕首,將已鋪在路上的牛皮割下一塊來綁在腳上。然後,請求國王是否也試試。那青年小心翼翼地為國王當場「度足定製」了一雙「皮鞋」。國王從龍椅上下來,試著走了幾步之後感到舒適非常,輕盈欲飛。於是龍顏大悅,高興得手舞足蹈。國王這一高興啊,就任命這個青年為「御履師」。宮廷里增設了一個專門為國王做鞋的官職。也許這位青年就是最早的鞋匠吧。===============================打個醬油路過=============================OGFC排水式瀝青路面
學習二戰英國對付狼群戰術組織的船團,高速路上各路段準備幾台能碾碎加清掃冰面的車輛開路後面跟著一撥車,這樣即限制了車速也保證了安全。
有個腦洞很大的思路是用太陽能板來做路面。詳細的情況可以看solar roadways這個Indiegogo項目。
自己個人認為可以在平面上鋪一層釘鞋那樣的鐵釘路面,但鐵釘頭一定要做成圓柱形,距離平面一定要有5公分高,路兩面可以做一些暗渠,這樣基本可以杜絕雨雪天帶來的危害,不過就是造價高吧,距今為止沒見有那個地方這樣設計。
國內只有一種排水降噪路面OFGC。其他的路面好像沒有。
雖然我生活在廣袤的內蒙古,冬天也是嘩嘩的大雪,太陽一出來,走在路上都是摩擦摩擦!但是我至今沒有見到有從路面設計上能解決冰雪的結構的案例,但是我們這裡有勤勞的辛苦的環衛工人,目前都是這麼解決的......不過我覺得可以從路面的材料上下手,更能吸熱?或者說有更強的吸水能力?以至於融雪的時候能吸干?好吧,我編不下去了……
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