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平地机冬季除雪技术分析
长安大学 康敬东 李忠胜
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我国北方地区每年冬季都有一段降雪期，新疆、内蒙古等省份的个别地区甚至长达8个月之久。为了清除公路上的积雪，公路养护部门必须配备一定数量的除雪机械。然而，专用的大型除雪机械价格较高、全年闲置期较长（一般为7～9个月）。而在春季、夏季和秋季用于公路土方工程施工的自行式平地机，可考虑作为冬季道路除雪作业的设备，其价格相对较低、作业效率较高、操作灵活、控制精度高，且可使平地机的利用率得到提高。本文针对平地机冬季除雪的应用技术进行分析和研究。
1 平地机冬季除雪的特点
平地机是一种以铲刀为主要工作装置，进行土地平整和整形作业的土方施工机械。平地机除用于填筑路堤、修整边坡、开挖边沟、平整场地、拌和路基材料、摊铺路面材料以及清除路肩杂草等多种工作外，还可用于冬季道路除雪作业。平地机的铲刀具有很大的灵活性，它可以实现铲刀平面回转、铲刀左右端升降、铲刀左右引伸和铲刀机外倾斜4个基本作业动作，特别是铲刀的水平调整角和切削角调整范围较大且易于控制，很适宜于除雪作业，其除雪方式是，利用平地机铲刀将路面积雪或冰与路面分离并移送出路面。平地机冬季除雪的特点可以归纳为以下几个方面：
（1）适用范围广
可用于高速公路、专用公路、普通公路、山区砂砾石公路以及大型停车场的除雪作业，清除一般厚度的新降雪、压实雪。若利用平地机上的松土器或安装的破冰装置，还可清除冻结雪和冰辙。
（2）除雪作业空间较小
平地机进行除雪作业时，通常只占用一个车道，不会影响其它车道的交通秩序。而大型的转子式除雪机作业空间较大，将会影响其它车道车辆的通行，甚至会阻断交通，特别是在山区道路，这种专用除雪机无法开展除雪作业。
（3）除雪作业速度较高、适应性较强
一般平地机高速挡的运行速度为30～40 km/h，清除薄雪或新降雪的速度可以达到20 km/h，基本满足除雪作业速度的要求。多数大中型平地机还设有铰接转向机构，转弯半径较小，能适应公路弯道、山区道路等作业面边界呈曲线状路段的除雪作业。而驱动桥装有“no-spin”无滑转差速器的平地机，还可以有效地防止丧失牵引行走能力。
2 平地机冬季除雪的具体作业方法
2.1 平地机的切削角
平地机的切削角γ系指铲刀切削刀片前表面的切平面与地面之间的夹角。铲雪的过程是利用铲刀通过机械的方法，将路面积雪或冰与路面分离开来的过程。在铲雪过程中，冰雪的变形和破坏的形式（如图1）取决于冰雪的性质、状态、铲刀的切削参数等因素。例如，经车辆碾压后形成具有相当强度的板结硬雪，可能呈剪裂型或断裂型破坏；而当温度较高时积雪变成具有一定粘稠度的雪水混合物，可能呈流动型破坏。

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切削角的大小根据冰雪的性质、状态和厚度来确定，一般平地机切削角可取50°～70°。清除松软的新降雪时，切削角可稍大些；清除压实雪或冻结雪时，需用较小的切削角。在铲雪过程中，铲刀切削刃口磨损很快，要及时微调切削角，以保持用锐利的刃口去破除冰雪。
2.2 平地机的水平调整角
平地机的水平调整角α是指铲刀与横向坐标Ｘ轴之间的夹角（图2）。当水平调整角增大时，铲雪宽度ｂ减小，铲刀单位铲雪宽度上的切削力增大，可将积雪或冰侧移输送出路面的能力提高。一般平地机水平调整角可取40°～50°, 清除薄雪时，水平调整角可稍小些，增大铲雪宽度；清除压实雪或厚积雪时，应选用较大的水平调整角。

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图2 平地机水平调整角的运用示意图

2.3 平地机联合除雪作业
当路幅（如双向4车道、双向6车道公路）较宽、降雪量较大，或为了尽快清除路面积雪和缩短对交通的影响时间，可采用联合除雪作业的方法，即通过2～3台平地机一次性将雪运移至路肩。除雪时，平地机按照超车道在前、行车道在后的顺序递次排开（如图3），前后两台平地机需保持300～500 m的距离，以免堵塞交通。同时，前后两台平地机铲雪宽度应搭接30～80 cm，使后一台平地机对准前一台平地机留下的雪堤。

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2.4 平地机破冰除雪作业
平地机若配有松土器（如图4），则可先用松土器将冻结雪或冰辙犁松后，再用铲刀将其铲除。或者，在平地机铲刀上每间隔一段距离安装一把破冰刀片（如图5），以刺破并翻松坚硬的冰雪，同时用铲刀清除。在利用松土器或破冰刀片进行破冰除雪作业时，必须由熟练的驾驶人员来操作平地机，并降低作业速度，避免刀片划伤路面或铲除道路标线。

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图4 平地机松土器结构示意

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图5 铲刀上安装破冰刀片结构示意图

3 平地机冬季除雪的注意事项
采用平地机进行冬季道路除雪时，为了能有效地、顺利地完成除雪作业，需要平地机操作人员和设备管理人员注意以下几个方面的问题：
（1）除雪工作应具有及时性和快速性
为了使行车道和路肩积雪量最少，最大限度地保障交通顺畅和安全，应尽量采用“不封路除雪”的方法，这就需要除雪工作及时、快速，抓住降雪初期雪层较薄、较松散的有利时期，进行除雪作业。
（2）除雪前应了解雪情和路况
在进行道路除雪前，应对作业路段冰雪的性质、状态和厚度，以及路面设障和不平整情况有所了解，使平地机除雪作业时，采取恰当的除雪方案和除雪参数（如切削角和水平调整角），避免除雪作业。 5/11/2005

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