四川在線記者 寇敏芳
近日，久馬高速的“自發(fā)熱”融雪系統(tǒng)頻頻刷屏。施工人員在路面下方鋪設(shè)“電熱毯”，讓高速公路在遇到下雪天氣時(shí)能夠自動(dòng)融雪。
是否真的有這么神奇？記者向久馬高速的施工方、四川交建集團(tuán)路面分公司求證，該公司相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，這項(xiàng)技術(shù)是公司聯(lián)合相關(guān)研究單位共同在久馬高速進(jìn)行的試驗(yàn)——高原寒區(qū)碲化鎘自發(fā)電智能融雪化冰系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用。就在不久前，該技術(shù)還斬獲了第六屆全國公路微創(chuàng)新大賽金獎(jiǎng)、智慧交通創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng)，入選了茅以升科技教育基金會(huì)道路交通委員會(huì)“十四五”交通運(yùn)輸行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展示范項(xiàng)目重大科技成果清單。
想讓高速公路自發(fā)熱，一共有四步：
首先是供能，施工人員在久馬高速公路試驗(yàn)段的護(hù)欄處，架設(shè)1.2米高、3.2毫米厚的碲化鎘薄膜玻璃，這種玻璃適用于高寒環(huán)境且不自燃，弱光條件下也可發(fā)電；
其次是儲(chǔ)能，為了滿足夜間的用電需求，團(tuán)隊(duì)定制了磷酸鐵鋰儲(chǔ)能柜，搭配電熱膜保溫，即便到了晚上，氣溫降到零下20攝氏度，電池依舊像穿了羽絨服一樣保持穩(wěn)定；
久馬高速試驗(yàn)段鋪設(shè)的石墨烯發(fā)熱網(wǎng)鋪
第三是路面發(fā)熱，這是整套系統(tǒng)的核心，在公路瀝青中面層與上面層之間，鋪設(shè)了2厘米厚的石墨烯-PTC復(fù)合發(fā)熱網(wǎng)，這套系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)0.5秒瞬時(shí)啟動(dòng)，1.2小時(shí)即可融化30毫米厚的積雪，而“傳統(tǒng)柴油吹雪車清理同樣厚度的積雪需要4小時(shí)，現(xiàn)在1小時(shí)就能搞定，能耗還降低30%。”
第四是智控，路面溫濕度、雪量傳感器每15秒會(huì)向系統(tǒng)回傳一次數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可提前2小時(shí)啟動(dòng)路面預(yù)熱，雪停后自動(dòng)關(guān)機(jī)，工作人員通過手機(jī)App即可遠(yuǎn)程查看設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，真正實(shí)現(xiàn)“無人值守”。
不過，四川交建集團(tuán)路面分公司相關(guān)負(fù)責(zé)人指出，目前項(xiàng)目屬于試驗(yàn)階段，還未開展大規(guī)模應(yīng)用，在久馬高速的試驗(yàn)段僅有50米，目前暫沒有全面推廣應(yīng)用的計(jì)劃。“主要目的是測試整個(gè)系統(tǒng)，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中的問題。”初步效果已經(jīng)顯現(xiàn)，去年9月“電熱毯”鋪設(shè)完成后就遇到了一場大雪天氣，僅用時(shí)110分鐘，50米試驗(yàn)段就把積雪融掉了。
久馬高速試驗(yàn)段安裝的碲化鎘發(fā)電玻璃
短短50米的試驗(yàn)段已經(jīng)讓不少人大呼神奇，不少網(wǎng)友呼吁，希望該試驗(yàn)?zāi)軌蛟诟嗑€路推廣應(yīng)用，讓冬季行車更安全，不用再因?yàn)楸┍黄确饴贰?/p>
樂西高速環(huán)路熱管施工過程
這不是夢想！記者打聽到，四川正在建設(shè)中的樂西高速就鋪設(shè)了“地暖”，這次可不是試驗(yàn)段，而是實(shí)實(shí)在在的“落地”，全線共布設(shè)27段共92組熱管，總覆蓋長度2374米，基本覆蓋了全線嚴(yán)重冰雪路段。
兩條高速能發(fā)熱，但技術(shù)路線不同。久馬高速的試驗(yàn)段是在路面下方約5厘米左右的位置，鋪設(shè)石墨烯材質(zhì)的發(fā)熱絲，就像家里床單下的電熱毯。樂西高速則采用智能化環(huán)路熱管融雪系統(tǒng)，埋深在路面15厘米以下，環(huán)路熱管中有液體介質(zhì)，通過相變來傳遞熱量，類似家用的地暖。
樂西高速環(huán)路熱管施工過程
蜀道集團(tuán)樂西公司雷波代表處工程師王元洪介紹，熱管主要鋪設(shè)在主車道輪跡帶，最大限度降低融雪能耗。當(dāng)傳感器監(jiān)測到低溫或降雪時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)啟動(dòng)空氣源熱泵，將熱能介質(zhì)加熱至50—60℃，通過熱管高效傳導(dǎo)，將輪跡帶溫度穩(wěn)定維持在1—2℃的安全融冰范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)冰雪自動(dòng)融化。經(jīng)過測試，在-15℃暴雪或峽谷強(qiáng)風(fēng)等極端條件下，系統(tǒng)仍可穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)小雪隨下隨融，大雪、暴雪經(jīng)車輪碾壓后迅速融化，保障全天候可靠運(yùn)行，顯著降低冰雪天氣行車事故風(fēng)險(xiǎn)。
今年底，樂西高速將全線通車，裝“地暖”的高速公路也將和大家見面，如果您也感興趣，不妨來實(shí)際體驗(yàn)一下吧。
關(guān)于這兩條自發(fā)熱的高速公路，我們也收集了一些網(wǎng)友關(guān)心的問題，分別向兩條高速建設(shè)方求解。
1、造價(jià)高不高？是否能夠大規(guī)模推廣？
答：高！以久馬高速為例，之所以只在50米段試驗(yàn)，造價(jià)高是重要的原因之一。試驗(yàn)段50米總造價(jià)約49萬元，平均每米花費(fèi)1萬元，一公里就是1000萬元。再看久馬高速，全長219公里，概算總投資302億元，平均每公里建設(shè)成本約1.38億元。也就是說，鋪“電熱毯”的成本占到了每公里造價(jià)的約7.25%。目前的試驗(yàn)，就是為了進(jìn)一步測試穩(wěn)定性，同時(shí)也尋找更為經(jīng)濟(jì)可靠的辦法，為大規(guī)模應(yīng)用探路。
久馬高速試驗(yàn)段融雪效果展示
樂西高速的“地暖”技術(shù)相對(duì)成熟，因?yàn)椴捎秒娋W(wǎng)供電，不需要建設(shè)發(fā)電設(shè)備，前期投入稍低，但后期運(yùn)營的電力成本仍然不低。因?yàn)槿€的冰雪路段相對(duì)集中，所以將鋪設(shè)范圍聚焦在嚴(yán)重冰雪路段，盡力在經(jīng)濟(jì)和可用性中間找到平衡點(diǎn)。
2、融雪化成的水去哪里了？會(huì)不會(huì)導(dǎo)致路面再次結(jié)冰？
答：高速公路都有排水設(shè)計(jì)，少量積水會(huì)隨著路面坡度流到路基以下。因?yàn)榈叵掠袩嵩?，路面溫度將保持?—2℃的安全融冰范圍內(nèi)，雪融后一部分水汽蒸發(fā)，一部分會(huì)自然流走，不會(huì)產(chǎn)生積水，因此也不會(huì)導(dǎo)致再次結(jié)冰。
3、是不是意味著以后就不會(huì)封路了？
答：久馬高速試驗(yàn)段只有50米，還處于試驗(yàn)階段，不具備實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用條件。樂西高速已覆蓋嚴(yán)重冰雪路段，可以大幅降低封路可能性。此前的測試顯示，在-15℃暴雪或峽谷強(qiáng)風(fēng)等極端條件下，地暖系統(tǒng)仍可穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)小雪隨下隨融，大雪、暴雪經(jīng)車輪碾壓后迅速融化。不過運(yùn)行過程中是否要封路，還得看具體的天氣情況。
圖片由受訪者提供
編輯：郭成
