辽宁省沈阳路政执法队 辽宁沈阳 110000
摘要：我国经济高效、快速发展，高速公路为国家经济建设提供了重要的保障，高速公路是我国长途货运、客运的重要运输途径之一，在提高运输能力，改善通行环境中起到了重要的作用。
关键词：地热技术；公里除雪；讨论
一、运行发展概况
1．目前辽宁省高速公路发展状况
作为东北老工业基地的领头军辽宁则当之无愧的走在高速公路发展的前列，目前开通高速公路里程达4200余公里，基本实现县与县之间高速公路连接，实现城市之间形成以沈阳为中心辐射全省的2小时经济圈。
2.北方地区冬季高速公路除雪在时间，经济上的浪费严重性
高速公路城际运输较铁路运输更便捷，更灵活，节约运输成本，但受天气影响较大，特别是辽宁地理位置身处东北，在气候条件上不如南方省份优越，深秋季节遇雨雪交加天气，高速公路结冰，冬季遇大雪天气更无法行车，考虑到安全因素高速公路只能封闭。这样造成人员，货物大量滞留，同时交通事故率大大上升，不但降低了运输效率，而且增加了铁路的运输压力，同时给人们的出行带来诸多不便。特别是果蔬类货物滞留，严重影响地方物价，其间接影响重大，目前前辽宁地区由于降雪导致高速公路封闭每年约达20天。为使其对我们影响降到最低，目前高速公路运营管理部门撒融雪剂，投入使用各种除雪设备等，通过电视、电台、咨询电话、微信公众号，向公众提供交通实时路况，尽管如此还是造成一定的交通瘫痪。采取的措施都是事后的，在除雪时，除雪剂的使用带来很大的弊端，融雪剂融化后，液体对混凝土腐蚀，造成混凝土提前老化，严重影响各种树木生长，对周边农田影响甚至是毁灭性的。
3.其他工艺提高路表温度
近年一则消息，被称为超级高速公路的光伏公路消息吸引了不少眼球。其主要技术是将符合车辆通行条件的光伏发电机组件直接铺设在道路路面上，路面表层被称为“透明混凝土”，其技术指标和通行安全系数均超过当前普遍使用的沥青混凝土路面。光伏路面通过收集到的太阳能转化为电能，从而实现太阳能发电。光伏路面是电动汽车的“流动充电宝”。光伏智能道路还能通过路面结冰检测系统，实时感知道路结冰情况从而自动开启电力加热系统，及时除去道路冰雪，保障出行安全。
然而，顶着“全球首条光伏高速公路的”的光环，这段仅一公里多的光伏高速公路自通车之日起，便因损坏问题登上头条。路面损坏的主要原因由于大中型车辆荷载作用破坏路面结构。光伏组件板下沥青混凝土发生松散、溢出、堆积、掏空破坏、从而导致光伏组件板悬空，局部发生不同程度的变形破坏。
二、新工艺探索
1.地缘热介绍
根据城市供热系统原理探索在高速公路上的应用，提高公路表面温度，进而提高高速公路运行效率。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而各别地区利用浅层地热方式的地源热泵为城市供热，是我们可以借鉴到高速公路上的。
作为目前成熟的浅层地热利用方式的地源热泵技术，有着独特的低碳环保特征，其能效比其他常规供暖制冷技术可节能50%～60%、运行费用可降低30%～70%，而且不排放任何废弃物，越来越受到各方关注。
浅层地热能是指地下200米以内土壤和地下水中所蕴藏的地温热能，采用热泵技术进行采集利用后，不仅可以供暖，还可以制冷。与其他能源相比，浅层地热能具有分布广泛、可循环再生、储量巨大、可就近利用等优点，是一种清洁能源。
据测算，未来五年内，我国地热能开发利用市场规模接近1000亿元。从目前市场来看，全国地源热泵市场销售额已超过80亿元，并以每年20%以上的速度增长。同时，地源热泵系统的初装费也大幅度下降，由最初的每平方米400元到450元，降到目前的220元到320元，公众对地源热泵的认知度也有了很大提高。“十二五”期间，地热资源开发利用将掀起新一轮高潮，地源热泵产业模式也有望随之升级。除了会促进地热设备制造和销售，有关地热利用的能源技术服务产业也会获得长足发展
2、从技术角度分析地源热在路面中的施工工艺
地源热泵是地热利用的一种形式，是将低位热能用热泵提升为高位热能加以利用。我们结合室内地源热供暖系统，针对室外路面地源热供暖，主要分为三部分：地能换热系统、地源热泵机组和路面采暖末端系统。三个系统之间靠水换热介质进行热量的传递，地源热泵与地能之间换热介质为水，与路面采暖末端换热介质是水。
在冬季供暖状态下的基本原理，压缩机对冷媒做功，并通过换向阀将冷媒流动方向换向。由地下的水路循环吸收地下水或土壤里的热量，通过冷凝器内冷媒的蒸发，将水路循环中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过蒸发器内冷媒的冷凝，由风机盘管循环将冷媒所携带的热量吸收。在地下的热量不断转移至路面的过程中，以35℃以上热量的形式向路面供暖。
采用闭式系统，垂直埋管，垂直埋管可获取地下深层土壤的热量。垂直埋管通常安装在地下50-150米深处，一组或多组管与热泵机组相连，封闭的塑料管内的介子水将热能传送给热泵，然后由热泵转化为路面所需的热量。垂直埋管是地源热泵系统的主要方式，得到各个国家的政府部门大力支持。采用低温热水地面辐射供暖是以温度不高于60℃的热水为热媒，在加热管内循环流动，加热路面，通过地面以辐射和对流的方式向路面供热的供暖方式
目前高速公路的面层结构15CM沥青混凝土，热管放热段水平浇埋在路面面层5一10cm处的沥青路面层内。U型管埋在路外侧，将土壤热物性参数假定为最不利的情况，按高速公路每10公里供热，采用相关资料利用U型地埋管传热模型的计算结果30w/m进行计算，结果大概需要2133m管长；孔间距取5m，钻孔深度取60m，计算占地面积约1200 m2。如果钻孔深度达到80m，占地面积约为900 m2，高速公路两侧多为农田，当管道敷设完毕，土壤回填之后，可以继续种值，不影响正常使用.通多持续不断的给地表路面供热，可以十分有效的避免高速公路大面积结冰，大大提高冬季高速公路运行效率及安全性。
如路面采用沥青混凝土，由于沥青混凝土材料较水泥混凝土强度小，如路面长期行驶载重量大的货车，对路面内的热管有较大伤害。热管应采用韧性好的材质，中修时，对热管破坏较大。且在进行路面维修时影响施工进度。
地源热泵在前期投入可能较大，利用这一技术可以在收费站广场，机场高速公路等进行试验。经过一定时期运行后，经济发达地区普及应用。
三、总结
无论是新研发的超级高速公路，还是本文论述的增设地缘热设施，作为新技术的应用还要克服很多技术、经济上的困难，需要交通科研人员秉持创新的精神不断探索，以达到提高高速公路运行效率和安全性。
论文作者:于志强
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第25期
论文发表时间:2019/6/25
标签：路面论文; 高速公路论文; 地热论文; 混凝土论文; 源热泵论文; 热量论文; 光伏论文; 《建筑细部》2018年第25期论文;