“電熱毯”高速刷屏 四川還有另一條“地暖”高速
“地暖”高速
樂西高速27段共2374米
基本覆蓋全線嚴重冰雪路段
智能化環路熱管
埋深在路面15厘米以下
傳感器監測到低溫或降雪時
系統自動啟動空氣源熱泵
實現冰雪自動融化
大幅降低封路概率
樂西高速
樂山—西昌高速公路,是成都至西昌的第二條高速通道。主線全長152.48公里,預計于今年12月底全線建成通車,該項目建成后將結束雷波、美姑、昭覺三縣不通高速歷史,緩解雅西高速通行壓力。
“電熱毯”高速
久馬高速試驗段
石墨烯發熱絲
鋪設在路面下方約5厘米
通過智控系統啟動、預熱、關機
1.2小時
可融化30毫米厚的積雪
久馬高速
青海久治—四川馬爾康高速公路,是四川首條全線海拔超3000米的高原高速公路,也是四川通往青海的第一條高速公路大通道。全長約219公里,通車后成都至久治的通行時間將由8.5小時縮短為5.5小時。
近日,久馬高速火了,被網友貼上“電熱毯”高速的標簽,其“自發熱”融雪系統被媒體頻頻報道:《四川首條“自帶地暖”的高速公路亮相,告別“暴雪即封路”》《川西高原的“暖路革命”:電熱毯技術重塑冬季交通命脈》……
何謂“電熱毯”高速?施工人員在路面下方鋪設“電熱毯”,讓高速公路在遇到下雪天氣時能夠自動融雪。不過,目前該技術屬于試驗階段,還未開展大規模應用,在久馬高速的試驗段僅有50米。去年9月“電熱毯”鋪設完成后就遇到了一場大雪天氣,僅用時110分鐘,就把50米試驗段的積雪融掉了。
50米
鋪上石墨烯“電熱毯”
高速公路實現自發熱
久馬高速施工方、四川交建集團路面分公司相關負責人介紹,鋪設“電熱毯”是公司聯合相關研究單位共同在久馬高速進行的試驗——高原寒區碲化鎘自發電智能融雪化冰系統開發及應用。就在不久前,該技術還斬獲了第六屆中國公路學會公路微創新大賽金獎、智慧交通創新大賽一等獎,入選了茅以升科技教育基金會道路交通委員會“十四五”交通運輸行業高質量發展示范項目重大科技成果清單。
想讓高速公路自發熱融雪,一共有四步:首先是供能,施工人員在久馬高速公路試驗段的護欄處,架設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境且具備不自燃特性,弱光條件下也可發電;
其次是儲能,團隊定制了磷酸鐵鋰儲能柜,搭配電熱膜保溫,即便到了晚上,氣溫降到零下20攝氏度,電池依舊保持穩定;
再次是路面發熱,這是整套系統的核心,在公路瀝青中面層與上面層之間,鋪設了2厘米厚的石墨烯-PTC復合發熱網,這套系統能實現0.5秒瞬時啟動,1.2小時即可融化30毫米厚的積雪,而傳統柴油吹雪車清理同樣厚度的積雪需要4小時,現在1個多小時就能搞定,能耗還降低30%;
最后是智控,路面溫濕度、雪量傳感器每15秒會向系統回傳一次數據,系統可提前2小時啟動路面預熱,雪停后自動關機,工作人員通過手機App即可遠程查看設備運行狀態,真正實現“無人值守”。
不過,四川交建集團路面分公司相關負責人指出,目前該技術仍屬于試驗階段,在久馬高速的試驗段僅有50米,暫沒有全面推廣應用的計劃。
2374米
覆蓋嚴重冰雪路段
高速公路裝“地暖”
短短50米的試驗段已讓人大呼神奇,不少網友呼吁,希望該試驗能夠在更多線路推廣應用,讓冬季行車更安全,不用再因為冰雪被迫封路。
記者打聽到,四川正在建設中的樂西高速就鋪設了“地暖”,這次可不是試驗段,而是實實在在的“落地”,全線布設27段共92組熱管,總覆蓋長度2374米,基本覆蓋了全線嚴重冰雪路段。
兩條高速公路都能自發熱,但技術路徑不同。久馬高速的試驗段是在路面下方約5厘米的位置,鋪設石墨烯材質的發熱絲,就像家里床單下的電熱毯;樂西高速則采用智能化環路熱管融雪系統,埋深在路面15厘米以下,環路熱管中有液體介質,通過相變來傳遞熱量,類似地暖。此外,樂西高速的“地暖”采用電網供電,不需要建設發電設備,前期投入稍低。
蜀道集團樂西公司雷波代表處工程師王元洪介紹,熱管主要鋪設在主車道輪跡帶,可最大限度降低融雪能耗。當傳感器監測到低溫或降雪時,系統將自動啟動空氣源熱泵,將熱能介質加熱至50—60攝氏度,通過熱管傳導,實現冰雪自動融化,將輪跡帶溫度穩定維持在1—2攝氏度的安全融冰范圍內。經過測試,在零下15攝氏度暴雪或峽谷強風等極端條件下,系統仍可穩定運行,實現小雪隨下隨融,大雪、暴雪經車輪碾壓后迅速融,保障全天候可靠運行,可大幅降低封路概率以及冰雪天氣行車事故風險。
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。
自發熱高速公路能否大面積推廣
關于這兩條自發熱的高速公路,我們也收集了一些網友關心的問題,分別向高速建設方求解。
1.造價高不高?是否能夠大面積推廣?
答:造價高!以久馬高速為例,之所以只在50米段試驗,造價高是重要的原因之一。試驗段50米總造價約49萬元,平均每米花費近1萬元,1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的7.25%。目前的試驗,就是為了進一步測試穩定性,同時也尋找更為經濟可靠的辦法,為大規模應用探路。
樂西高速的“地暖”技術相對成熟,前期投入稍低,但后期運營的電力成本仍然不低。因為全線的冰雪路段相對集中,所以將鋪設范圍聚焦在嚴重冰雪路段,盡量在經濟和可用性中間找到平衡點。
2.積雪融化后去哪里了?會不會導致路面再次結冰?
答:高速公路都有排水設計,少量積水會隨著路面坡度流到路基以下。因為地下有熱源,路面溫度將保持在1—2攝氏度的安全融冰范圍內,雪融后一部分水汽蒸發,一部分會自然流走,不會產生積水,因此也不會導致再次結冰。
3.是不是意味著以后不會因暴雪封路了?
答:久馬高速試驗段只有50米,還處于試驗階段,不具備實戰應用條件。樂西高速已覆蓋嚴重冰雪路段,可以大幅降低封路概率。此前的測試顯示,在零下15攝氏度暴雪或峽谷強風等極端條件下,地暖系統仍可穩定運行,實現小雪隨下隨融,大雪、暴雪經車輪碾壓后迅速融。不過運行過程中是否封路,還得看具體的天氣情況。
背景故事
這塊“試驗田”在雪災最頻繁的高海拔路段布下
2021年春節前夕,一場暴雪橫掃久馬高速公路。
雪墻很快堆起1米高,路面溫度跌到零下25攝氏度,傳統融雪劑直接“罷工”。鏟雪工人在風口被凍得難以行動,進退不得;幾百輛滿載牲畜飼料、疫苗和年貨的貨車,像被按了暫停鍵,一堵就是十幾個小時。工人們推著柴油噴燈、鐵鍬和鐵桶,蹲在地上一點點烘烤、鑿擊路面冰雪,雪水灌進靴筒,隨后又結成冰碴?;爻痰膿屝捃嚴?,不知誰先開口:“不能再這樣被動挨凍,要讓路面自己發熱!”一句話,點燃了大家突破困境的決心。
半年后,四川交建集團路面分公司聯合相關研究單位組建攻關團隊,在久馬高速公路歷年雪災最頻繁的高海拔路段布下“試驗田”。項目負責人直言:“要給高原高速公路裝上一套‘造血’系統,讓它像動物一樣,自己產熱抗寒?!?/p>
久馬高速公路穿越若爾蓋濕地外圍,環保要求嚴苛。傳統融雪劑氯離子含量達40%以上,一次撒布后,路邊草甸會出現半年的枯黃期。
新的“自發熱”系統實現零鹽、零化學添加,草甸移植成活率提升到95%。
據介紹,示范段建設成本為49萬元,年均可節省人工、機械、鹽劑等費用32萬元,預計2年即可收回投資;此外,路面壽命延長15%,全周期內還能再節省103萬元。
(四川日報全媒體記者 寇敏芳)
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