冬季服务车辆（winter service vehicle，缩写：WSV）或称为除雪车、除雪机、铲雪车，这种车辆的用途是清除道路上的冰雪[1][2][3]。冬季服务车辆通常使用自动倾卸卡车底盘，外加装配专门除雪设备。而不少政府机构也会利用较小型的车辆来清除人行道、小路与脚踏车道的积雪。温带或是极地区域负责道路维护的管理机构和承包商往往拥有若干冬季服务车辆，这样可以在冬季期间投入它们来确保道路上冰雪的清除以及行车的安全[4][5]。机场则利用冬季服务车辆来清除飞机表面、跑道和滑行道上的冰雪。因为除了危及飞机起降外，冰雪还会对飞机的气动性造成干扰[6][7]。
尽管早在1862年已有马拉雪犁（铲雪车）和喷洒车的记载[8]，但最早的冬季服务车辆却是积雪滚轧车（雪道整理车），它用于维护路面的光滑平整，以供人们使用雪橇[9]。而随着20世纪早期汽车运输和航空的增长，运用发动机技术的现代大型冬季服务车辆不断地发展普及。
历史
虽然除雪的历史至少可以追溯到中世纪，在早期人们仅仅使用铁铲或扫帚清除人行道和道路的积雪[8]。在机动运输时代发轫前，人们并不关心积雪问题；乡村间未铺过的路面上是既不平坦又危险的，而冰雪可以使表面更为平滑。大多数农民只需将其运货车木轮换成雪橇，这使得运送像木材这种笨重的材料相对容易[9]。在美国北部和加拿大早期社区甚至用动物拉积雪压路车，就是最早的冬季服务车辆，以压实积雪覆盖的道路。这种压实处理延长了积雪的寿命，并让雪橇易于通行。一些社区甚至雇用“雪管理人”将雪延伸或者“铺”上像桥梁这种原本不沾雪的区域，以便雪橇可以利用这些路线[9]。
然而，随着道路材质进步和城市规扩大，用冰雪铺路这种手段不再得到大众欢迎。因为冰雪造成的滑溜表面对行人及交通造成一定的危险。最早的除雪车专利可追溯到1840年，不过直到到1862年以前都没有实际使用的纪录。1862年后，密尔沃基城率先使用马拉着装有除雪车的二轮车[8]这种马拉的除雪车迅速蔓延到其他城市，特别是常下大雪的区域。
第一辆机动的除雪车是在1913年开发的，使用卡车与拖拉机的车体架构。这些机器使得积雪清理过程机械化，减少了所需的劳动力，并增加除雪过程的速度和效率。[8]在20世纪初航空业的扩张也对冬季服务车辆的发展起到了催化的作用。即使是一层薄薄的冰雪都可能造成飞机坠毁，故使得机场周遭竖立起大型围栏，以防止吹积雪，而且管理当局开始保有除雪车队编制以在恶劣天气下清除跑道。[8]
随着汽车的普及，人们发现简单的铲雪并不足以移除道路上的所有冰雪。这推动了撒盐车的发展。它顾名思义喷撒氯化钠以加速雪的溶解。[8]早期实行撒盐的做法遭遇到阻力，因为使用盐会加速生锈，造成桥的金属结构以及行人鞋子的腐蚀。不过，随着车祸的增加，争议暂时平息，而在1920年年底，在美国许多城市开始使用盐和沙子以清除道路让它更安全。[8]于1960和1970年代随着环保意识抬头，由于撒盐对环境的冲击，这种做法再次受到批评，从而导致替代性除冰化学物质以及更有效喷洒系统的发展。
设计
冬季服务车辆通常使用自动倾卸卡车的底盘，由制造商或第三方零件商改装而成。常见的改装涉及把车辆的钢组成部分更换成耐腐蚀的铝或玻璃纤维、对所有暴露在外的电子零件进行防水处理、把储料桶换成专门设计的喷洒车体、加装除雪铲框架、强化车轮及保险杠以支撑重型铲刀、并加装额外的前照灯、车顶排灯以及反光片使之在恶劣天候下更为醒目[11]。
其他常见的改装包括把原装胎换成雨胎或者泥雪胎，以及缩短车辆的轴距以改善机动性[12]。加拿大的皮卡车前方则有加装雪铲，有些后方还加装防冻设备。有些机器则会在轴间加装底盘刮刀，使底盘上的犁压力更均匀地分配[13]。
在大多数西方国家，冬季服务车辆通常装备着琥珀色车顶排灯。排灯亮起时表示该车辆以低于当地速限前进，要不然它在变换车道[11]或者洒砂洒去冰剂[3]时会对交通会造成危险。在某些地区，像加拿大安大略省，冬季服务车辆使用与紧急服务车辆s相同的蓝色闪灯，而不是其他地方所用的黄色或橙色闪灯[14]。许多机构还把车辆油漆成高对比的橙色或黄色，使它在雪盲状况下更容易为驾驶者所辨认。
然而有些冬季服务车辆，尤其是那些设计用在小径或徒步区的，则采用远较砂石车为小的底盘。这些车辆往往是多用途的，可以加装其他设备像路刷、割草机、或者起重机（这些设备所涉及到的作业一般在大雪下无法进行，不同作业间很少有相互重叠的），从而能够减少机构或承包商所需维护的车队规模[15]。
现代的冬季服务车辆通常也装有卫星导航系统与天气预报连线，让司机得以选择最佳的作业区域，以避开某些有机会下雨的地方，因为下雨可能会洗去喷洒过的盐或化学品。最先进的卫星导航系统甚至可以适应不断变化的天候状况，确保喷洒与铲雪配备的最合理使用[8][16]。大多数冬季服务车辆配备轮胎执勤，并常常套上雪链或者使用钉胎[4]，不过也有一些装备履带。履带本身会因应地形不同而变形，并将雪甩到路旁[17]。装上履带的越野冬季服务车辆在欧美称为雪猫。雪猫一般装有雪犁或雪道整理机。滑雪场使用雪猫来铺平滑雪道以让雪上摩托车运行，但它也可以作为缆车的替代品。[18]
军用冬季服务车辆通常装备重装甲，以便在战斗区中使用，特别是极地战和山地战。而它通常从装甲推土机或悍马改装而来[19]。在科索沃战争期间，联合国、北约驻科索沃维和部队、以及驻中欧美国陆军已开始使用军用冬季服务车辆[20]。冷战期间，英国皇家海军陆战队与皇家通信兵部队在挪威部署了一些履带车辆以巡逻北约与苏联边境。[21][22]
作业
冬季服务车辆的运营者既包括政府机构，也有私营承包商[4]。在经常降雪的地区，公共建设工程在冬季一般都会维持一支自己的车队或支付给承包商保证金以优先使用他们的车辆。而比较不常降雪的城市可能只在需要时租用车辆[23]。在英国，冬季服务车辆是可上路车辆中唯一有权使用红色柴油的。虽然这些车辆仍使用在公共高速公路上，不过它们用于保持高速公路网畅通，而且如果要这些私人承包商帮忙在公路上除雪，却还要向它们额外抽税的话，会打击其积极性[24]。美国的冬季服务车辆驾驶员必须持有A级或B级商业驾驶执照[25]。一些地方，如美国明尼苏达州，允许冬季服务车辆驾驶员不需任何额外的培训便可作业[26]，不过其他大多数州对司机提供额外的课程，以传授最有效最安全的除雪方法。许多州要求实习司机必须先有资深司机跟车随行，有的甚至得操作专门设计的驾驶模拟器。模拟器可以安全地重现险恶的冬季道路路况[25]。其他组织要求所有工作人员拥有可资识别的额外许可证或认证 — 例如英国高速公路局要求所有工作人员取得伦敦城市行业协会资格及追加冬季支援执照[27]。
冬季服务司机通常兼差，为期自恶劣天气之前到恶劣天气结束为止，以12至16小时轮班制为主[1][25]。主要干道通常提前洒盐洒砂，以降低交通网络中断的可能性[1]。盐仓定期补充以让司机可以载更多的砂盐，并且在猛烈或者久聚不散的暴风雪情况下，寝具会在道路维修站提供给司机让他们在换班间使用[1]。
天气状况一般随着海拔而有很大的差异；天气炎热的国家在山区可能会碰到下大雪，而在低洼地区则祇有少量降雪，这造成经验不足的驾驶在冬季里开车更容易发生事故。此外，道路表面温度可能会随海拔升高而迅速降低，造成水分快速沉淀凝结成霜。因此，撒盐撒砂和铲雪往往比清除山路更优先执行，特别是在雪季开始与结束时[28]。山区道路路况危险给大型冬季服务车辆带来了更多问题。沉重的金属车框与搭载的砂石化学品使得对该类车辆爬坡需求较高，故它们的传动轮都具有极高的扭力，以输出足够的力量爬坡[11]。再者，由于山坡上狭窄的发夹弯对车体较长的车辆相对来说难以操控，用于山区的冬季服务车辆车体因而缩短，车体通常从六轮缩成四轮[12]。
设备
除冰车会在飞机机体以及路面的冰上喷洒喷洒加热过的除冰液，通常成分是丙二醇或乙二醇等[29]。这些在地面上进行的作业目的在防止机体结冰。冰使机翼表面粗糙，减少其升力并增加阻力。冰还让飞机变得更重，还可能会影响它的平衡。
飞机除冰车的外观通常看起来像油罐车，罐内装有浓缩除冰液，根据环境温度不同而喷水稀释除冰液。它通常也装备了活动起重机，使操作者能够在最短时间内喷过整台飞机；一台除冰车从头到尾清理一台波音737的时间不超过10分钟[29]。
某些道路承包商也选择使用除冰车代替撒盐车。这种除冰车会在暴风雪前的路面上喷洒盐水，以避免冰黏着于路面上，使后续除雪工作更容易进行。食盐水比固态盐反应更快而且不需要减缓交通以使它生效。食盐水也更为环保，因为处理相等距离的路段所需的盐较少[30]。
机场跑道也是透过装长柄喷洒臂的除冰车来除冰。这些喷洒臂长到足以跨过整个跑道，这让除冰车只需要走过一次就能完全为整个飞机跑道除冰，而跑道暂时停用的时间也因此大大缩短[31]。
前端装载机通常用于因场地过小而不适用铲雪车等重机械的地方，例如人行道、停车场等等。大部分的装载机前方有一个雪篮，可以载运积雪，有些则会加装雪犁。
喷洒车，也称为喷砂车[32]、洒盐车[3]、撒布机、或者盐车，是最常见的的冬季服务车辆。事实上，喷洒车在冬季服务车辆中是如此的常见，故有时两者几乎等义[1]。喷洒车一般用来把沙与石盐的混合物（下简称砂砾）洒到路面上。这些砂砾通常储藏在车辆后方的大料斗里，料斗上头盖着金属网以防止异物进入造成料斗被卡住。砂砾通常透过附于车上一个小型引擎液压驱动系统的叶轮喷洒在路面上。不过，一直到1970年代之前，撒盐撒砂的粗活通常是由踩在车尾跟车带铲子的工人负责，而且某些较老式的喷洒机器仍需要人手动把砂盐从料斗加载到叶轮里[16][33]。
盐可以降低冰点，使得冰可于较低温溶化并无害的流到路边；而砂透过加强轮胎与路面间摩擦力来强化牵引力。撒盐量则根据路况不同而改变。一般要避免薄冰的形成，约每平方米需要洒10公克盐，而厚雪可能需要40公克/平方米的盐，与撒出的盐总体积多寡无关[34]。砂砾有时与糖蜜混合以强化与路面的黏着力。不过，糖蜜常常引来家畜猛舔路面[35]。
冬季服务车辆里的喷洒车也可用于机场，让机场跑道不结冰。不过，通常用于清除道路的盐可能会损坏飞机机体和干扰敏感的导航设备。因此，机场用喷洒车一般在跑道上喷危险性较低的醋酸钾或尿素，以避免腐蚀飞机或机场禁区里的设备[29]。
喷洒车还可以在气温足以融化柏油里的沥青这种大热天下使用。洒下的砂砾可为过往车辆的轮胎与路面之间提供一层保护，否则就会像融化的巧克力棒沾花生那样从路面“黏起”一层沥青聚合物而破坏了路面[36]。
吹雪车，也称为吹雪机、旋转铲雪车或抛雪车[37]，可以用来代替冬季服务车辆中的铲雪车。一座吹雪车包括一个螺旋状刀片，这个刀片能够快速且连续的旋转切入雪地，迫使一块块的雪从车顶上烟囱形状的漏斗喷出。吹雪车一般作业速度远远超过铲雪车，大约每小时可扫除超过5000公吨的雪，并且比铲雪车可切入更深的雪沉积层[38]。此外，吹雪车可以把雪从道路上完全清除，而不是只是堆积在路边，这使得其他道路使用者更容易通过，并可防止风将路旁的雪再度吹成风堆列而阻塞车道[39]。
雪道整理车设计目的并不在将雪从路面上除去，而是将其整平与压实。早期的雪道整理车通常在农村地区使用，以让当地居民压实靠近其住家附近的积雪[40]。这些早期的雪道整理车包括了用牛拉的重型滚筒，农民用它把雪面整平以便于雪橇滑行[9]。随着汽车的发明，雪道整理车在清除大道积雪的角色由铲雪车和吹雪车所替代，不过在滑雪场人们仍用它来整平给滑雪、单板滑雪、以及雪上摩托车等冬季运动使用的滑道。雪道整理车在20世纪没什么改变，大部分重型滚筒都可以连接到牵引机或者雪猫上，然后以此拖遍整个需要整平的区域[41]。
于1980年代所开发的更先进的电子系统让制造商得以制造适用更多样地貌及重复性工作的雪道整理车，例如最近的甚至可以整出半管和迷你坡这种给单板滑雪用的场地[41]。雪道整理车亦与雪炮并用，以确保整个滑雪场里头的雪都是均匀覆盖。[42]然而，雪道整理车的作用对滑雪场自然环境有不良的影响。整平会将积雪覆盖下的土壤里的营养和矿物质移除，而整理车给路面的压力加速了水对土壤的渗透却减少了土壤含水量。这使得水能更快通过土壤，使其更容易受到水土流失[43]。
融雪车的作业方式是将雪铲入位于车后大罐里的融坑加以融化。融坑周围是一个由锅炉加热，装满开水的小水箱。来自锅炉的气泡穿过沸水，造成某些水泼溅到融坑里头，立刻把雪融化。融化后的雪水则排入雨水渠里[44]。
由于要载运大型水箱以及锅炉用的燃油，融雪车一般远较大部分冬季服务车辆更大更重。一台融雪车约18米（59英尺），是曳引车头能牵引的最大半拖车单元[45]。除此之外，复杂的融化过程意味着融雪车工作体积远比相等的铲雪或吹雪车辆为小；最大的融雪车每小时仅可除去500吨的雪，相比之下任何大型的吹雪车每小时皆可除去5000吨的雪[38]。
不过，融雪车远较喷洒车环保，因为它既不散播有害物质，并且来自路面的污染物可以从融化后的雪水里分离且安全的处理掉[46]。除此之外，因为雪在融雪机上已经融化，如何从作业地点移除集中后的雪，便不再是问题[47]。
许多冬季服务车辆皆可安装雪铲（一译雪犁），以清除厚重冰雪封锁下的道路。在大多数情况下，雪铲都装在液压驱动的机械手臂上，使他们能够举起、降下、及调整到最好的铲雪角度以搬运积雪。大部分冬季服务车辆不是配备永久固定的雪铲，就是装有铲雪框架：英国公路局75％的车辆都备有铲雪框让雪铲，在必要的时候可以连接。[1]同时具有雪铲框架和喷洒车体的冬季服务车辆称为“泛用车辆”，而这比起专门用途的车辆来更有效率，特别是料斗的重量通常会减少车辆可以服务的范围。因此，大部分的运营商手上都至少保留一些专用铲雪车辆以应付强烈暴风雪[33]。
在特别设计的冬季服务车辆无法进行铲雪的场合，他种服务或工程车辆可以拿来替代。这些广为许多管理机构使用的工程车辆有：平地机[23]、推土机[48]、滑移装载机[49]、皮卡车，及垃圾车[50]。前端装载机亦可以用来铲雪。雪铲要不是取代安装在装载机的机械手臂上的铲斗，就是铲斗或雪铲斗可用来把雪装到另一台铲雪车或者垃圾车的后区间，然后载走[51]。另一方面，行进中对雪铲车超车也很危险，这是因为迎面而来的车道可能并非完全没有雪。除此之外，铲刀在其左右两边会产生扬起的细冰粒（冰雾），这将显著遮蔽驾驶人的视线。[3]而且使用铲雪车经常会对路面造成破坏，形成路面坑洞，因为冬季很多情况下，雪在压力的作用下融化，渗透进路面之后再次结成冰块。而铲雪车强行将这种冰块铲掉的过程当中很可能使路面跟着冰块一并铲除，形成坑洞。
扫雪车利用刷子将薄层积雪从人行道路面上清除。扫雪车一般在铲雪后使用，以去除大型车辆清理后的残余物。它大部分用在不怎么能容忍积雪的场所，像机场跑道及各种赛车场[52]。因为能随地形变化的刷子比起刚性的雪铲或吹雪车的铲刀清理较没有死角[53]。这种刷子也让扫雪车适用于交通信号灯与电车站[54]不像其他的冬季服务车辆，扫雪车不压缩雪，在清扫后留下了高摩擦力的粗糙表面。这使得扫雪车在积雪深度小于10厘米（4英寸）时扫雪最有效率[55]。而积雪超过这个界限可能会对刷子造成阻塞，并且大部分扫雪车在积雪超过15厘米（6英寸）时无法派上用场[53]。扫雪车一种更先进的版本叫做喷射扫雪车，这种扫雪车在刷子后头加了喷气机；它把人行道扫过的雪吹干净，同时避免松动的雪再度陈积[52]。
表面磨擦试验机会安装在车辆后轴，外型像是小型的轮子。试验机会连着液压系统，用来衡量道路滑溜的程度。该轮可以自由滚动，相对的稍稍朝向地面以便让它部分打滑。连在车轴的感应器透过量度轮子旋转而产生的力矩计算轮子与路面间的摩擦力。表面摩擦测试机一般在地表结冰前或者在除雪后使用于机场与主要道路[56][57]。测试车可将表面摩擦的资料转达到控制中心，使得喷洒清除流程得以照计划进行，让车辆分派调度效率最佳化[58]。许多试验机会附带一个小型洒水系统，用来在真正下雨前模拟天雨路滑的效果[56]。这些感应器通常不是装在其他冬季服务车辆所使用的大型卡车上，而是装在小型车、旅行车、或者小型拖车上，因为表面摩擦测试机装在小型轻重车辆时的工作效果最佳[56][59][60]。
材料
盐类是最常用的融雪物质。喷洒车不能使用海盐，因为它粉末太细、溶解太快[61]，因此，所有喷洒使用的盐都来自盐矿，也就是一种非可再生资源。此外，高浓度的盐会杀死土壤里的植物，因此运营商在保证作业的情况下尽量降低撒盐量，以免危及土地所有人的作物。因此，道路维护机构都拥有降雪结冰预测站点所构成的先进网络，以避免浪费盐、可能会破坏环境、以及造成交通不便的不必要喷洒[62][63]。喷洒下的盐最后会冲走而流失，故这些盐无法回收或重复使用；不过，不会溶解的沙子可透过扫街车回收并与新的盐晶体混合以供后面几次的喷洒使用[64]。因为这样，运营商必须定期购买大量的石盐，这是对有限资源的消耗，并有潜在危险和高污染性的盐矿开采会破坏自然环境[65]。
美国俄勒冈州使用氯化镁；它是一种与氯化钠结构相似、不过相对廉价、对金属侵蚀作用较弱的化学品[66]。而新西兰则使用醋酸钙镁。这种化学品则完全避免了对环境有害的氯离子[67]。尿素有时用来喷洒吊桥，因为它与铁或钢都不会发生反应。不过尿素效果比盐为低[66]，相同情况下需要消耗的重量可高达盐的7倍[68]。大部分砂砾是与水合亚铁氰化钠混合，虽然它的自然形态并无害，不过这种物质在强烈阳光下会发生光解，产生化学剧毒物质氰化氢。虽然在极地和温带地区，一般情况下阳光不会强烈到足以引起这种化学反应，但此类盐的储藏地必须尽可能远离水路，以避免氰化物流进养鱼场或农场的可能[69]。此外，在行进中对喷洒车辆进行超车也很危险；因为喷洒的砂砾遍布整条道路，松散的混合物可能会损坏过往车辆的表漆和车窗，而且它也降低机车轮胎的牵引力，使得打滑发生，特别在弯道区域[70]。
在某些地区，例如德国柏林，撒盐是完全禁止的行为，仅仅在最危险的道路可以例外；在这些地区只有撒沙，不加任何降低熔点的添加剂。虽然这种方法比较保护环境，不过它需要更多的劳力；而且因为沙子无法融解，它往往会在道路的两侧积聚，使得巴士更难靠站[71]。其他地区使用其他对环境危害较少，并对金属结构腐蚀程度较低的化学物质。
参见
参考文献
延伸阅读
外部链接
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
