冬季寒冷地区机场跑道、高速公路、桥梁路面表层极易形成较厚结冰,其表面附着力将显著降低,容易引发交通事故,影响人们正常出行,快速、有效的去除道路表面较厚的积冰显得尤为重要。传统的化学融冰法由于较为严重的环境污染问题,逐步被限制使用;传统机械除冰法无法有效应对较厚的积冰且效率较低、极易损伤路面;而纯热力除冰法耗能大、吸水不彻底且易造成二次结冰。针对上述情况本课题提出一种热力水射流复合机械的道路除冰技术,并通过现有技术,对除冰车关键的水射流融除冰装置、机械破冰集冰装置,开展相关的设计研究。本文的研究成果主要体现在以下几个方面:阐述了热力水射流复合机械道路除冰车的工作原理及结构组成;对水射流融冰除冰过程进行理论分析,通过相关计算,对整车系统进行参数匹配,确定水射流装置的工作压力范围以及作业高度。通过多相流数值模拟得出喷嘴出口处的速度衰减图结合正交优化方法分析出具有极佳性能的喷嘴结构尺寸。基于Fluent中凝固与融化模型,分别建立射流压力、射流温度、除冰车行驶速度等各个因素对融除冰厚度影响的物理模型,继而分析出各个因素对切削冰层的作用效果。采用线性回归分析方法分别拟合出水射流装置融除冰层的厚度与射流压力、射流温度、除冰车行驶速度关系曲线图,给实际除冰作业提供参考意见。最后对热力水射流复合机械道路除冰车的机械装置进行系统的研究,首先是切削冰层装置的运动分析,确定水射流装置和道路除冰车的速度关系;其次是面向实际机械破冰集冰的作业工况,设计出一种快速有效将路面上菱形冰块剥离地面并破碎的破冰辊。破冰装置的分析中主要得出刀具的各个参数和同一圆周上刀具的数目。