我国北方地区冬季温度低、降雪量大,周期长。道路冰雪经车辆的反复碾压,温度变化的反复融冻形成的坚实冰雪清除困难。目前,现有的除雪机械大多适用于浮雪或未压实积雪的清除,对于坚实度大、密度高、与地面粘结牢固的坚实冰雪清除效率低,除雪效果差,且对路面及机具损害严重。本文旨在研究设计新型、智能、高效、对路面及机具损害小、除净率高的新型除雪机械,该机械尤其适用于密度大于500kg/m3的道路坚实冰雪。通过对坚实冰雪物理特性及冰雪厚度检测方法与研究,设计了道路坚实冰雪清除试验台。该试验台可迅速检测冰雪厚度的同时进行坚实冰雪快速清除。将坚实冰雪清除试验台进行了三维模拟仿真,同时对试验台架上的刀盘、碎冰刀等关键部件分别进行了ADAMS运动仿真及ANSYS静力学分析。仿真分析发现刀盘最优参数组合为行进速度7.2km/h,转速180r/min。碎冰刀最优安装支撑板长度为83.4mm。通过试验台室外试验,验证了关键研制部件特性及参数的合理性,为坚实冰雪清除样机的研制提供了理论参考。设计了冰雪检测试验装置,进行了冰雪厚度检测试验。试验采用机械接触式厚度检测法,利用倾角传感器通过编程计算实时显示待除冰雪的厚度。试验发现不同参数检测平均误差均在4mm以内,数据响应速度快,检测精度高。通过室内及室外检测调节试验,验证了检测装置的测量精度。刀盘带动碎冰刀可实现仿形越障功能降低碎冰刀的磨损量、延长刀具使用寿命,有效的保护了除雪关键部件。冰雪厚度检测试验为除雪样机实现实时厚度检测,快速、高效除雪提供了依据及参考。