我国大部分区域,冬季下雪周期长,低温、大雪和雨夹雪等天气，引起道路积雪与结冰相当普遍。尤其北方严寒地域,大面积的冰雪覆盖道路，无法及时清除,经由行人、交通车辆的反复碾压及融冻,形成强度高、密度大、与道路粘结牢固的压实冰雪混合物。冻结薄冰和冰雪严重影响道路安全畅通。因此,探索研究破冰清雪机械，破解我国冬季道路所面临的破冰清雪难题，对于减少交通事故，增强运输效率,充分发挥交通运输大动脉、促进经济发展具有重要的实用价值。本文以冰雪混合物物理机械特性力学分析为研究基础，对道路冰雪分类，针对不同类型的道路冰雪混合物，在分析、论述以往机械式道路冰雪清除技术和原理应用特点的基础上，确定了以最佳硬质冰雪混合物振碎效率为目标的振动破冰除雪的设计方案；振动破冰除雪主要是利用压实冰雪在振动铲刃作用下小变形就可引起脆性断裂的特性，并协同牵引主机的配合，使冰雪与道路分离的方式，这种方式的工作效率高，除净率比较好、经济、实用，能有效避免路面损伤。雪铲与振动铲装置设计为分立结构,柔性连接,以优化复杂结构和降低生产成本，适应道路复杂环境冰雪清除的需要。建立数学分析模型，对清冰雪作业过程中的工作阻力、切线牵引力及清雪功率计算；设计出新型铲板曲面，通过动力学分析，导出冰雪在雪铲上的相对运动轨迹；设计清雪铲振动、柔性避障机构等机构，分析校核关键部件强度。结果表明，铲刃可以顺利切入压实冰雪，振动雪铲足以振碎路面压实冰雪，振动破冰雪效果良好，能够连续作业，并且有效避免路面损坏。分析清冰雪作业时的牵引特性、侧向稳定性及功率匹配特性；雪铲结构设计与作业参数满足设计要求，与选用底盘类型匹配可行，能够保障清雪机械正常作业。