公路与市区道路冰雪，对冬季道路交通和人民日常生活都有重要影响，特别是北方地区冬季时间较长、下雪量比较大，温度较低，积雪如不及时清除，经行人和车辆的碾压，路面的积雪就会变成压实的冰雪混合物。即使在南方的一些地区，在冬季也会出现雪灾，给人民的生命财产安全带来一定的危害。雪后能否及时、干净、高效地清除路面上的冰雪混合物，已成为迫切需要解决的科学和技术课题。目前，国内已有的清雪机械没有能够破除冰雪的振动机构以及能够越障的自动越障结构，由于功能比较单一，国内的清雪机械很难适应现代除雪的要求。在这样的背景下，有必要对集多种功能于一身的清雪设备进行研究，探索新的技术解决方案，对于解决我国道路里程不断增长所带来的破冰除雪问题有重要的意义。本文依托白山星泰矿山机械有限公司“多功能道路破冰清雪铲关键技术研究”项目，对破冰除雪装置——多功能振动清雪铲的结构和性能进行研究。(1)设计了清雪铲的主板结构。对雪粒在铲板上的运动进行力学分析，求解出了雪粒在主板上的微分方程，根据微分方程得到了雪粒在清雪铲主板上的相对运动轨迹。在此基础上，研究主板的抛雪位移Sy与清雪铲侧倾角θ的关系，得出当θ等于0.46（26.36°）时，Sy取最大值，最大值为4.82m，清雪铲抛扬效果良好。(2)分析了压实冰雪层的脆断、破碎机理，以振动冲击清除压实冰雪为指导思想，设计了多功能振动清雪铲的振动机构，理论分析得出振动铲的铲刃能够顺利破除路面压实的冰雪层。(3)在对比分析国内外清雪机械越障机构工作原理基础之上，设计了多功能振动清雪铲的越障机构并分析了越障机构越障的过程。经过分析，得出铲刃越障时越障高度与铲刃纵向位移关系曲线，确定了清雪铲能够越过障碍物的最大高度为140mm。(4)对比分析国内装载机不同的液压系统，包括装载机工作液压系统和转向液压系统。通过对装载机液压系统不同部位的取力分析，最终确定了最佳的清雪铲液压系统方案。(5)通过理论计算得出了清雪铲工作过程中受到的雪阻力以及振动机构振动时所带来的激振力。将计算结果作为边界条件，并借助计算机分析软件，对清雪铲进行静动态特性分析，以此求出了清雪铲的静载荷应力应变云图和动载荷应力应变云图，得到了清雪铲的应力薄弱点，为进一步优化清雪铲提供了理论依据。同时求出了清雪铲前15阶模态，得出清雪铲没有产生共振现象。(6)最后，对试制样机进行了振动铲破冰除雪和铲刃越障试验，通过振动铲破冰除雪试验得出：对于不同的冰雪密度，振动铲的除净率均能达到95%，满足现代清雪的要求；通过铲刃越障试验验证了清雪铲能够越过障碍物的最大高度为140mm。通过对试验数据进行分析，验证了设计方案的正确性、结构的合理性及性能的稳定性。