基于內(nèi)置電加熱方式的路面表面物理除冰雪技術(shù)研究.pdf

1、路面積雪結(jié)冰一直是影響道路暢通和行車安全的重要問題,隨著氣候不斷惡化,不僅北方面臨著嚴(yán)重的除冰雪問題,南方局部地區(qū)也開始出現(xiàn)冬季除冰雪問題。因此,及時(shí)有效的除去路面冰雪對(duì)于行車安全有著十分重要的意義,目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于路面除冰雪技術(shù)的研究主要集中于化學(xué)和機(jī)械除冰雪技術(shù)方面,而內(nèi)置的電加熱方式除冰雪技術(shù)尚處于研究階段,為此,本文將通過理論分析、室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)內(nèi)置式電加熱路面表面除冰雪技術(shù)進(jìn)行研究。
　　1.本文首先結(jié)合熱力學(xué)基本原

2、理,通過了建立路面加熱電纜融雪化冰系統(tǒng)傳熱過程的數(shù)學(xué)模型,確定了模型的基本參數(shù)、初始條件和邊界條件,根據(jù)數(shù)學(xué)模型分析結(jié)果確定了加熱電纜的布置間距和埋設(shè)深度。
　　2.利用有限元軟件ANSYS建立數(shù)值分析模型,分別對(duì)瀝青混凝土和混凝土路面布設(shè)加熱電纜除冰雪的加熱功率、環(huán)境溫度和環(huán)境風(fēng)速等參數(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)分析,給出了不同階段的路面溫度場(chǎng)變化及融雪情況,然后通過有限元模型分析了考慮鋼筋網(wǎng)和加熱筋帶協(xié)同作用時(shí)的路面表面溫度變化情況,發(fā)現(xiàn)由于

3、鋼筋網(wǎng)的存在,將會(huì)提高加熱筋帶的加熱效果。
　　3.為了檢驗(yàn)置入加熱筋帶后瀝青路面和水泥路面性能能否滿足路用性能要求,從溫度場(chǎng)、加熱筋帶的握裹能力、高溫穩(wěn)定性、疲勞性能等幾個(gè)方面進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)證分析,為內(nèi)置電加熱的路表面除冰雪系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行提供必要的理論基礎(chǔ)。
　　4.在京珠高速云巖服務(wù)區(qū)附近,修筑了瀝青路面和水泥路面實(shí)驗(yàn)路,證明試驗(yàn)路的修筑方案和工藝是可行的,電加熱系統(tǒng)經(jīng)過1個(gè)冬天的運(yùn)行表明達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo),