輕集料導電混凝土路面融雪化冰性能研究.pdf

1、如何解決冬季路面結冰積雪是我國寒區(qū)冬季公路養(yǎng)護中存在的普遍問題，當前環(huán)保問題受到全世界的廣泛關注，冬季大量融雪劑的使用不僅給路面及基礎設施造成了嚴重破壞，也給環(huán)境帶來了巨大的負面影響。因此，應運而生了多種環(huán)保經濟節(jié)能的融雪化冰方式而，熱融雪方式成為人們青睞的對象之一。
　　 本課題主要通過實驗研究及有限元數值方法對輕集料導電混凝土融雪化冰系統(tǒng)進行了研究，對路面結構溫度分布、升溫規(guī)律、穩(wěn)定性及融雪化冰效率進行了實驗研究和數值模擬分

2、析，對各種不同環(huán)境及不同功率作用下融雪化冰的可行性進行探討。并在此基礎上初步提出了能實時融雪化冰的節(jié)能控制系統(tǒng)，向高效、節(jié)能、環(huán)保的方向發(fā)展。本文主要結論：
　　 1)通過采用電功率300W/m2、400W/m2、500W/m2和600W/m2的化冰實驗，比較了輕集料導電混凝土的升溫及化冰效率，結果顯示環(huán)境溫度分別為-10℃～-5℃、-15℃～-10℃、-20℃～-15℃時，導電混凝土層基本滿足要求的輸入電功率分別不小于400

3、W/m2、500 W/m2、600 W/m2。
　　 2)對比了含碳纖維格柵的混凝土與導電混凝土路面結構的升溫及化冰效率，升溫過程中兩者均具有較穩(wěn)定的電阻，能夠為升溫及化冰提供穩(wěn)定電功率。通過不同功率作用發(fā)現，含碳纖維格柵的混凝土結構在同功率作用下升溫速度略高。
　　 3)通過導電混凝土大板的室外實驗，在300W/m2的電功率作用下，結果表明使結構表面溫度維持2～3℃可以達到實時融雪需要。
　　 4)利用有限元軟

4、件ANSYS對導電混凝土路面結構的化冰過程進行了模擬，將計算結果與實驗結果進行了對比分析，結果與實驗結果基本吻合，表明通過模擬計算可以進一步優(yōu)化結構設計，并且能夠預測達到指定升溫及化冰效果所需時間。
　　 5)通過對有無隔熱層；在導電混凝土上層設置普通混凝土或瀝青混凝土等不同形式的路面結構的化冰模擬，發(fā)現影響路面結構升溫速度和溫度分布的幾個主要因素：隔熱層的設置；在導電混凝土上層設置的普通或瀝青混凝土的材料選擇在厚度設計對結構的