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,及時有效的除去路面冰雪對于行車安全有著十分重要的意義,目前國內(nèi)外關(guān)于路面除冰雪技術(shù)的研究主要集中于化學和機械除冰雪技術(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)試驗和現(xiàn)場試驗對內(nèi)置式電加熱路面表面除冰雪技術(shù)進行研究。
　　1.本文首先結(jié)合熱力學基本原

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)境風速等參數(shù)進行了系統(tǒng)分析,給出了不同階段的路面溫度場變化及融雪情況,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,將會提高加熱筋帶的加熱效果。
　　3.為了檢驗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、加熱筋帶的握裹能力、高溫穩(wěn)定性、疲勞性能等幾個方面進行了室內(nèi)試驗驗證分析,為內(nèi)置電加熱的路表面除冰雪系統(tǒng)的設(shè)計、施工及運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驗路,證明試驗路的修筑方案和工藝是可行的,電加熱系統(tǒng)經(jīng)過1個冬天的運行表明達到了預期的設(shè)計目標,