主动除冰雪路面融雪化冰特性及路用性能研究综述

为了进一步推进路面主动除冰雪技术的发展，综述了国内外路面主动融雪化冰方法的研究进展。首先，介绍了不同类型路面主动除冰雪技术的融雪化冰机理，并基于此将主动除冰雪路面划分为自应力弹性铺装路面、低冰点路面和能量转化型路面3类；然后，分别对3类主动除冰雪路面的路用性能及融雪化冰特性进行了梳理，在路用性能方面主要包括沥青混凝土路面高温性能、低温性能、水稳定性、黏附性能和耐久性等，以及水泥混凝土路面抗拉、压性能等，而在融雪化冰特性方面主要包括路面抗摩擦性能、冰-路界面黏结性能、破冰性能、融雪速率、适用温度范围及长期稳定性等；进而归纳了材料组成、结构类型、外界环境及系统运行条件等对主动除冰雪路面工作性能的影响规律；此外，为了便于主动融雪化冰路面技术选型，从融雪化冰效果、经济成本及节能环保等方面对比分析了不同路面主动除冰雪技术的优缺点；最后建议路面主动除冰雪系统应与冰雪灾害评估系统及冰雪预警系统相结合。     

利用太阳能的路面融雪系统

利用储存的太阳能来融化路面的冰雪是一种非常值得研究的方法，文中结合我国“三北”地区的具体情况从技术上探讨了在我国应用这种方法的可能性。     

高寒地区隧道路面发热电缆融雪化冰试验研究

我国在高寒地区修建的高速公路隧道越来越多。因为隧道进出口路面积雪结冰而导致的道路交通事故呈逐年上升趋势。隧道路面的融雪化冰问题日益成为制约道路交通安全的关键因素之一。近年来,发热电缆系统作为融雪除冰一种新技术得到了越来越多的关注。本文依托在建兰州至郎木寺高速公路晒经滩隧道,建立了发热电缆融雪化冰的试验段,通过对隧道内温度长期持续测量,探讨了发热电缆系统最佳设防长度;对试验段表层和内部的温度分布变化进行监控,探讨了甘肃省甘南地区沥青混凝土道路铺装发热电缆的功率及应用。研究结果表明:该地区的最佳设防长度为60m,外界气候条件(尤其是气温)是影响发热电缆融雪化冰效果的主控因素;使用反热毯可以大大提高发热电缆系统的工作效率;通过动态功率控制,可以实现不同降雪条件下和不同气候条件下的融雪化冰要求。     

混凝土路面碳纤维发热线融雪化冰研究

采用有限元法分析了布置碳纤维发热线的混凝土路面融雪化冰的性能.利用ANSYS热分析模块,建立了布置碳纤维发热线的混凝土路面的有限元分析模型,通过与室内、室外混凝土板的升温试验结果对比,验证了模型和计算方法的正确性.在此基础上,根据实际气象情况,计算了在不同环境温度和风力等级下,不同发热线布置间距、不同输入功率下混凝土路面的温度-时间曲线,进而得到了不同厚度的冰层完全融化所需要的时间,可以为工程设计提供参考.     

绿色太阳能融雪化冰水泥路面关键技术研究

<正>0引言中国大部分地区属于冰雪地区,路面结冰导致抗滑不足而引发的行车安全问题一直是困扰道路交通部门的难题,寻求科学有效的清除冰雪技术成为近年来研究的热点。据资料统计,中国公路上的交通事故有50%发生在不良气候下,71%的重特大交通事故和65%的直接经济损失也发生在不良气候环境下。如何有效地解决冰雪路面的交通安全,避免交通事故或少出交通事故,提高道路通行能力和运营效益,形成良好的安全管理模式,已成为困扰冰雪地区交通管理部门的重要问题之一,对科学有效的路面除冰雪技术进行研究具有非常重要的社会经济价值。     

一种自融雪沥青路面材料的制备及其综合性能试验研究

采用氯化钠、多孔火山岩和石油树脂,按照优化配比和工艺制备了一种自融雪材料TjmpSalt。将TjmpSalt按等体积法替代部分矿粉,添加到普通沥青混合料中,制作了不同TjmpSalt掺量的沥青路面混合料对比试件。设计并实施了自然环境下各组试件的自融雪性能观测试验和氯化钠缓释性能观察试验,以及室内模拟结冰条件下的抑冰性能试验和结冰强度试验。结果显示,TjmpSalt掺量为7%的沥青混凝土路面具有良好的融雪、抑冰和缓释性能,其路用性能有所下降,但是可以满足规范要求。     

基于碳纤维发热丝的路面融雪除冰设计

为保障道路通畅和行车安全,采取措施防止和清楚桥面结冰,是冬季道路管养的一项重要工作。基于电热法的碳纤维发热丝是一种主动预防和清楚道路积雪结冰的方法,发热的同时可以像普通栅格一样大幅度增加混凝土的强度和提高混凝土的使用寿命,避免了由于使用融冰盐对环境和结构所产生的负面影响。本文研究设计了基于碳纤维发热丝的道路融冰除雪系统,给出了路面摊铺方法,并采用结冰传感器和风速传感器对结冰状态进行监测、智能判断融冰时刻及融雪化冰所需时间。     

相变材料在沥青混凝土路面中的应用前景分析

相变材料虽在不同领域已得到广泛应用,但在公路交通领域尚处于探索研究阶段.相变材料具有相变潜热特性,应用于主动调控沥青混凝土路面与混合料的使用温度是可行的,可以减轻沥青混凝土路面与温度相关的病害,提高沥青混凝土路面的使用性能,延长沥青混凝土路面使用寿命.同时,可以减轻沥青混凝土路面的结霜结冰,提高抗滑性能和行车安全性,且减少道路融雪剂的使用,减轻融雪剂的危害,有利于环境保护,具有广阔的应用前景.为了实现相变材料在沥青混凝土路面中的应用,应该重点开展沥青混合料用相变材料的研发,掺相变材料的沥青混合料的调温效果与机理、路用性能、配合比设计方法与施工技术等方面的研究.     

路面结冰监测技术研究进展

路面结冰显著降低了路面抗滑能力,极易诱发交通事故.路面结冰自动监测和及时预警对于保障行车安全具有重要意义.结冰监测技术主要依靠各种类型的结冰传感器实现结冰的感知和预报.目前结冰传感器主要有光纤式、电学式、机械式、红外式等不同类型.对各种结冰监测技术进行了总结,并探讨了这些技术在道路工程中应用的可行性.     

浅析路面结构的优化及其经济性

沥青混凝土路面广泛应用于公路与城市道路,合理的路面结构组合是沥青混凝土路面设计的重点。着重研究在相同交通条件下,不同面层材料、基层材料组合对路面使用性能及其价格的影响,结合分析过程提出可行的路面结构优化建议。     

光纤式结冰传感器探测沥青路面结冰过程

采用光纤式结冰传感器,利用凝冰实验室和高低温试验箱模拟路面结冰环境,测得了不同降水温度和路面温度条件下的路面结冰厚度和结冰完成时间以探测沥青路面的结冰过程.试验研究表明:采用光纤式结冰传感器测得电压-时间曲线主要分为2种类型,与结冰的厚度有关;路面结冰完成时间整体上随着路面温度的降低而减少,2℃以下的雨水温度在约-2℃的路面温度情况下,形成1 mm冰所需要的时间基本不超过10 min,能覆盖沥青路面的构造深度;结冰完成时间整体上随雨水温度增大而上升,4℃雨水在路面温度处于-1～-3℃条件下,形成6 mm以下冰的时间不会超过30 min.     

冰雪路面抗滑性能试验研究

为研究冰雪路面的抗滑性能及对寒区道路线形指标的影响,项目采用制动距离法及测试车法分别对清雪后、松雪、冰雪板、完全结冰等状态进行测试.得到相应状态的抗滑性能指标,对于研究冰雪路面的抗滑性能及路线指标设计具有重要意义.     

考虑使用性能的双模式路面设计方法

基于使用性能的路面设计应该从材料组成设计和结构设计两方面考虑。本文将结合我国路面管理系统的路面使用性能指标,从结构设计的控制标准以及合理的结构组合入手,指出我国当前设计方法的不足之处。分析国外有影响的路面结构设计方法对使用性能的考虑,建议我国可借助人工神经网络,建立基于使用性能的路面设计方法。     

砼路面融雪化冰模型试验研究

针对融雪剂作为融冰材料存在的问题,根据国内外研究成果,提出一种基于电磁能融理论的砼路面融雪化冰方法。首先对路面热传导机理进行研究,确定了电磁能融材料,并分析了不同工况下材料的形态和性能;根据能量方程,建立了电流与电缆、电阻、截面积间的数学模型,通过试验研究了融化进程,确定了特征点温度。     

自发热技术在机场道面融雪化冰中的应用研究

目前对机场道面降雪结冰所采用的融雪化冰方法都存在一定缺点,很有必要寻求一种新的融雪化冰方法。自发热技术融雪化冰方法就是将导电体铺装在沥青混凝土中,利用导电体通电发热提高道面表面温度,使其高于冰点温度来实现对机场道面融雪化冰的目的。自发热技术融雪化冰方法效率高,效果好,且为绿色环保技术,具有广阔的应用前景。     

水泥混凝土路面使用性能预测模型

根据水泥混凝土路面使用性能的具体特点，本文针对水泥混凝土面使用性能的三个主要指标：路面状况指娄ＰＣＩ，破损率ＰＳＮ和实测平整度方差ＰＺＫ，采用回归分析的方法，建立了在不同交通和结构条件下使用性能随年份变化的预测模型。     

电热法用于水泥混凝土路面融雪化冰的系统设计

为了研究电热法在路面中融雪化冰的应用情况,提出电磁能融雪化冰系统的设计理念,进而对道路表面及结构层内的温度分布、升温规律进行试验测量和数值模拟分析,确定用于电磁能融雪化冰系统的材料型号,并通过对材料在不同温度情况下的形态及性能进行分析,确定电磁能融雪化冰系统运行时的最高温度限制;利用有限元软件ANSYS分析融雪化冰系统的传热规律,据此确定电磁能融雪化冰系统设置的最大间距,为实际道路融雪化冰系统的设计提供参考。     

美国路面结构与性能

通过在美国的学习、现场考察及与有关专业人员的交流,总结了美国路面结构设计、路面使用性能、路面施工、养护维修、路面研究等方面的情况.     

四川省路面使用性能预测模型研究

文章分析了路面使用性能影响因素及预测方法,结合四川公路养护管理的实际情况,确定了适合四川使用的路面使用性能预测模型形式,通过专家问卷调查方法对四川典型路面结构的性能预测模型参数进行了标定,建立了一套可用于CPMS系统的四川公路路面使用性能预测模型。