基于喷洒式的融雪除冰系统设计及优化方案

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。基于喷洒式融冰除雪系统是一种主动预防道路结冰及实时清除路面积雪的智能系统。系统由环境监察平台,智能喷洒系统及远端控制平台组成。相比其他主动式融冰除雪系统,其具有:防护面积大,综合成本低,易于搭建,维护简单的特点,特别适合在山体弯道、高速大桥等冬季易结冰且施工不便环境条件中搭建。本文论述了自动化技术在道路融冰除雪中的应用变迁,并给出基于喷洒式的道路融冰除雪系统的设计原理,并结合实际项目给出系统进一步优化方案。     

基于碳纤维发热线与路面凝冰预警装置有机结合的智能化融冰除雪系统应用技术研究

文章将沥青路面凝冰预警系统与沥青路面内置碳纤维发热融冰除雪系统结合成有机的整体,形成了可以智能预警沥青路面凝冰并自动通断电融冰的智能化融冰除雪系统。该系统在云南麻昭高速公路上进行了成功的应用,经冬季降雪期运行检验,有效防止了沥青路面冬季结冰,提高了冬季沥青路面的行车安全性,值得推广应用。     

电缆融冰雪温度荷载对桥梁受力性能影响分析

发热电缆融雪化冰技术是通过电缆加热主动预防和清除道路结冰积雪的方法,在道路结构中已成功应用,但该技术在桥梁结构中应用的研究却比较少,尤其是电缆发热时产生的附加温度荷载对桥梁结构受力的影响程度方面的研究。以一座四塔五跨斜拉桥为工程背景,通过有限元数值模拟分析,研究电缆融冰雪温度荷载对桥梁结构受力性能的影响,并对电缆除冰方案的可行性从结构受力的角度进行初步评价。     

一种防止发动机曲轴箱通风管路结冰方法

介绍了一种防止发动机曲轴箱通风管路在极寒条件下结冰的装置和方法,装置包括发动机气门室罩盖、进气软管及全负荷呼吸管、发热电阻丝、环境温度传感器、线束及电控单元ECU。当环境温度传感器将测定的环境温度转化为电信号传输给电控单元ECU,ECU根据设定程序接通发热电阻丝,使曲轴箱通风管加热器开始工作。该方法解决了发动机曲轴箱通风系统在极寒地区结冰问题,保证了车辆在寒区使用的可靠性。     

聚合物光纤结冰传感器设计与路面冰层厚度检测方法

为定点检测极端天气状况下沥青路面结冰状况与结冰厚度,该文首先通过比较聚合物光纤与石英光纤的各项性能指标,选用聚合物光纤作为光传输介质,选择同轴式传感器探头分布模式,并且设计微弱信号检测电路,最终完成聚合物光纤道路结冰传感器的设计;其次,验证了温度对结冰检测结果的影响可忽略不计,在模拟光照下进行不同光照强度下的结冰试验,得到结冰特性曲线;最后在自然光照下对结冰特性曲线进行验证试验,得到传感器输出电压-结冰厚度曲线函数关系式,可为道路养护和管理部门以及出行者提供实时的路面安全信息,降低交通事故的发生。     

自融雪材料制备及其融雪效果评价

基于盐化物融冰雪机理,制备一种新型复合盐化物。设计了试件表面结冰、冰层表面散装混合料剥落融冰、加速融化等试验,分别从降雪初期、中期、雪后3个时段评价自融雪路面的融雪效果。结果表明:掺有该复合盐化物的自融雪路面,在降雪初期能有效抑制结冰,中期可加速融冰,雪后有利于铲雪。在融雪剂掺量为4.5wt%的条件下,路用性能各项指标良好,达到了预期及设计要求。     

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.     

麻昭高速公路内置碳纤维发热线桥面融冰技术应用

文章通过采用内置碳纤维发热线桥面融冰系统在麻昭高速公路工程中进行融冰;通过室内试验对不同发热线布设位置和布设间距的导热效果进行了对比分析,发现当发热线布设于上、中面层之间,布设间距为10cm时,导热效果最好;选取麻昭高速公路左幅上高桥隧道出口至打堡寨2#隧道入口之间50m桥(路)面为试验段,铺设宽度为从超车道行车分界线左侧开始计7.25m,铺装功率采用335W/m2,设计目标为2.5h内使桥面表面温度从-5℃达到2℃左右从而实现融冰,并介绍了碳纤维发热线刻槽铺设工艺流程及施工方法。     

三相复合导电混凝土除冰雪性能研究

为解决冬季道路桥梁积雪结冰导致交通瘫痪的问题,研究了由碳纤维、钢纤维和石墨组成的三相复合导电混凝土的融雪化冰性能,采用正交试验设计复合导电混凝土的最优配合比,确定碳纤维、钢纤维和石墨的最佳掺量。采用温升试验研究三相复合导电混凝土的融雪化冰性能。结果表明,三相复合导电混凝土具有较好的融雪化冰性能,石墨、钢纤维和碳纤维能够显著增强水泥混凝土的导电性能。     

高速公路碳纤维融冰化雪技术控制系统研究

为了让高速公路在下雪后得以快速通车,将碳纤维材料融冰化雪控制系统应用于高速公路。通过对控制系统的元器件进行详细设计分析,最终确定控制系统由上位监控系统层、PLC控制系统层和设备控制层组成,整体控制碳纤维发热电缆的温度,从而控制融雪速度。结果表明:该控制系统自动化程度高,灵活方便,安全可靠。     

PAN基碳纤维导电沥青混凝土的制备及性能

为制备能够融冰化雪的导电沥青混凝土,对聚丙烯腈（PAN）基碳纤维导电沥青混凝土的制备及性能进行了研究。通过沥青混合料马歇尔试件的电阻率测试试验,确定了碳纤维的短切长度。通过沥青混合料拌和试验和马歇尔击实试验,提出了导电沥青混合料的拌和工艺。采用马歇尔试验配合比设计方法,根据导电沥青混合料的结构特征调整了技术标准,确定了导电沥青混合料的最佳油石比。通过电阻率试验、车辙试验、小梁低温弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,分析了导电沥青混合料的导电性能和路用性能随碳纤维掺量的变化规律。结果表明：当PAN基碳纤维掺量（质量分数）取0.1%时,导电沥青混凝土既可以获得优良的导电性能,也可以获得优良的路用性能。     

橡胶颗粒/融雪剂复合改性沥青混合料主动除冰试验研究

为解决冬季道路沥青路面易结冰和难除冰的问题，结合橡胶颗粒物理作用和盐化物融雪剂化学作用，制备了橡胶颗粒/融雪剂复合改性沥青混合料，并通过水滴结冰延迟试验、覆冰破损试验和融冰速率试验测试了融雪剂改性沥青混合料以及橡胶颗粒/融雪剂复合改性沥青混合料的抗凝冰能力。结果表明：1)温度介于-2℃～-5℃时，橡胶颗粒/融雪剂复合改性沥青混合料具有良好的抗凝冰能力；2)在-5℃时，掺入5%的融雪剂，试件表面结冰延迟约8 min,其结冰质量损失率是未掺融雪剂试件的13.62倍，其平均融冰速率较未掺融雪剂试件提升了约26%;3)在温度降至-10℃时，融雪剂改性沥青混合料抑冰效果不再明显，但在荷载作用下，橡胶颗粒/融雪剂复合改性沥青混合料仍具有一定的除冰能力。     

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。     

进气歧管压力传感器结冰诊断逻辑设计与改进

以设计并完善电喷系统中进气压力传感器结冰故障诊断逻辑为主线,说明了压力传感器的工作原理,阐述了传感器因结冰而失效的机理;对压力传感器在特定工况下的特性进行研究,设计出其结冰故障诊断方法;针对该诊断方法实际应用过程中出现的问题,分析了与结冰故障诊断相关的转速信号的计算方法,通过添加新的诊断条件,完善了压力传感器结冰故障的诊断逻辑设计,并进行了试验验证。     

纳米碳纤维混凝土在劈裂及抗弯试验中的压敏特性研究

为促进智能混凝土材料在桥梁上的应用,通过劈裂及抗弯试验研究纳米碳纤维混凝土的压敏特性。试验结果显示:纳米碳纤维混凝土的电阻会随压应力的增大而减小,随拉应力的增大而增大,电阻变化率与拉、压应力之间呈良好的线性规律;适当掺量且分散良好的纳米碳纤维可以使混凝土复合材料获得良好的压敏特性,成为自身具有损伤评估和应变监测功能的传感器。基于纳米碳纤维混凝土的良好压敏特性,将其作为具有应变监测功能的智能混凝土材料应用于桥梁结构中非常可行。     

50m T梁碳纤维板加固的计算方法

目前《公路桥梁加固设计规范》和《混凝土结构加固技术规范》均没有给出预应力构件粘贴碳纤维材料加固的计算方法,基于预应力设计原理推导了预应力构件碳纤维加固承载力计算方法,以某3~50m预应力混凝土T梁碳纤维板加固工程为例,给出了粘贴碳纤维材料加固预应力混凝土T梁桥的计算过程,本文研究成果对预应力混凝土T梁加固设计具有一定参考价值。     

用碳纤维材料补强加固混凝土结构

由碳纤维丝制织而成的碳纤维材料 ,是一种先进的、科技含量高的产品 ,具有刚性模量、拉强度大、质量轻、厚度薄、使用方便和耐腐耐磨、抗疲劳、抗老化、吸能减震、热导性好等特点 ,已广泛应用于建筑、市政等行业混凝土结构的补强和加固。因碳纤维产品成本较低、价格便宜。日本、韩国、新加坡、美国等和欧洲部分国家相继进行了大量碳纤维材料用于混凝土结构补强加固的研究开发 ,将碳纤维织物 (布状片材 )粘贴到混凝土表面用于结构的补强与加固 ,是实际工程中应用最多的一种 ,在此基础上还形成了自己国家的行业标准与规范。我国制订的《碳纤维…     

用碳纤维材料补强加固混凝土结构

由碳纤维丝制织而成的碳纤维材料 ,是一种先进的、科技含量高的产品 ,具有刚性模量、拉强度大、质量轻、厚度薄、使用方便和耐腐耐磨、抗疲劳、抗老化、吸能减震、热导性好等特点 ,已广泛应用于建筑、市政等行业混凝土结构的补强和加固。因碳纤维产品成本较低、价格便宜。日本、韩国、新加坡、美国等和欧洲部分国家相继进行了大量碳纤维材料用于混凝土结构补强加固的研究开发 ,将碳纤维织物 (布状片材 )粘贴到混凝土表面用于结构的补强与加固 ,是实际工程中应用最多的一种 ,在此基础上还形成了自己国家的行业标准与规范。我国制订的《碳纤维…     

沥青路面融冰化雪技术研究综述

冬季路面积雪结冰致使路面抗滑性能急剧下降,严重影响车辆操作稳定性与安全性,致使路面交通事故高发。本文从被动与主动抑制路面凝冰技术2方面对路面融冰化雪技术的研究发展进行了系统、深入的阐述,并分析了每类融冰化雪技术的优缺点,为路面新型融冰化雪技术的进一步研究提供借鉴和参考。     

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.