碳纤维导电混凝土道面机场除冰雪的应用研究

从目前机场道面融雪化冰的基本方法以及所存在的问题入手,介绍了导电混凝土电热除冰雪的工作原理和制备导电混凝土的基本原理,分析了碳纤维导电混凝土道面材料应满足的基本性能要求;结合机场飞行区道面的特殊性,提出了碳纤维导电混凝土在机场道面中应用所具备的条件。     

基于蓄能的道路热融雪化冰技术及其分析

道路蓄能融雪化冰是未来能源交通领域可持续发展的重要措施。近年来,迫于化学融雪剂的巨大危害,国际上许多国家开展新型道路热融雪技术研究和示范应用。热融雪技术主要包括导电混凝土/沥青、加热电缆和循环热流体等三种方式。其中,循环热流体融雪化冰技术可以实现可再生能源利用和蓄能技术,达到更高的能源利用效率和环保效能,被国际公认为最具发展前景和可持续发展的绿色生态技术。本文着重论述国内外热融雪化冰技术的发展状况,阐述存在的基本问题,推动我国融雪化冰技术的迅速崛起和发展。     

城市道路融雪化冰沥青路面关键技术研究及应用

针对中国部分地区的城镇沥青路面冬季降雪导致的交通不便,以及传统的清雪措施成本高、施工较繁琐等不足,研究氯盐类沥青混合料路面以应用到中国城市道路建设中,特别是非多雪城市的道路;在研究中对氯盐类沥青混合料融雪化冰路面的关键技术:级配设计、路用性能等进行阐述与验证,并同常规的沥青混合料在性能上进行对比。试验结果表明:氯盐类沥青混合料的路用性能良好,能够满足非极寒城市道路使用要求。     

道路融雪地能利用热循环基本性能模拟分析

针对道路集热蓄能融雪化冰过程进行分析,建立地能利用热泵循环道路融雪化冰基本过程模型,开展数值计算分析.重点探讨降雪和融雪过程地源热泵运行和地下换热过程的基本性能,以及降雪量、气候环境温度、地下初始温度的影响规律.分析表明,常规降雪量的道路融雪平均热耗率为250 W/m<'2>左右,热泵系统性能指数COP维持在4以上.地下初始温度增加将对地能利用热泵循环效率带来显著的提升空间,表明太阳能路面集热和季节性地下蓄能技术具有巨大潜力.     

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。     

中国道路融冰除雪技术发展现状及未来趋势

文中总结分析目前国内外道路融冰除雪技术的发展现状及趋势,得出人工、机械和融雪剂除冰雪等传统被动型除冰雪技术是目前普遍的方法,电热、地热、新型路面材料等主动融雪技术尚处于研究和小范围试验阶段。建议根据道路所处地理位置、降雪量、气温及经济条件等因素,在实时除雪的理念上做到因地制宜、合理运用各种环保及智能融雪防冰技术,以保障中国交通冬季运输效率及交通安全,改善城市环境,促进城市建设和经济发展。     

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。     

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.     

自发热机场沥青混凝土道面融雪化冰试验研究

通过对铺装了导电体的自发热机场沥青混凝土道面进行化冰试验与融雪试验（初始温度为-10 ℃、导体控制温度为50 ℃、设置和不设置隔热层），得出了融雪化冰所需时间和设置隔热层能够提高能量利用率的结论。运用有限元软件融雪化冰分析，与试验结果对比，验证了试验结果的正确性。并对下一步研究工作提出了建议。     

嵌入式导电沥青混凝土路面结构热效应特性研究

利用普通混凝土的传热能力弱,而导电沥青混凝土传热能力强且粘合性能好的特点,将复合多相导电沥青混凝土嵌入槽形的外围混凝土中,组合成一种新型的路面结构。实验表明,同常规的单层导电沥青混凝土路面相比,该组合技术的传热效率提高26%,而散热损失降低80%。为提高道路冬季破冰及融雪效率并有效的降低能耗,提供了一定的参考依据。     

CFG能源桩用于混凝土路面除冰降温的试验研究

利用试验场足尺水泥粉煤灰碎石（CFG）能源桩，对模型混凝土路面冬季防冻除冰与夏季降温防护技术进行了试验研究，意在探索一种节能、环保、高效和经济的道路路面工程安全与耐久新技术。桩及模型混凝土板内均安装聚乙烯塑料管作为换热管，能源桩、混凝土板内安装有温度应变传感器测量换热过程中相应位置的温度、应变变化，混凝土板进出口水温、混凝土板表面温度分别由温度计、红外测温仪量测。试验主要分析冬季条件下，单根、双根能源桩供热一块混凝土板，以及在夏季条件下，单根能源桩降温一块混凝土板时，管路流体、混凝土板、桩的温度变化以及由温度引起的混凝土板、桩的应力应变变化。试验结果表明：冬季工况下，单根、双根能源桩可以使一块混凝土板表面温度保持在0℃以上，除冰效果显著；夏季工况下，单根能源桩对混凝土板降温，试验组与对照组混凝土板表面温差最大约为9.4℃，降温效果明显。能源桩和模型混凝土板在换热过程中，因温度改变会导致桩身和混凝土板中产生附加温度应力。桩身附加温度应力对桩结构完整性和安全性不会造成影响，而混凝土路面板的附加温度应力则总是与被加热或降温前的应力叠加使其总应力幅值降低，有利于混凝土路面板的安全性和耐久性。试验过程仅使用水泵为换热管中的流体提供动力进行循坏，不消耗其他任何形式能量，运营维护成本较低。     

聚脂纤维对MFL融冰化雪沥青混合料的性能影响研究

在冬季或低温条件下,盐化物沥青混合料融冰化雪技术能够提高路面的抗滑性能,但混合料的路用性能方面仍存在一定的缺陷。通过在MFL融冰化雪型沥青混合料（MMAM）的基础上添加聚酯纤维技术处理,通过对普通、MMAM以及聚脂纤维＋MMAM混合料的融冰化雪效果和路用性能进行测试对比分析,结果表明：聚酯纤维不会影响MFL的融冰化雪功能,MMAM和聚脂纤维＋MMAM都能够实现融冰化雪效果;另外,聚酯纤维的添加对MMAM的抗车辙性能不产生影响;与普通混合料相比,MMAM的水稳定性和低温抗裂能力明显降低,且低温破坏弯曲应变降低幅度达到33.4%,而聚酯纤维的添加可以改善MMAM的抗水损害能力与低温抗裂能力,且低温破坏弯曲应变提高幅度达到10%。     

路面材料磁化对无线电能传输的能量损失效应研究

无线充电路面是将无线电能传输技术与路面结构相结合的一种新型智能路面，可使路面同时满足行驶功能和无线充电功能。设计实用的无线充电路面，需要将传输装置埋设于路面材料中，如水泥混凝土和沥青混凝土材料。无线电能传输是路面中的原边线圈和电动汽车上的副边线圈经感应耦合谐振完成的。现有无线电能传输过程都是在空气中进行的，当传输过程需要穿过路面材料时，空间介质的电磁特性对无线电能传输所产生的影响需要探究。为此，选取AC-13型沥青混凝土和C30普通硅酸盐水泥混凝土，研究分析2种路面材料的磁化性能以及对感应耦合谐振电路的能量损失效应。首先通过振动样品磁强计，对2种路面材料组成成分的磁化性能进行定量分析，接着采用LCR测试仪测量其感应耦合系数，最后搭建87 kHz的无线电能传输系统来研究能量损失效应。研究结果表明：沥青混凝土和水泥混凝土组成成分的磁化性能差异较大，水泥混凝土可视为连续的磁性介质，而沥青混凝土不连续；2种路面材料在感应耦合谐振电路中会降低感应耦合系数，且材料的磁化会使无线电能传输系统的谐振电路失谐，导致原边功率下降12.7%和14.2%，并造成能量损失；经调节谐振状态后发现，电路的谐振频率向低偏离；为了降低无线充电路面的能量损失，在设计过程中应将路面材料的磁化作为关键因素来考虑。     

不同状态下路面摩擦系数现场试验研究

为了更加准确地测出不同状态下路面摩擦系数,采用三轴加速度仪测量车辆制动过程中的加速度变化过程.经过低通滤波后,分析出了车辆在制动过程中的加速度变化规律,并根据现场试验的结果给出了旧沥青混凝土路面、水泥混凝土路面、积雪覆盖的路面、新建高速公路沥青混凝土路面和水泥混凝土路面的摩擦系数值.试验结果为交通安全分析提供了最直接的依据.     

路基路面结构参数的变异性分析

在湖南省临长高速公路和湘耒高速公路建设过程中，采集了总计46941个路基路面结构质量检验数据，包括路基、路面基层和沥青面层弯沉，路面基层和面层厚度，水泥混凝土路面弯拉强度，运用数理统计方法，编写出随机变量变异性分析的计算机程序，并利用该程序对这些样本数据进行了统计分析。结果表明，正态分布和对数正态分布模型可以很好地描述路基路面结构弯沉、路面结构层厚度、水泥混凝土弯拉强度等参数的概率分布，分析得到的各参数变异系数分布范围基本反映了我国当前高速公路路基路面的实际施工技术水平，可供修订沥青路面、水泥混凝土路面设计和施工规范时参考，     

基于热管技术的机场道面融雪性能试验研究

为准确分析基于热管技术的机场道面融雪系统工作性能，综合考虑地热能、机场道面、热管间的传热特性，建立了热管加热融雪道面足尺试验系统；基于长期实测数据对融雪系统的道面融雪性能、温度场分布特性及其影响因素进行了分析；并在此基础上，通过研究融雪系统地下土壤热源热量长期消耗及回补特性探讨了融雪系统的可持续性工作性能。研究结果表明：基于热管技术的机场道面融雪系统可在冬季不改变道面温度分布特性的基础上，自动提高道面温度约15℃，有利于抑制道面结冰并融化道面积雪；在热管道面融雪过程中，当道面无雪率超过40%后，道面融雪过程将进入加速期；减少热管与道面表面的竖直距离，降低相邻热管间的水平间距均可改善热管道面温度分布规律，并有效提高道面融雪效率，而热管直径的变化对道面融雪性能影响相对较弱；随着气温降低，热管道面融雪效率逐渐下降，且当气温低于-9℃时，热管道面融雪性能受到较大限制；积雪经过适当压实作用，可缩短热管道面融雪时间；冬季地下热管的取热作用使得地下土壤温度约降低10℃，而夏季地下土壤温度逐渐恢复，随时间大致呈周期性变化，表明地下土壤可为热管道面融雪系统长期提供热量，持续保障热管道面融雪性能，实现机场道面冬季安全运行。     

路面温度对城市热岛的影响

分析了城市热岛形成的主要原因,指出城市下垫面特性、城市大气污染和城市人工热源是城市热岛形成的主要影响因素。通过试验数据和数学计算论证了路面温度对城市大气温度的影响。介绍了太阳辐射、云层状况、大气相对湿度、风速、降水等环境因素对路面温度的影响,并利用数据、公式和图表重点讨论了路面反照率、路面湿度等路面特性因素对城市路面温度的影响。根据路面反照率与路面温度的数值关系,提出通过铺装水泥混凝土路面或碎石封层的方式提高路面反照率,缓解大城市热岛效应;根据路面湿度与路面温度的关系,提出通过增加透水性路面面积,缓解大城市热岛效应。     

透水沥青路面技术在水泥混凝土路面改造中的应用

水泥混凝土路面是指以水泥混凝土为主要材料做面层的路面,俗称白色路面,它具有强度高、稳定性好、使用年限长、养护维修费用少等优点。但在交通荷载及环境等因素影响下,水泥混凝土路面使用一段时间后,会出现板块开裂、角隅破碎、错台等不同程度的病害,为了恢复旧路面的使用性能,往往采取加铺沥青混凝土面层的措施。该文结合上海市奉贤区环城东路水泥混凝土路面改造为透水沥青路面的工程实例,介绍了透水沥青路面,以及橡胶沥青应力吸收层技术的应用。     

环保缓释型主动融冰雪涂层材料研究

为解决目前冬季融冰雪成本高、环保性差的问题，首先基于医学制药中的"缓控释"思想，确定涂层材料的组成，为使表面能较高的亲水性填料、补强剂与表面能较低的树脂能有效结合，采用偶联剂对组分中的填料和补强剂进行表面改性处理，用高分子纤维素分别制备疏水型与亲水型包衣溶液，对环保型融雪剂进行包衣成膜，研究其微观形貌以评价成膜状况；然后通过融冰雪试验确定涂层溶液的最佳涂刷量，研究涂层的抗黏附性能与缓释持久性，通过分析涂层的微观形貌特征，揭示其缓控释融冰雪机理；最后分别通过研究融冰雪涂层的耐水性、耐磨性和耐腐蚀性分析其耐久性能，通过分别分析融冰雪涂层对植物生长和金属腐蚀的影响以评价其环保性能。研究结果表明：亲水型与疏水型包衣溶液的掺配比例是1：8，环保型主动融冰雪涂层溶液的最佳涂刷量为0.65 kg·m^-2，融冰雪涂层具有良好的缓释持久性和抗黏附性能；在融冰雪过程中，包衣薄膜吸水溶胀，溶解缠绕在包衣薄膜表面的亲水型高分子纤维素，使镶嵌在包衣表面的抗黏剂及致孔剂碎片脱落，在包衣薄膜表面形成孔洞，渗出融雪剂晶体，包衣薄膜成功地发挥缓释作用；水进入包衣膜内后溶解融雪剂，浓度升高，渗透压增大，融雪溶液便渗出包衣薄膜，融化冰雪；环保型主动融冰雪涂层具有良好的经济、环保和耐久性。