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。     

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。     

导电沥青混凝土在道路工程融雪化冰应用中的问题探讨

从类型、掺量及分散均匀性三个方面分析了导电材料的掺入问题,介绍了常用的导电材料,其掺量应保证沥青混凝土具备导电性能,且不能过高,从原材料和搅拌过程严格控制导电材料在沥青混凝土中的分散均匀性。分析了两种导电结构形式,可以根据具体情况选取上下电极导电结构形式或左右电极导电结构形式。提出了在原有的电路结构中增加温度传感器和湿度传感器的预防积雪结冰措施,综合其他气象条件来提前开启电路,使得路面提前升温,即时融化降雪,保证交通行驶安全。     

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。     

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.     

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。     

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。     

矮寨特大桥融雪防冰电发热沥青混凝土试验研究

为了解决矮寨特大桥的桥面融雪防冰问题,经过方案比选,提出了电发热沥青混凝土方案,并进行了试验研究.制作了导电沥青混凝土试块及20 cm×10 cm铜网格电极,分别测试了3种电压的发热升温情况,并采用自然降雪验证发热性能.试验结果表明,试块表面各点发热不同,温度随着通电电压的升高而升高,试块在12、24、36 V电压下各...     

不同类型自融雪沥青路面性能对比研究

为探究级配对自融雪沥青路面融冰速率与使用寿命的影响,设计3种级配的自融雪沥青路面并对其融冰化雪性能和耐久性进行研究。按照规范要求,确定AC-13、SMA-13、PAC-13沥青混合料的级配组成与沥青用量,融雪剂通过等体积替代法替换粒径相同的矿料掺入沥青混合料。通过路用性能验证试验,分析融雪剂掺入对沥青路面路用性能的影响;基于界面附着力试验、融冰速率试验和溶液电导率试验揭示级配对自融雪沥青路面融雪剂析出速率和融冰速度的影响规律;通过梯度浓度融冰试验与浸没试验,确定融雪剂融冰临界浓度与融冰临界电导率并对3种级配自融雪沥青路面进行寿命预测。试验结果表明：3种级配的沥青混合料掺入融雪剂后,路用性能仍能满足规范要求。融雪剂析出速率与融冰速率呈正相关,但与自融雪沥青路面使用寿命呈负相关。在相同的融雪剂掺量与温度条件下,空隙率是影响融冰速率的主要因素,随空隙率增加,融雪剂析出速率加快,析出量增加,导致融冰速率增加,因此3种级配的自融雪沥青路面融冰速率排序为PAC-13>SMA-13>AC-13。自融雪沥青路面内融雪剂含量有限,融雪剂全部析出,则自融雪沥青路面失去融冰化雪能力,因此自融雪沥青路面使用寿命与空隙率、区域降水量呈负相关。同一地区自融雪沥青路面使用寿命排序为AC-13>SMA-13>PAC-13,同一级配自融雪沥青路面使用寿命排序为湿润区<半湿润区<半干旱区<干旱区。     

不同融雪物质的化冰性能及评价方法研究

融雪剂作为保障冬季道路安全的重要物质,其融雪除冰能力成为使用者关注的重点,该文通过对比中韩融雪剂标准的融雪化冰能力评价方法的差异,针对常用的氯化钠(NaCl)、氯化钙(CaCl2)、氯化镁(MgCl2)、醋酸钙[Ca(Ac)2]和醋酸钾(KAc)融雪剂,在不同温度下化冰过程中的化冰速率进行评价测试.试验结果表明:环境温...     

防冰沥青混合料工程技术应用研究

针对防冰沥青混合料的应用情况,介绍了防冰添加剂的主要成分及作用机理,提出防冰添加剂的掺配工艺。通过工程实例,从原材料检测、配合比设计、施工要求、施工过程质量控制及防冰效果调研等5个方面介绍防冰沥青混合料的工程应用情况。工程实践证明,使用防冰添加剂铺筑的沥青路面具有良好的防冰效果。     

多功能自融雪沥青路面的研究与应用

以氯化钙为冰点下降剂主剂,复合冻结延时剂、冰层软化剂、稳定剂通过混合粉磨制备成高效环保型融雪剂,具有延迟结冰、软化冰层、稳定性优良、与沥青相容性良好的特点.应用该新型融雪除冰剂和高粘度改性沥青,制备出性能优良的融雪排水降噪沥青混合料.在融雪剂掺量为2％的条件下,各项路用性能指标良好.提出了融雪排水降噪沥青路面的施工工艺,在唐山市G205国道改建工程成功应用,各项性能指标达到了预期及设计要求.     

低冰点沥青混合料融雪抑冰性能影响因素研究

采用电导率试验研究融雪抑冰成分释放规律,以冻结试验研究混合料降温规律,并以融冰率试验研究融雪抑冰性能。结果表明：低冰点材料融雪抑冰成分释放具有温度依赖性,高温为低温的3.49～3.77倍,颗粒型材料易溶于水,导致融雪抑冰成分释放速率快于填料型材料;冻结过程分3个阶段,结冰阶段的冰点和结冰持续时间受材料类型、掺量及加水量影响,ZG-10S冰点最低;增大掺量、减小加水量相当于提高溶液浓度,可有效降低冰点;融化时间对融雪抑冰性能影响最大也最为显著,其次是温度,原因在于释放速率的温度依赖性决定了融雪抑冰效果具有一定限度。     

低温积雪地区城市道路沥青路面设计方法研究

新疆北疆地区城市道路沥青路面冬季大多存在低温和积雪的情况。调查分析表明:低温导致的沥青路面开裂及由积雪冻融引起的继发水损害是新疆北疆城市道路沥青路面破坏的主导成因。针对这种情况,如何从路基横断面型式、路面结构组合、沥青混合料类型选择,沥青混合料体积指标控制、沥青品种选取等方面进行综合设计是必须关注的重要问题。本文针对新疆乌鲁木齐市城市道路沥青路面的实际使用情况,分析并探讨了低温积雪地区城市道路沥青路面设计中应注意的问题,并推荐了低温积雪地区城市道路沥青路面典型结构型式。     

沥青路面就地热再生技术在城市道路中的应用

该文以南京市洪武北路（长江路～珠江路段）就地热再生试验路的铺筑为实例,重点介绍了该种新工艺的沥青混合料的配比、施工方法及质量控制标准。     

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。     

道路除雪化冰技术研究

冬季道路冰雪状况是影响道路交通安全、造成道路交通事故的一个重要因素,探寻经济、高效、环保、安全的道路除雪化冰方法与技术十分必要。文中探讨了国内外常用道路除雪化冰的技术与方法,对比分析各种方法的优劣,并对道路除雪化冰新技术进行了展望。     

城市道路沥青面层抗变形设计研究

基于城市道路的交通运行特征,分析了城市道路沥青路面永久变形产生的机理。结合《城镇道路路面设计规范》（CJJ169-2012）,计算了沥青面层剪应力,从城市道路设计的角度为控制沥青面层永久变形提供了建议。