輕集料導(dǎo)電混凝土路面融雪化冰性能研究.pdf

1、如何解決冬季路面結(jié)冰積雪是我國寒區(qū)冬季公路養(yǎng)護(hù)中存在的普遍問題，當(dāng)前環(huán)保問題受到全世界的廣泛關(guān)注，冬季大量融雪劑的使用不僅給路面及基礎(chǔ)設(shè)施造成了嚴(yán)重破壞，也給環(huán)境帶來了巨大的負(fù)面影響。因此，應(yīng)運而生了多種環(huán)保經(jīng)濟節(jié)能的融雪化冰方式而，熱融雪方式成為人們青睞的對象之一。
　　 本課題主要通過實驗研究及有限元數(shù)值方法對輕集料導(dǎo)電混凝土融雪化冰系統(tǒng)進(jìn)行了研究，對路面結(jié)構(gòu)溫度分布、升溫規(guī)律、穩(wěn)定性及融雪化冰效率進(jìn)行了實驗研究和數(shù)值模擬分

2、析，對各種不同環(huán)境及不同功率作用下融雪化冰的可行性進(jìn)行探討。并在此基礎(chǔ)上初步提出了能實時融雪化冰的節(jié)能控制系統(tǒng)，向高效、節(jié)能、環(huán)保的方向發(fā)展。本文主要結(jié)論：
　　 1)通過采用電功率300W/m2、400W/m2、500W/m2和600W/m2的化冰實驗，比較了輕集料導(dǎo)電混凝土的升溫及化冰效率，結(jié)果顯示環(huán)境溫度分別為-10℃～-5℃、-15℃～-10℃、-20℃～-15℃時，導(dǎo)電混凝土層基本滿足要求的輸入電功率分別不小于400

3、W/m2、500 W/m2、600 W/m2。
　　 2)對比了含碳纖維格柵的混凝土與導(dǎo)電混凝土路面結(jié)構(gòu)的升溫及化冰效率，升溫過程中兩者均具有較穩(wěn)定的電阻，能夠為升溫及化冰提供穩(wěn)定電功率。通過不同功率作用發(fā)現(xiàn)，含碳纖維格柵的混凝土結(jié)構(gòu)在同功率作用下升溫速度略高。
　　 3)通過導(dǎo)電混凝土大板的室外實驗，在300W/m2的電功率作用下，結(jié)果表明使結(jié)構(gòu)表面溫度維持2～3℃可以達(dá)到實時融雪需要。
　　 4)利用有限元軟

4、件ANSYS對導(dǎo)電混凝土路面結(jié)構(gòu)的化冰過程進(jìn)行了模擬，將計算結(jié)果與實驗結(jié)果進(jìn)行了對比分析，結(jié)果與實驗結(jié)果基本吻合，表明通過模擬計算可以進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計，并且能夠預(yù)測達(dá)到指定升溫及化冰效果所需時間。
　　 5)通過對有無隔熱層；在導(dǎo)電混凝土上層設(shè)置普通混凝土或瀝青混凝土等不同形式的路面結(jié)構(gòu)的化冰模擬，發(fā)現(xiàn)影響路面結(jié)構(gòu)升溫速度和溫度分布的幾個主要因素：隔熱層的設(shè)置；在導(dǎo)電混凝土上層設(shè)置的普通或瀝青混凝土的材料選擇在厚度設(shè)計對結(jié)構(gòu)的