智能化融冰路面技术研究与工程应用

发布时间：2017-10-30 14:13

  本文关键词：智能化融冰路面技术研究与工程应用

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【摘要】：在冬季或者是寒冷的地区,大部分地区道路会因降雪、冻雨等天气条件而结冰,凝冰附着在路面上不易被察觉而形成极大的安全隐患,严重威胁着驾乘人员的安全。采用传统的融冰方法如人工法、机械法、化学法等有许多不足之处:如人力物力投入多、污染环境、车辆及混凝土构造物遭受腐蚀以及成本较高等。发热电缆加热法具有无污染、运行费用低、热稳定性好、控制方便等优势。本文采用发热电缆法进行融冰,选用具有电热转换效率高等优点的新型发热材料——碳纤维发热线作为发热电缆。目前碳纤维发热融冰方法工程应用案例较少,发热电缆的布设、施工方法等问题尚未得到较好的解决,且目前多通过人工控制发热电缆加热系统,影响除冰雪效率。本文将路面发热电缆融冰技术与路面凝冰预警技术相结合,通过预测路面将要发生凝冰的时间,在凝冰形成初期自动启动融冰系统,可有效抑制路面凝冰的发生;当路面温度达到要求值时,自动断开系统,从而节省人力与电力资源。为了实现智能化融冰路面技术,本文开展了以下研究:(1)采用路面凝冰信息预警技术,预测系统安装路段出现凝冰所需的时间,通过建立凝冰出现时间与融冰所需时间的关系,实现对路面融冰系统的智能化控制。(2)从发热电缆选取、铺设方法、电路连接形式等方面进行智能化融冰路面设计方法研究,选取试验段进行电缆铺装设计和电气控制设计。(3)研究智能化融冰路面的施工方法,并结合试验段工程应用案例对施工方法的合理性进行分析,为智能化融冰路面的类似工程应用提供参考和借鉴。(4)根据工程应用案例分析系统所需设备材料成本、人工机械费用,对比智能化融冰系统与其他融冰方法的初期建设成本及融冰费用,对系统经济性进行评价。
【关键词】：融冰 碳纤维发热线 凝冰预警 设计方法 工程应用
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.2;U418.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 依托课题10
• 1.2 研究背景及意义10-11
• 1.3 国内外研究现状11-14
• 1.3.1 国内研究现状11-13
• 1.3.2 国外研究现状13-14
• 1.4 问题的提出14
• 1.5 主要研究内容和技术路线14-17
• 第二章 路面凝冰预警技术与预警管理系统17-30
• 2.1 路面凝冰形成环境条件17-18
• 2.2 路面凝冰预警技术18-23
• 2.2.1 路面凝冰预警智能传感器19-22
• 2.2.2 路面凝冰预警时间算法22-23
• 2.2.3 路面融冰系统的智能化控制23
• 2.3 路面凝冰预警管理系统23-29
• 2.3.1 系统功能及特点23-24
• 2.3.2 路面凝冰实时监测外场站24-27
• 2.3.3 XRH-预警管理平台27-28
• 2.3.4 凝冰预警系统应用案例28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 智能化融冰路面设计方法30-48
• 3.1 智能化融冰路面设计方法30-34
• 3.1.1 发热电缆种类与规格选取30
• 3.1.2 碳纤维发热线布设间距30-31
• 3.1.3 碳纤维发热线布设层位31
• 3.1.4 碳纤维发热线铺设方式31-32
• 3.1.5 融冰路面铺装功率确定32-33
• 3.1.6 碳纤维发热线电路连接方式确定33-34
• 3.1.7 铺装分区34
• 3.2 融冰路面试验段选取34-35
• 3.2.1 依托工程概况34
• 3.2.2 试验段选取34-35
• 3.3 麻昭高速智能化融冰系统电缆铺装设计35-40
• 3.3.1 碳纤维发热线布设位置及铺装功率设计35-36
• 3.3.2 碳纤维发热线铺装布置方案设计36-40
• 3.4 麻昭高速智能化融冰系统电气控制设计40-46
• 3.4.1 整体供电图40-42
• 3.4.2 碳纤维模块供电图42-43
• 3.4.3 XRH-6000A系统电气控制43-45
• 3.4.4 智能融冰系统主要设备材料45-46
• 3.5 本章小结46-48
• 第四章 智能化融冰路面工程应用研究48-71
• 4.1 智能化融冰路面施工方案48-49
• 4.2 麻昭高速智能融冰路面试验段发热线铺装施工49-65
• 4.2.1 施工机具49
• 4.2.2 划线49-50
• 4.2.3 刻槽50-54
• 4.2.4 清理凹槽54
• 4.2.5 碳纤维发热线铺设54-61
• 4.2.6 发热线测试61
• 4.2.7 清理路面61-62
• 4.2.8 喷洒粘结剂62-63
• 4.2.9 上面层施工63-65
• 4.3 麻昭高速智能融冰试验段凝冰预警系统安装65-70
• 4.3.1 碳纤维铺装模块接线65-66
• 4.3.2 XRH-6000A智能凝冰预警系统安装66-69
• 4.3.3 通电测试69-70
• 4.4 本章小结70-71
• 第五章 麻昭高速智能化融冰系统成本及经济性分析71-75
• 5.1 智能化融冰系统成本分析71-73
• 5.1.1 材料及设备成本71-72
• 5.1.2 人工、机械费用72
• 5.1.3 运营费用72
• 5.1.4 智能化融冰系统成本汇总72-73
• 5.2 智能化融冰系统经济性分析73-74
• 5.3 本章小结74-75
• 结论与展望75-78
• 主要结论75-77
• 研究展望77-78
• 参考文献78-80
• 攻读学位期间取得的研究成果80-81
• 致谢81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1117940