预埋碳纤维发热线沥青混凝土桥面融雪化冰技术研究
发布时间：2021-08-20 21:27
在冬季,因路面结冰造成的交通事故屡见不鲜,这些交通事故往往会引起交通拥堵、道路封闭,不仅影响人们的生活出行,还会带来巨大的经济损失。目前对道路桥梁进行除雪的传统方法如人工打扫、机械除雪以及使用融雪剂等,都需要消耗大量的人力物力,并且其清除冰雪的效果不尽人意,还会对桥面及环境造成破坏。碳纤维发热线作为一种新型材料,具有导热性能好、耐高温以及使用寿命长等优点,采用碳纤维发热线作为桥面融雪化冰装置,能够有效解决目前所存在的问题。国内外学者对此进行了一定的研究,但真正实际应用相对较少。因此有必要进行更加深入的研究,使碳纤维发热线融雪化冰技术更加完善。对于选用碳纤维发热线作为桥面融雪化冰装置需要解决的问题,本文做了如下研究:（1）在传热学基础上,使用有限元软件建立了预埋碳纤维发热线的沥青混凝土桥面铺装层温度场模型。研究了环境温度、碳纤维发热线埋设深度、布设间距、发热线温度以及材料热物性参数等影响因素对桥面升温的影响,并总结其规律,提出合理的布设间距及埋置深度。（2）在建立了温度场模型的基础上,使用有限元软件对预埋碳纤维发热线沥青混凝土桥面加热过程中产生的温度应力进行分析,得出其分布规律。通过改变...
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
道路结冰所引起的交通事故
（c） （d）图 1-2 桁架桥在各风攻角下平面流场图桥梁作为咽喉要道，往往跨水越谷，是连接两地交通的纽带，其重要性不言而喻。由于桥梁路面相对普通路面更易结冰、更容易发生事故，且桥梁结构类型众多，所处位置的环境因素各不相同，因此必须因地制宜，选择更加合理有效的方式来对桥面进行融雪化冰。1.2 国内外研究概况近些年来，热力融雪化冰技术的应用已成为国内外学者研究的热点，各国交通部门也对冬季道路的融雪化冰问题越来越重视，各领域的学者探索出了很多融雪化冰的方法，主要方法可以归类如图 1-3 所示。
图 1-3 融雪化冰方法归类1.2.1 清除法人工清除法主要依靠人力，使用日常劳动工具来清扫冰雪，如铁锹、洋人工清除冰雪的优点是便捷、效果好，缺点在于耗时过长，且耗费大量，在作业的同时，工作人员集中于车道上会阻碍交通，有一定的安全，往往在积雪结冰之后才会进行作业，具有一定的延迟性，若持续降雪无法连续作业导致道路再次积雪结冰。因此，此方法只能适用于小雪以重点区域内。机械清除法即使用机械对道路积雪进行处理，根据机械的不同又分为机机械吹雪两种方式。铲冰雪机械通常用于积雪结冰之前的大面积清除雪机械则适用于未经碾压且积雪较少的路面，由于其成本高昂，多用于道路，如机场，高速公路等区域[11]。机械清除法的优点在于效率高，能
【参考文献】：
期刊论文
[1]除雪的老方法和新技术[J]. 谭忆秋,徐慧宁,张弛,符永康. 中国公路. 2018(03)
[2]基于地源热泵的高速道岔融雪系统设计研究[J]. 贺清. 铁道标准设计. 2018(04)
[3]融雪剂的现状及对环境的影响和对策[J]. 张旭. 环境卫生工程. 2017(05)
[4]碳纤维发热桥面融雪化冰性能预测模型[J]. 杜宏伟,朱小青,张恺,朱耀庭. 公路交通科技(应用技术版). 2017(10)
[5]碳纤维与电缆加热用于道路融雪对比分析[J]. 符养斌,黄有波,李炎锋,王红艺. 中国科技信息. 2017(Z1)
[6]桥梁用融雪材料的选择[J]. 徐天予. 北方交通. 2016(11)
[7]内置碳纤维发热线融冰技术的现状与发展[J]. 彭余华,鲍梦捷,陈绍辉. 筑路机械与施工机械化. 2016(02)
[8]公路桥梁发热电缆除冰系统试验研究[J]. 张登春,章照宏,袁江雅,袁铜森,李孔清,陈亚洲. 中国安全生产科学技术. 2015(11)
[9]沥青混凝土温度应力影响因素分析[J]. 郭学东,孙明志,韩硕,王振勇,朱凯旋. 公路. 2015(11)
[10]混凝土路面碳纤维发热线融雪化冰研究[J]. 张倩雯,赵艳华,吴智敏. 公路交通科技. 2015(02)
博士论文
[1]西藏高寒地区水泥混凝土路面太阳能融雪（冰）技术研究[D]. 尉学勇.长安大学 2011
[2]布置碳纤维发热线的混凝土路面及桥面融雪化冰试验研究[D]. 赵宏明.大连理工大学 2010
[3]融雪化冰水泥混凝土路面研究[D]. 刘凯.长安大学 2010
[4]冰雪地区橡胶颗粒沥青混合料应用技术的研究[D]. 周纯秀.哈尔滨工业大学 2006
硕士论文
[1]盐冻融作用下沥青混合料性能及破坏机理研究[D]. 刘宝奎.长安大学 2017
[2]超细不锈钢纤维导电混凝土的制备及性能研究[D]. 刘堃.哈尔滨工业大学 2016
[3]内置融雪化冰装置的透水混凝土地面设计研究[D]. 郝如东.大连理工大学 2016
[4]内置碳纤维发热电缆的桥面融冰化雪技术研究[D]. 罗新欣.长安大学 2015
[5]桥梁风效应数值模拟研究[D]. 张学敏.湖南大学 2014
[6]基于加热的寒区公路隧道路面防滑技术的试验研究与数值分析[D]. 宫成兵.长安大学 2012
[7]沥青路面结构温度场与温度应力的数值模拟分析[D]. 王孙富.哈尔滨工业大学 2010
[8]橡胶颗粒除冰雪沥青路面的研究[D]. 张洪伟.长安大学 2009
[9]发热电缆用于路面融雪化冰的技术研究[D]. 武海琴.北京工业大学 2005
本文编号：3354259
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
道路结冰所引起的交通事故
（c） （d）图 1-2 桁架桥在各风攻角下平面流场图桥梁作为咽喉要道，往往跨水越谷，是连接两地交通的纽带，其重要性不言而喻。由于桥梁路面相对普通路面更易结冰、更容易发生事故，且桥梁结构类型众多，所处位置的环境因素各不相同，因此必须因地制宜，选择更加合理有效的方式来对桥面进行融雪化冰。1.2 国内外研究概况近些年来，热力融雪化冰技术的应用已成为国内外学者研究的热点，各国交通部门也对冬季道路的融雪化冰问题越来越重视，各领域的学者探索出了很多融雪化冰的方法，主要方法可以归类如图 1-3 所示。
图 1-3 融雪化冰方法归类1.2.1 清除法人工清除法主要依靠人力，使用日常劳动工具来清扫冰雪，如铁锹、洋人工清除冰雪的优点是便捷、效果好，缺点在于耗时过长，且耗费大量，在作业的同时，工作人员集中于车道上会阻碍交通，有一定的安全，往往在积雪结冰之后才会进行作业，具有一定的延迟性，若持续降雪无法连续作业导致道路再次积雪结冰。因此，此方法只能适用于小雪以重点区域内。机械清除法即使用机械对道路积雪进行处理，根据机械的不同又分为机机械吹雪两种方式。铲冰雪机械通常用于积雪结冰之前的大面积清除雪机械则适用于未经碾压且积雪较少的路面，由于其成本高昂，多用于道路，如机场，高速公路等区域[11]。机械清除法的优点在于效率高，能
【参考文献】：
期刊论文
[1]除雪的老方法和新技术[J]. 谭忆秋,徐慧宁,张弛,符永康. 中国公路. 2018(03)
[2]基于地源热泵的高速道岔融雪系统设计研究[J]. 贺清. 铁道标准设计. 2018(04)
[3]融雪剂的现状及对环境的影响和对策[J]. 张旭. 环境卫生工程. 2017(05)
[4]碳纤维发热桥面融雪化冰性能预测模型[J]. 杜宏伟,朱小青,张恺,朱耀庭. 公路交通科技(应用技术版). 2017(10)
[5]碳纤维与电缆加热用于道路融雪对比分析[J]. 符养斌,黄有波,李炎锋,王红艺. 中国科技信息. 2017(Z1)
[6]桥梁用融雪材料的选择[J]. 徐天予. 北方交通. 2016(11)
[7]内置碳纤维发热线融冰技术的现状与发展[J]. 彭余华,鲍梦捷,陈绍辉. 筑路机械与施工机械化. 2016(02)
[8]公路桥梁发热电缆除冰系统试验研究[J]. 张登春,章照宏,袁江雅,袁铜森,李孔清,陈亚洲. 中国安全生产科学技术. 2015(11)
[9]沥青混凝土温度应力影响因素分析[J]. 郭学东,孙明志,韩硕,王振勇,朱凯旋. 公路. 2015(11)
[10]混凝土路面碳纤维发热线融雪化冰研究[J]. 张倩雯,赵艳华,吴智敏. 公路交通科技. 2015(02)
博士论文
[1]西藏高寒地区水泥混凝土路面太阳能融雪（冰）技术研究[D]. 尉学勇.长安大学 2011
[2]布置碳纤维发热线的混凝土路面及桥面融雪化冰试验研究[D]. 赵宏明.大连理工大学 2010
[3]融雪化冰水泥混凝土路面研究[D]. 刘凯.长安大学 2010
[4]冰雪地区橡胶颗粒沥青混合料应用技术的研究[D]. 周纯秀.哈尔滨工业大学 2006
硕士论文
[1]盐冻融作用下沥青混合料性能及破坏机理研究[D]. 刘宝奎.长安大学 2017
[2]超细不锈钢纤维导电混凝土的制备及性能研究[D]. 刘堃.哈尔滨工业大学 2016
[3]内置融雪化冰装置的透水混凝土地面设计研究[D]. 郝如东.大连理工大学 2016
[4]内置碳纤维发热电缆的桥面融冰化雪技术研究[D]. 罗新欣.长安大学 2015
[5]桥梁风效应数值模拟研究[D]. 张学敏.湖南大学 2014
[6]基于加热的寒区公路隧道路面防滑技术的试验研究与数值分析[D]. 宫成兵.长安大学 2012
[7]沥青路面结构温度场与温度应力的数值模拟分析[D]. 王孙富.哈尔滨工业大学 2010
[8]橡胶颗粒除冰雪沥青路面的研究[D]. 张洪伟.长安大学 2009
[9]发热电缆用于路面融雪化冰的技术研究[D]. 武海琴.北京工业大学 2005
本文编号：3354259
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