连续式碳纤维自发热机场道面融雪化冰试验研究
浅谈道路自融雪化冰技术
浅谈道路自融雪化冰技术发布时间：2021-06-29T10:20:09.173Z 来源：《基层建设》2021年第5期作者：栗煜东[导读] 摘要：众所周知，在冬季，道路积雪会引发诸多交通安全问题，冰雪天气的道路除雪工作也屡见不鲜。
天津市政工程设计研究总院有限公司天津 300000摘要：众所周知，在冬季，道路积雪会引发诸多交通安全问题，冰雪天气的道路除雪工作也屡见不鲜。
为此，道路工程专业的学者通过多种方式，如改变路面材料配合比，转换其他能源为热能等，使道路能够达到融雪效果，如今已成为道路交通领域的一个热点课题。
本文系统地总结了目前国内外主要存在的道路自融雪技术，客观详细阐述并分析其融雪机理，为领域内的研究提供参考。
关键词：路面；除雪方法；除雪化冰1 前言进入21世纪，全球平均温度上升，世界范围内的极端灾害天气越来越频繁，恶劣环境下的交通安全性越发重要。
以大连为例，2016年春节期间受大雪天气影响，多数高速公路被迫停用；并且受冰雪影响，机场航班被迫取消。
目前，实际应用中对冰雪路面的大多数处理办法是洒布融雪剂或机械除雪，这样的方法不仅费时，并且需要长时间地阻碍交通；另一方面，融雪剂还会对环境造成破坏。
因此研究自动融雪技术具有重要意义。
本文列举了一些目前较为热门的道路自融雪技术。
2 路面自融雪化冰技术2.1 自应力自融雪路面首先介绍的一种方法是在道路级配中加入具有弹性性能的颗粒，以橡胶颗粒为例，这样能够是道路的变形性能得到改变，具体做法可以分为两种：（1）把破碎的废橡胶颗粒直接加入到沥青混合料制备过程中，使其代替原部分集料成为配合比的一部分，此类沥青混合料弹性得到提升。
目前在日本这种方法得到过应用：（2）沥青混合料中橡胶颗粒的掺量占集料的2%～3%，油石比一般在6%～8%范围内；第二种是镶嵌类铺装方法，是采取特殊的施工工艺，开洞或者刻槽等，将橡胶颗粒材料镶嵌在沥青路面表面。
2.1.1 破冰机理由于橡胶颗粒具有良好的变形和回弹能力，掺入橡胶颗粒后，由于橡胶颗粒与其他集料的变形系数差异很大，在路面受到车辆荷载时，冰层的应变不均匀，在橡胶颗粒周围的冰面会有应力集中产生，即引发冰层破碎。
自发热技术在机场道面融雪化冰中的应用研究
系统初期 投资 为: 购 买喷 洒 车等 相关 车 辆约 30 万元, 修建盐池等基础设施约 5 万元, 共约 35万元。 ( 3 ) 利 用喷 气吹 雪车 进 行融 雪化 冰, 根 据 实际 工程应用了解到, 在冬天使用喷气吹雪车进 行一次融 雪化冰所需的费用 为: S3 = 5 万 元。系统 初期投 资购 买喷气吹雪车约 40 万元。 整理以上计算结 果如表 1。由表 1 看出, 采 用自 发热技术融雪化冰系统的初期投资最小, 每 次融雪的 运行费用高于 融雪 剂法, 但比 喷气 吹雪车 法低 很多, 更重要的是自发热技术避免了融雪剂和喷气 吹雪车对 机 场道面以 及周边 生态环境 造成的 危害和经 济损失。 采用自发热技术对机场道面进行融雪化冰具 有较高的 经济效益。
路 基 工 程 80
Subgrade Eng ineering
2011 年第 1 期 ( 总第 154 期 )
分, 作为评价综合效果好坏的依据。计算公式为
n
F = m ax
Fi
i= 1
xi +
n
式中 F i 为第 i项指 标的得分, i = 1, 2, , n为 评价指标的数目; x i 为每项指标根据它的重 要性质所 xn ( 1) 规定的权数。 根据加乘混合法得到的综合评价结果如表 2。
由表 2看 出, 自发热 技术 的综合 评价 结果 最高, 是机场道面进行融雪化冰的最佳方案。 4 结论 本 文介 绍 了目 前常 用的 融 雪化 冰方 法 及其 优缺 点, 对自发热技术融雪化冰的工作原理 进行分析, 以 新疆且末机场为例, 将自发热技术法与融雪 剂法和喷 气吹雪车法进行综合评价。结果证明, 采用 自发热技 术对机场道面进行融雪化冰具有较高的经济 和社会效 益, 自发热技术是机场道面融雪化冰的最佳方案。
碳纤维导电混凝土道面机场除冰雪的应用研究
普通混凝土无论是处于潮湿或干燥 状态 ，都不 具 有 良好 的导 电性 能 （ 普通混凝土在 干燥状 态下的电阻
率 在 １ ～ ｌ ・ｍ；潮 湿 状 态 下 达 到 ｌ ～ １ ０ ０ｎ ０ ０
Ｑ ・ 。有研究表 明 ：导 电水泥混凝土及导 电高分 子 ｍ）
雪 机械受季节影响较强 ，使用频率低 ，一年 中大部 分
摘 要 ：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 。
度差 的作用下会对道 面产 生温度应力 开裂等缺点。
２ 导 电 混 凝 土 制 备 基 本 原 理
２ ０个航班返 航 或备 降 其他 机场 ，３ ０ ０００余 名旅 客 行
程受到影响 。我 国东北 、西北高原 的许多机场 ，如果
不能及时清除道面上 的积雪 ，将会威 胁飞行安全 和正
常训练 。
法是利用盐降低冰 的融点 ，使冰融化 。它具有材料 来 源广泛 、价格便宜 、化冰雪效果好等 特点 ，因而得 到 了普遍应用 。但撒盐也给混凝土道面结 构和环境带 来 了许多负面效应一道面剥蚀破坏 、环 境污染 、纤维 材 料 的腐蚀 等问题 。热融雪法是采用能 产生高温 热流的 设备使冰雪融化 。该法效率低 、操作 费用高 ，且 在温
（ ） 融雪 法又 包括 化 学物 法 和热 融 雪法 。化 学 ２ 物法主要是对机械法除完雪后 的道面上所残 留的结 晶 冰 ，通 过喷撤盐 （ ａ １ ａ １）来 进 一 步除 冰 。此 Ｎ Ｃ ，Ｃ Ｃ，
自发热机场沥青混凝土道面融雪化冰试验研究
（ ．Ｓ ａ ｘ Ｒ ｉ ａ ｎｉｅｒ ｇＩｓ ｔｔ， ｉａ ０ ０， ｈｎ ｉ，Ｃ ｉａ １ ｈｎ ｉ ａ ｗ ｙＥ ｇｎｅｉ ｎｔｕｅ Ｗｅｎ ｎ７ ４ ０ Ｓ ａ ｘ ｌ ｎ ｉ １ ｈｎ ；
０ 引 言
文献标 志码 ：Ａ
文章编号 ：１０ ８ ２ （０ ０ ０ ０ ８ ０ ０３— ８ ５ ２ １ ）４— １４— ３ 的 网格型导电体 铺 装其 上 （ 网格 间距 为 ８ｃ ｍ）如 图１ ，然后再摊铺第二层 ５ｃ 的沥青混合料并压实成 ｍ 形 。试 件的底 面和侧面装 有 ２ｃ ｍ厚 的聚苯 乙烯 泡 沫
・
１４・ ８
路 基 工 程 Ｓｂｒ ｅ ｎｉ ｅｎ ｕｇ ｄ ｇ ｅｒ ｇ ａ Ｅ ｎ ｉ
２热机 场 沥 青 混凝 面融 雪 化 冰试 验 研 究 土道
何 培 ，顾 强康
７ ０３ ） １０ ８ （ 空军工程大学工程学院 ，西安
摘
要 ：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 （ 始温 初
度 为 一１ ０℃ 、 导体 控 制 温度 为 ５ ＝ ０ｃ 、设 置 和 不 设 置 隔热 层 ） Ｉ ，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 。 关键词 ：机 场 ；自发热 ；沥青道 面；隔热层 ；化 冰；融 雪；有限元 中图分类号 ：Ｕ １． １ ４ ６ ２７
ｃ ｍｐ ｃｉｎ ｉ １ ２ ｗｈ ｎ ｐ ｌ ｉｔｎ ｅ ｉ １ ０ ａ ｄ ｔ ａ ｈ ｅ ｒ ｇ ｃ ｐ ｃｔ ｆ ｃ ｍｐ ｓｔ ｏ ｎ ａｉｎ ｏ ａ ｔ ｓ ． ５Ｄ ｅ ｉ ｄｓａ ｃ ｓ ． ５ ｍ ｎ ｈ ｔ ｔｅ ｂ ａ ｎ ａ ａ ｉ ｏ ｏ ｏ ｉ ｆｕ ｄ ｔ ｏ ｅ ｉ ｙ ｅ ｏ
融雪化冰用碳纤维导电混凝土的研制及应用研究
融雪化冰用碳纤维导电混凝土的研制及应用研究摘要：本文首先阐述了常用方法及表面温度的监测方法，接着分析了碳纤维混凝土导电性能，最后对智能控制过程的实现进行了探讨。
关键词：导电混凝土；碳纤维；电阻率；融雪化冰引言：混凝土路面由于具有强度高，耐久性好，造价低等优点在我国广泛应用。
我国北方大部分地区冬季温度低，常有降雪，混凝土路面上大量的冰冻积雪给车辆造成了一定的行驶障碍，因此，路面的快速除冰化雪具有重要意义。
目前，有关路面融雪化冰技术已经开展了很多研究，并且取得了一定的研究成果，但实际应用效果并不是很理想，达不到预期结果，有些甚至只是理论上的成熟，不具备工程实用的条件。
1常用方法探讨常用的路面融雪化冰技术有人工机械法，化学融化法，热力学融化法以及导电混凝土法等。
人工或者机械的方法起初得到过不少使用，但随着交通运输任务的大量增加，由于效率低下不再适应；机械法，速度相对较快，但是却容易破坏路面，并且机械投资大，闲置损耗大。
此外，如果环境温度太低，冰层较厚，由于道面和冰块间粘结力增大，机械和人工并不能彻底的清除冰块等。
化学融化法是在路面上铺撒一些化学物质，依此来降低水的冰点，使冰雪快速融化。
此类方法目前比较常见的就是撒盐融化技术，采用该方法材料来源比较容易，并且比较廉价，融雪破冰效果良好，但是由于盐的化学属性容易腐蚀路面，一定程度上影响了道面的使用质量。
尽管此方法目前在路面上比较常用，但是由于上述的一些缺点致使相关部门对此不是很满意，所以出现更好的方法代替化学溶化法势在必行。
热力学融化法是采用加热的方法使冰雪融化，目前出现的此类方法有地热管法、流体加热法、电热丝法、红外线管加热法等。
这些方法都普遍存在这样或那样的问题，如地热管安装复杂，影响道面，流体加热法需要热水源，实施起来麻烦，电热丝容易被拔出，红外线管升温比较迟缓等。
所以这些方法也都不能有效的解决混凝土道面融雪化冰地问题。
导电混凝土法基本原理是在普通混凝土中添加某些导电材料使混凝土变成具有良好导电性能的导电体，当联通电源后，混凝土发生能量转换产生热量融化冰雪。
碳纤维加热丝在沥青路面中的发热特性研究
碳纤维加热丝在沥青路面中的发热特性研究摘要碳纤维加热丝作为路面融冰加热元件具有较好的应用前景，研究分析了碳纤维加热丝间距，环境温度和风速三个因素对碳纤维加热丝的加热效果影响。
研究结果表明：随着加热丝间距减小，路表升温速度增加，减小加热丝间距有利于提高路面加热效率，进而增加融冰效率。
但是较小的加热丝间距会降低路面结构强度和耐久性,间距对路面性能的影响还需进一步研究。
评价环境温度分别为-3℃、-6℃和-9℃时的碳纤维加热效果，发现不同的外部环境对碳纤维加热丝的加热效果影响不显著。
风速越大，路表热量散失越快，碳纤维加热丝加热效果越差。
因而，在融冰路面设计时，应充分考虑风速的影响。
关键词：融冰路面；碳纤维；环境影响1.背景冬季道路上的冰雪严重影响着道路的畅通和行车的安全，相关领域学者对此做了大量的研究，目前的除冰方法主要可以分为主动融冰和被动融冰技术，其中主动融冰技术主要有微波加热法、缓释融冰剂法和电热法[1]。
樊振阳认为随含水量升高路表吸波升温速率有所降低，路面表层结构较分层式薄层结构具有更加高效的融冰效率，微波加热法的应用受环境影响较大[2]。
邓爽发现NaCl-火山灰缓释材料掺量为菱镁水泥质量的10%时,菱镁水泥蓄盐集料的浸水电导率随时间变化缓慢,具有较好的缓释性能，但是沥青混合料的浸水马歇尔残留稳定度随其掺量的增加而降低[3]。
陈华斌研究了导电沥青混凝土结构层的均匀性导电措施,提出了适合的保证导电沥青混凝土结构层均匀性导电的现场处置方法，但是存在沥青混凝土结构层摊铺过程中导电线易发生破坏的问题[4].碳纤维作为路面加热元件具有施工方便、加热效率高等优点。
华学翰设计了应用石墨烯薄膜的自生热沥青路面，并分析了自生热沥青路面融冰过程中的温度影响状态分析[5]。
杨畅针对路面内置式碳纤维发热丝融雪化冰的具体情况,建立路基结构的热力学模型和有限元分析模型,采用瞬态热分析方法,计算出路基内部温度场分布情况[6]。
道路工程碳纤维电缆加热法融雪化冰应用技术标准
道路工程碳纤维电缆加热法融雪化冰应用技术标准
道路工程碳纤维电缆加热法融雪化冰应用技术标准如下：
1. 路面加热系统应采用电阻发热装置或装有热流体的管道埋设于路面，利用传导到路表面的热量融雪化冰。
2. 发热电缆的构造是以电力为能源，利用金属丝或合金电阻丝进行通电发热，来达到加热或者保温的效果。
3. 碳纤维电热线供暖系统的高热转换率以及辐射供暖的均热性，保证了路面的积雪能够及时融化。
4. 上下两层的高标号混凝土，能够保证路面所需的强度。
5. 将碳纤维电热线预先固定在钢丝网上，待下面层10cm厚的高标号混凝
土摊铺后，及时将电热线敷设其上，紧接着打打8cm厚的高标号混凝土，
整个过程保证在24小时内，这样保证了中下面层成为一个整体，将电热线
紧紧包裹在混凝土内，防止了车辆紧急刹车时，由于剪力对电热线带来的破坏。
6. 智能的温控系统，保证了路面所需的温度，避免了大温差的出现，防止过热过冷造成的路面开裂现象。
7. 定制防水接线盒的应用，增强了电热线采暖系统的安全防护性能。
8. 控制方式及策略：结合高速公路的实际情况，拟采用的控制方式有两种：手动控制和智能控制。
9. 手动控制需要随时启动，即：降雪开始前30分钟时，手动打开控制箱，启动加热电缆。
以上内容仅供参考，建议查阅技术标准获取准确信息。
同时请注意，道路工程涉及融雪化冰的技术和设备需符合相关国家和行业标准，并确保安全、环保、节能。
高速公路碳纤维融冰化雪技术控制系统研究
高速公路碳纤维融冰化雪技术控制系统研究第一章：引言（200字左右）随着我国交通网络不断发展，高速公路建设已成为我国经济社会发展中不可缺少的重要部分。
然而，高速公路在寒冷的冬季容易受到雪、冰、霜等自然气候影响，给车辆行驶带来风险和不便。
因此，通过采用碳纤维融冰化雪技术控制系统来对高速公路进行融雪除冰，是一种节能、环保的可持续发展的解决方案。
第二章：相关研究综述（400字左右）目前，国内外研究机构和企业已经开发出许多针对融雪除冰的技术和产品。
其中，微生物法、电热融雪、化学除雪剂、高压水喷雪等方法都具有很强的实用性和经济性，但依然存在一些缺陷，如高成本、对环境的污染等。
相比之下，碳纤维融冰化雪技术控制系统具有节能、环保的优越性。
该技术仅需在高速公路地下埋设一定数量的碳纤维加热电缆，经控制系统的智能调节和控制，可对路面冰雪进行融化。
此外，对比传统方法，碳纤维融冰化雪技术更加稳定、安全。
第三章：高速公路碳纤维融冰化雪技术控制系统的构成及原理（400字左右）高速公路碳纤维融冰化雪技术控制系统主要由碳纤维加热电缆、温度控制仪、数据采集仪、控制中心四个部分组成。
碳纤维加热电缆被直接埋设在高速公路路面下，通过控制和调节，可以对路面进行加热，从而达到对冰雪的融化。
温度控制仪则用于监测路面温度和控制电缆加热功率，数据采集仪则将监测到的数据进行采集和传输，最终通过控制中心对系统进行智能调节和控制。
第四章：高速公路碳纤维融冰化雪技术控制系统的优势与应用（400字左右）高速公路碳纤维融冰化雪技术控制系统具有以下优势：1. 节能环保采用碳纤维加热电缆进行融雪除冰，避免了传统方法所带来的燃料消耗和对环境的污染。
2.成本低廉低耗能设备的使用及后期维护费用较低，逐渐降低高速公路运行成本。
3.稳定效果碳纤维融冰化雪技术控制系统经过数次实践取得了很好的效果，其融雪除冰的稳定性和高效性得到了很好的验证。
因此，应用于高速公路融雪除冰是十分可行的。
《2024年导热沥青混凝土路面太阳能集热及融雪化冰研究》范文
《导热沥青混凝土路面太阳能集热及融雪化冰研究》篇一一、引言随着全球气候变化，极端天气频发，冰雪天气成为影响交通的重要难题。
而与此同时，太阳能作为一种清洁可再生的能源，其利用与节能减排的需求紧密相连。
在此背景下，将太阳能集热技术与导热沥青混凝土路面相结合，不仅可以实现道路融雪化冰，同时能提升路面的安全性能与可持续性。
本研究主要针对这一应用场景进行实验分析与理论研究，以揭示其在实现城市道路可持续发展与维护道路安全运行方面所发挥的重要作用。
二、太阳能集热与导热沥青混凝土原理概述太阳能集热主要通过特殊装置收集并转换太阳辐射为热能，而在道路工程中，导热沥青混凝土则是通过优化沥青混凝土的导热性能，使热量在路面内部传导更为迅速有效。
通过将两者结合，可以形成一种高效、环保的融雪化冰系统。
三、实验设计与方法本研究采用实验室模拟与实地测试相结合的方式，对导热沥青混凝土路面的太阳能集热及融雪化冰性能进行研究。
首先，在实验室中对不同配比的导热沥青混凝土进行性能测试，分析其导热性能、抗冻性能等关键指标；其次，在实地环境中，通过模拟不同气候条件下的冰雪天气，测试太阳能集热系统与导热沥青混凝土路面的协同作用效果；最后，结合理论分析与实验数据，评估该系统的长期性能与经济效益。
四、实验结果分析实验结果显示，导热沥青混凝土具有良好的导热性能和抗冻性能，能在冰雪天气中快速传导热量并有效融化积雪。
同时，太阳能集热系统在日照充足的情况下，能有效地为路面提供额外的热量，进一步提高融雪化冰的效率。
此外，该系统在长期使用过程中表现稳定，具有较好的经济效益和环境效益。
五、研究意义及前景本研究为解决冰雪天气下道路安全提供了新的解决方案。
通过将太阳能集热技术与导热沥青混凝土路面相结合，不仅可以实现道路融雪化冰，还能有效利用太阳能资源，降低能耗。
同时，该系统具有良好的环境适应性，可广泛应用于城市道路、高速公路等场景。
此外，该研究还有助于推动道路工程领域的技术创新和可持续发展。
《2024年导热沥青混凝土路面太阳能集热及融雪化冰研究》范文
《导热沥青混凝土路面太阳能集热及融雪化冰研究》篇一一、引言随着全球气候变化，极端天气事件频繁发生，冰雪天气给交通出行带来了诸多不便。
为应对这一问题，研究开发高效、环保的融雪化冰技术成为当务之急。
其中，导热沥青混凝土路面太阳能集热及融雪化冰技术因其独特优势，成为了近年来的研究热点。
本文旨在探讨该技术的原理、应用及未来发展趋势。
二、导热沥青混凝土路面的基本原理导热沥青混凝土路面是一种新型的路面材料，其基本原理是通过在沥青混凝土中添加导热性能良好的材料，如石墨、碳纤维等，以提高路面的导热性能。
这样，在太阳辐射的作用下，路面能够更好地吸收太阳能，并将其转化为热能，从而提高路面的温度。
三、太阳能集热技术的应用太阳能集热技术是利用太阳能将热量传递给路面，从而提高路面的温度。
在导热沥青混凝土路面上应用太阳能集热技术，可以有效地提高路面的温度，加速冰雪的融化。
此外，通过合理设计太阳能集热系统，还可以实现能量的储存和利用，提高能源利用效率。
四、融雪化冰效果分析导热沥青混凝土路面太阳能集热及融雪化冰技术具有显著的融雪化冰效果。
在冰雪天气中，该技术能够快速提高路面温度，使冰雪迅速融化。
同时，融化的水分可以迅速通过路面的排水系统排出，避免积水对交通造成的影响。
此外，该技术还能有效降低因冰雪天气导致的交通事故发生率，提高道路交通安全。
五、实验研究及结果分析为验证导热沥青混凝土路面太阳能集热及融雪化冰技术的有效性，我们进行了实验研究。
实验结果表明，在相同的气候条件下，采用该技术的路面温度明显高于普通路面，冰雪融化速度更快。
同时，该技术还具有较好的耐久性和环保性能，能够满足长期使用的需求。
六、技术应用及前景展望导热沥青混凝土路面太阳能集热及融雪化冰技术具有广泛的应用前景。
在未来，该技术将进一步优化和完善，提高能源利用效率和融雪化冰效果。
同时，随着人们对环保和可持续发展的重视程度不断提高，该技术将在城市道路、高速公路、机场等领域得到广泛应用。
机场道路碳纤维电热法融雪化冰试验与数值模拟
第38卷第2期2021年4月Vol.38No.2Apr.2021土木工程与管理学报Journal of Civil Engineering and Management机场道路碳纤维电热法融雪化冰试验与数值模拟黄彩萍，余浩，谭燕，游文峰(湖北工业大学土木建筑与环境学院，湖北武汉430068)摘要：本文为研究机场道路内置单、双层碳纤维发热线的热传导性能，在恒温试验室内制作了道路内置双层碳纤维发热线模型并进行了热传导试验和融冰试验,将热传导试验结果与机场道路内置单层碳纤维发热线模型的热传导试验结果进行对比,研究发现经过加热后内置双层碳纤维发热线模型表面的最高温度达到4.4兀,比单层高出3.2兀，平均温升速率是单层的1.47倍;融冰试验结果表明内置双层碳纤维发热线模型具有良好融雪化冰能力;再利用ANSYS有限元分析软件对机场道路内置单、双层碳纤维发热线的热传导性能进行数值分析，对比分析机场道路内置、双层碳纤维发热线热传导试验结果和有限元分析结果，得到了一种准确的机场道路内置碳纤维发热线传热性能的数值模拟方法;通过试验研究和数值分析,得到了在相同条件下机场道路内置单、双层碳纤维发热线模型各自的温升效果和优缺点,研究结果为机场道路应用碳纤维发热线进行融雪化冰提供了参考。
关键词：机场道路；发热电缆；热传导；数值模拟中图分类号：U421.4文献标识码：A文章编号：2095-0985(2021)02-0119-07Experiment and Numerical Simulation of Snow and Ice Meltingby Arranging Carbon Fiber Hot-lines on Airport RoadHUANG Caiping,YU Hao,TAN Van,YOU Wenfeng(School of Civil Architecture and Environment,Hubei University of Technology,Wuhan430068,China) Abstract:In order to study the heat conduction performance of the single-and double-layer carbon fiber hot wires on airport road,the model of the double carbon fiber hot wire on the road is made and the heat conduction test is carried out in the constant temperature laboratory.A double-layer carbon fiber heating wire model is made in the constant temperature laboratory,and the heat conduction test and ice melting test are carried out.The results of heat conduction test are compared with that of single-layer carbon fiber heating wire model in airport road.The results show that the highest surface temperature of the model is4.4兀,3.2兀higher than that of the single layer；and the average temperature rise rate is1.47times of that of the single layer.The ice melting test results show that the built-in double-layer carbon fiber heating wire model has good snow melting and ice melting ability.Then,we use ANSYS software to analyze the thermal conductivity performance about single and double carbon fiber hot-wires on airport road and acquire an accurate numerical simulation method of heat transfer performance of carbon fiber hot-wires on airport road by comparing the results of thermal conductivity test and finite element analysis.Through the experimental research and numerical analysis, the effect of temperature rising,advantages and disadvantages of the single-and double-layer carbon fiber heat-lines models are obtained under the same conditions.The research results provide a reference for the application of carbon fiber hot-wires in snow and ice melting of airport road.Key words:airport road;heating cable;heat conduction；numerical simulation收稿日期：2020-05-08修回日期：2020-08-28作者简介：黄彩萍（1983—），女，湖北武汉人，博士，讲师，研究方向为组合结构和损伤识别（Email：****************）基金项目：国家自然科学基金（51708188）・120・土木工程与管理学报2021年冬季机场道路受天气影响经常会积雪结冰，导致机场运营受阻。
一种碳纤维发热路面融雪系统的制作方法
一种碳纤维发热路面融雪系统的制作方法1.引言1.1 概述概述随着城市化进程的快速发展和人们对交通安全的要求日益增加，冬季的路面结冰和积雪已成为一个严重的问题。
这不仅影响到道路的通行能力，还给行车安全带来了巨大的隐患。
为解决这一问题，研究人员提出了一种碳纤维发热路面融雪系统。
这种系统利用碳纤维的导电性和发热性能，通过将发热元件嵌入道路结构中，实现路面融雪的效果。
本文旨在介绍一种碳纤维发热路面融雪系统的制作方法。
通过对系统的原理和优势进行阐述，以及对制作方法步骤和要点的详细解析，旨在为读者提供一个全面的了解和应用指南。
在本文的引言部分，将从概述、文章结构和目的三个方面对整篇文章进行介绍。
首先，我们将简要介绍该发热路面融雪系统的概述，说明其所解决的问题以及其原理和优势。
接着，我们将介绍文章的结构，包括各个章节展开的内容。
最后，我们将明确本文的目的，即为读者提供了解和掌握该发热路面融雪系统制作方法的指导。
通过本文的阐述，读者将能够了解该碳纤维发热路面融雪系统的原理和优势，并且掌握其制作方法的步骤和要点。
同时，本文还将对该系统的未来发展进行展望，为相关研究人员提供一些建议和思路。
接下来的正文部分将详细介绍碳纤维发热路面融雪系统的原理和优势，以及制作方法的步骤和要点。
最后，通过结论部分对本文进行总结，并展望了该系统的未来发展，以期为解决道路积雪和结冰问题提供新的思路和方法。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下几个方面：1. 研究背景：简要介绍碳纤维发热路面融雪系统的背景和研究现状。
可以描述碳纤维发热技术在路面融雪领域的应用前景，以及传统路面融雪方法存在的问题和局限性。
2. 相关研究概述：综述已有的关于碳纤维发热路面融雪系统制作方法的研究成果和技术进展。
可以介绍不同研究团队的方法和实验结果，并分析不同方法的优缺点。
3. 本文的创新点：阐述本文研究工作的创新点和研究目标。
可以描述本文采用的新型材料、新工艺或者改进的设计方案，以及预期的优势和应用价值。
《2024年导热沥青混凝土路面太阳能集热及融雪化冰研究》范文
《导热沥青混凝土路面太阳能集热及融雪化冰研究》篇一一、引言随着全球气候变化和城市化进程的加速，城市道路的融雪化冰问题以及能源的可持续利用成为了重要的研究课题。
传统的融雪化冰方法多采用热力或机械方式，不仅能耗高，而且对环境产生一定的污染。
因此，结合当前科技发展趋势，本文提出了一种新型的导热沥青混凝土路面太阳能集热及融雪化冰技术，旨在实现节能减排、绿色环保的交通环境。
二、导热沥青混凝土路面的特点导热沥青混凝土路面作为一种新型的路面材料，具有优异的导热性能和力学性能。
其通过在沥青混凝土中添加特殊的导热材料，如石墨、碳纤维等，提高了路面的导热性能，使得太阳能能够更好地被吸收并转化为热能。
同时，其力学性能也得到了显著提升，使得路面具有更好的耐久性和承载能力。
三、太阳能集热原理及应用太阳能集热是利用导热沥青混凝土路面的特性，将太阳能转化为热能的过程。
当太阳光照射到路面上时，导热沥青混凝土能够有效地吸收太阳能，并将其转化为热能。
这些热量通过路面材料传导到地下或通过特殊装置收集并储存起来，用于融雪化冰和供暖等。
太阳能集热的应用不仅降低了能耗，还减少了传统融雪化冰方法对环境的影响。
同时，通过合理设计太阳能集热系统，还可以实现能量的储存和利用，提高能源的利用效率。
四、融雪化冰技术及效果导热沥青混凝土路面的融雪化冰技术主要依靠其优异的导热性能和太阳能集热系统。
在寒冷的冬季，当路面出现积雪或结冰时，通过太阳能集热系统将热量传导到路面，使路面温度升高，从而达到融雪化冰的效果。
实际应用中，融雪化冰技术的效果显著。
在同等气象条件下，采用导热沥青混凝土路面的路段相比传统路面，融雪化冰的速度更快、效果更好。
这不仅提高了道路的安全性，还降低了因道路结冰而引发的交通事故。
五、环境保护及可持续发展导热沥青混凝土路面太阳能集热及融雪化冰技术的应用，不仅提高了能源的利用效率，还对环境保护和可持续发展具有重要意义。
首先，通过太阳能集热系统，减少了传统能源的消耗，降低了碳排放量。
碳纤维发热线用于路面融雪化冰的技术研究的开题报告
碳纤维发热线用于路面融雪化冰的技术研究的开题报告一、选题背景北方地区在冬季，大部分时间都处于零下温度，地面结冰或积雪，给出行和生活带来极大的不便和危险。
目前，解决雪天交通和行人出行安全问题的传统办法是人工撒盐或清雪，但这些方法成本较高，且并不适用于大面积的道路和广场。
因此，急需开发一种能够快速、高效地融雪、化冰的新型技术。
二、研究意义近年来，碳纤维发热线作为一种新型加热元器件被广泛应用于加热地板、暖手宝、汽车座椅等领域，具有能耗低、寿命长、速度快等优点。
而将碳纤维发热线应用于路面融雪化冰上，同样具有很大的发展潜力。
本研究旨在探究碳纤维发热线融雪化冰的热效应、加热时间和成本效益等方面的特点和优势，为实现道路融雪化冰提供新思路和技术支持。
三、研究内容本研究将围绕碳纤维发热线在路面融雪化冰方面的应用进行深入的技术研究。
主要内容包括以下几个方面：1.碳纤维发热线的基础原理和加热机理分析。
2.开展实验研究，通过对比碳纤维发热线和传统的融雪化冰方法的加热时间、能耗以及融雪效率等方面的对比，验证其可行性和优势。
3.根据实验结果，建立碳纤维发热线在不同路况下的加热模型，并对其进行优化改进。
4.开展成本效益分析，探讨碳纤维发热线融雪化冰的市场需求和应用前景。
四、预期成果本研究预期可以达到以下几个方面的成果：1.掌握碳纤维发热线的基础原理和加热机理，对其在路面融雪化冰方面的应用具有较为详细的理解。
2.通过实验对比，验证出碳纤维发热线融雪化冰的加热时间快、能耗低、融雪效果好的优势。
3.建立了碳纤维发热线在不同路况下的加热模型，并提出了优化改进的建议。
4.初步探讨了碳纤维发热线融雪化冰的市场需求和应用前景。
五、研究计划本研究将分三个阶段进行：1.文献查阅，分析碳纤维发热线的基础原理和加热机理，制定实验计划，确定实验方法和参数。
预计用时2周。
2.开展实验研究，通过对比碳纤维发热线和传统的融雪化冰方法的加热时间、能耗以及融雪效率等方面的对比。
碳纤维发热桥面融雪化冰性能预测模型
碳纤维发热桥面融雪化冰性能预测模型
杜宏伟;朱小青;张恺;朱耀庭
【期刊名称】《公路交通科技·应用技术版》
【年(卷),期】2017(013)010
【摘要】采用内置碳纤维发热线加热方法进行桥面融雪化冰室内试验,并构建内置碳纤维发热线桥面有限元模型对融雪化冰过程进行数值模拟.结果表明:碳纤维发热线布设方式和外界环境均对桥面铺装融雪化冰效率造成一定程度的影响,其中发热线布设间距、环境温度和风速对融雪化冰效率影响较大;通过模拟结果与室内试验结果对比分析验证,建立的有限元模型能够准确地预测碳纤维发热桥面融雪化冰性能.
【总页数】4页(P183-186)
【作者】杜宏伟;朱小青;张恺;朱耀庭
【作者单位】南昌市公路管理局,江西南昌330077;南昌市公路管理局,江西南昌330077;江西省交通科学研究院,江西南昌330200;江西省交通科学研究院,江西南昌330200
【正文语种】中文
【中图分类】U416.2
【相关文献】
1.连续式碳纤维自发热机场道面融雪化冰试验研究
2.集料掺量对融雪化冰用碳纤维导电混凝土性能的影响
3.碳纤维发热线布置于路面融雪化冰间距研究
4.桥面碳纤维发热融雪化冰系统影响因素分析
5.融雪化冰用碳纤维混凝土的导电性能研究
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基于碳纤维发热电缆融雪化冰路面的有限元分析
基于碳纤维发热电缆融雪化冰路面的有限元分析作者：李科路建强和星杨勇来源：《科技资讯》2021年第19期摘要：為减少隧道洞口处因积雪结冰而引发的交通事故，使用有限元软件ABAQUS建立三维温度场模型，分析碳纤维发热电缆不同铺设间距、功率对隧道洞口处路面融雪化冰的影响，研究了表面温度与铺装功率、环境温度之间的关系并进行拟合。
结果表明：碳纤维发热电缆铺设间距越小、发热功率越大，融雪化冰效果越好，为保证较快的升温速度，铺设间距宜定为10 cm，铺设功率宜定为400 W/m2。
关键词：碳纤维发热电缆融雪化冰铺设间距铺设功率有限元分析中图分类号：TU528.041 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2021）07（a）-0050-04Abstract： In order to reduce the traffic accidents caused by snow and ice at the tunnel entrance， a three-dimensional temperature field model was established by using the finite element software ABAQUS. The influence of different laying spacing and power of carbon fiber heating cable on snow melting and ice melting at the tunnel entrance was analyzed， and the relationship between surface temperature and pavement power and environmental temperature was studied and fitted. The results show that the smaller the laying distance and the larger the heating power of carbon fiber heating cable， the better the effect of snow melting and ice melting. In order to ensure a faster heating rate， the laying distance should be 10 cm and the laying power should be 400 W/m2.KeyWords： Carbon fiber heating cable; snow melting and ice melting; Laying spacing; Laying power; Finite element analysis在冬季，受冰雪天气的影响，路面与轮胎间的摩擦系数减小，导致交通事故成倍增长，且其常发生在隧道出入口、弯道以及桥面等处[1-2]，如何及时清除冰雪，已成为交通管理部门的重要工作。
机场道面地热融雪化冰系统研发
机场道面地热融雪化冰系统研发摘要：我国北方地区的机场进入冬季跑道结冰问题极为严重。
跑道冰冻，道面摩擦力大幅下降，飞机起降危险性大大提升。
每年都会出现由于机场跑道冰冻导致飞机无法正常起降而造成的航班延误和旅客滞留事件，因此大幅度提高跑道除冰融雪的效率是解决该问题的关键。
为此本文构思了一种通过在机场道面下通热水并将热量传递到机场道面表面，从而赋予跑道温度，进行融雪化冰的系统，并通过五部分的内容来详细阐述该系统的设计原理和相关细节。
新的除冰雪系统具有效率高、污染小、操作简便和工作量小的优点，具有很好的经济和发展前景。
关键词：地热、机场道面、融雪化冰、发展前景Research and development of airport road surface geothermal melting ice systemFan Hua-ming1, Peng Jing1, Cheng Hao2, Li Ruo-jing2, Liao Qing-song2(Airport College,Civil Aviation University of China,TianJin ,300300,China)Abstract:It is extremely serious that the airport of our country, especially the northern region, enters the winter runway.The runway is frozen, the friction of the road surface is greatly reduced, and the risk of takeoff and landing is greatly improved.Appear every year due to the airport runway frozen planes cannot normal landing caused by flight delays and stranded events, thus greatly improve the efficiency of the runway de-icing snow melting is the key to solve the problem.This paper constructed a kind of hot water under the airport pavement passed and the heat transfer to the airport pavement surface, temperature, thus giving the runway de-icingdeicing system, and through the five parts to elaborate on the content of the design principle of the system and relevant details.The new snow and ice system has the advantages of high efficiency, small pollution, simple operation and small workload, and has good economic and development prospects.Keywords:Geothermal, Airport road surface, Snowmelt ice, Prospect evaluation.一、研究背景我国拥有960万平方公里的领土面积，横跨多种气候地域，其中南北两端横跨纬度五十，因此地理位置是导致我国大部分省市的机场要常年面临冰冻问题的直接因素之一。
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摘 要 ：为 研 究布 置 连 续 式碳 纤 维 线 的 自发 热机 场 混 凝 土 道 面的 融 雪 化 冰 规 律 ， 制 作 了 内设 ６ Ｋ、 １ ２ Ｋ、 ２ ４ Ｋ发 热 线 的 水 泥 混
凝土板 ， 展 开不 同功率 、 不同厚度 等条件 下的室外融雪化冰试验 ， 并进行 了机理分析 。结果表 明， ①在 板 内设 置 隔热层可 以减 少混凝 土板 的蓄热量 ， 提 高融 雪化冰的效率 ； ② 输入功率和冰雪厚是 决定 融雪时 间以及耗 电量 的主要 因素 ， 一 定 范围 内， 功率 每增加 ５ ０ Ｗ／ ｍ ， 化 雪时间缩短 １ ． １ ４ ｈ ， 节省 电量 ０ ． ２ ５ ｋ Ｗ・ ｈ ／ ｍ ， 雪厚 每增加 １ ｃ ｍ， 化 雪时间延 长 ０ ． ６ ９ ｈ ， 耗 电量增加 ０ ． ３ ５ ｋ Ｗ・ ｈ ／ ｍ ； ③ 对道 面进行提前预热 不仅 可以避免道 面积 雪 ， 而且通过采 用间歇 式供 电可以节约能耗 。
碳纤 维发 热线 是一 种具 有加 热迅 速 、 热 导率 高 、 质量 轻 、 体积 小 、 力 学性 能 优 良 、 价 格相 对 低廉 等 优 点 的新 型 发热 材 料 ， 在依 靠 能 源 转 换 实 现融 雪 化
率不 小 于 ７ ９ ４ Ｗ／ ｍ ， 使混凝土路表面升温至 ５ ｃ ｃ融
关 键 词 ：碳 纤 维发 热 线 ； 自发 热 ；机 场道 面 ；融 雪 化 冰
中 图分 类 号 ：Ｔ Ｂ ３ ３ ２ ： Ｔ Ｕ ５ ２ ８ ． ５ ７ ２
文 献 标 识 码 ：Ａ
文章编号 ：１ ０ ０ ３ － ０ ９ ９ ９ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ９ — ０ ｏ ６ ４ — ０ ６
１ 融 雪化 冰 传 热 机 理
根 据能 量守 恒定 律 ， 发 热 线 通 电 产 生 的热 量 应
等 于混凝 土 板升 温 的蓄热量 Ｑ ｃ、 冰雪 融化 消耗 的 热 量Ｏ ｉ （ ｏ ｒ Ｑ ｓ ）以及热 量损 失 三 者之 和 ， 其 关 系 可 表 示 如下 ：
Ｐ Ａ ｔ ＝Ｑ ｃ＋Ｑ ｉ （ ｏ ｒ Ｑ ｓ ）＋Ｑ ｚ
其 中： Ｑ ｃ＝Ｍｃ・ Ｃ ｃ・ △７ １ ｃ
Ｏ ｓ ＝Ｍｓ・ Ｃ ｓ‘ △７ １ ｓ＋ｑ ｓ 。 Ｍｓ Ｑ ｉ ＝Ｍｉ ・ Ｃ ｉ・ Ａ Ｔ ｉ ＋ｑ ｉ ・ Ｍｉ Ｑ ｌ ＝Ｏ ｖ＋Ｑ ｒ ＋Ｑ ｅ…
目前 世界 上最 大 的太 阳能集 热 的路 桥 专用 融 雪化 冰 试验 系统 ¨ 。顾 强康 等 ＿ １ 提 出在 机 场 道 面 中铺 装
连 续 式碳 纤 维 自发 热 机 场 道 面 融 雪 化 冰 试 验 研 究
连 续 式 碳 纤 维 自发 热 机 场 道 面 融 雪 化 冰 试 验 研 究
李春 呜 ，许 巍 ，李光元 ，周海忠
（ １ ．空 军 工 程 大 学 机 场 建 筑 工程 系 ，西安 ７ １ ０ ０ ３ ８ ； ２ ．中 国航 空 港 建 设 第 八 工 程 总 队 ，沈 阳 １ １ ０ ０ ２ １ ）
网格 型铝 丝 ， 并 进 行 有 无 隔 热层 对 融 雪 化 冰 影 响 的
Ｐ为 混 凝 土 板 输 入 功 率 ； △ ￡ 为 通 电时间 ； Ｍｃ 、 胍 、 分 别 为混凝 土板 、 雪 和冰 的质量 ； Ｃ ｃ 、 Ｃ ｓ 、 Ｃ ｉ 分 别 为 混凝 土板 、 雪 和冰 的 比热 容 ； ｚ ￣ Ｔ ｃ 、 △ 、 ＡＴ ｉ 分 别
冬季 道 面 的积雪结 冰不 仅会 影 响道 面 的使 用 寿
冰技 术领 域具 有 广 阔前 景 。基 于 此 ， 本 文研 究 了 采 用 连续 布置方 式 的碳纤 维线 自发 热机 场 道 面融 雪化 冰 的影 响 因素及 一般 规律 。
命， 而且 容易 造成 道 面冻滑 ¨ Ｊ ， 引发飞 行事 故 。融 雪 化 冰 已成 为我 国高寒 多雪 地 区冬季 机场 道 面养 护 的
一
项重 要 内容 』 。 目前 ， 国 内机 场 普 遍 采用 由 飞 机
发 动机 改装 的喷气 吹雪车对 积 雪进行 冷 吹 或热 吹 处 理， 但该 方法 存 在 费 用 高 、 配套 机 械人 工 多 的 问题 。
除此之 外 ， 人工 除雪 、 化学 剂 除雪等 传统 的融雪 方 式 也 存在 许 多不足 之处 。 利 用 能源转 换 实现道 面 的 自发 热融 雪 化 冰技 术 成 为 国 内外学 者 的研 究 重 点 之 一 ， 主要 包 括 地 热 管 法 』 、 太 阳 能 蓄 热 法 Ｊ 、 导 电 混 凝 土 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 热 法 ’ 、 发 热 电缆 加 热法 副等 。 以 Ｓ ｐ ｉ ｋ ｅ ｒ 教 授 为 主 的研 究 小 组Ｊ ｐ开展 了地 源 热 泵 技 术 ＇ ｍ 的道 桥 融 雪 理 论 与 实验研 究 。美 国俄 克拉何 马 州立 大学 （ Ｏ Ｓ Ｕ） 建立 了
室 内试验 研究 ； 蔡 浩 田研 制 出具 有 融 雪 功 能 的 电热 混凝 土路 板 ， 提 出在 混凝 土 中铺设 “ 加热 带 ” ＿ ｌ 的思 路； 赵宏 明 、 车广杰 等 ¨ 进 行 了有 关 布 置碳 纤 维
发热 线 的路 面和桥 面 实现融 雪化 冰 的功 率范 围及 其 影 响 因素 的试 验研 究 。
化 冰雪 ， 则总 能量 中 ４ ８ ％用 于混 凝 土板 升 温 ， ３ ７ ％为
为混凝 土板 、 雪和冰的平均升高温度 ； ｑ ｓ 、 ｑ ｉ 分 别 为
雪 和冰融解 热 ； Ｑ ｖ 、 Ｑ ｒ 、 Ｏ ｅ分 别 为 对 流散 热 量 、 辐 射 散热 量 以及水 分蒸 发所 需热 量 。 文献 ［ １ ４ ］ 研 究发 现 ： 假 设 降雪 厚 度 ４ ０ ｍ ｍ， 空气 温 度为 － ２ ５ ￣ Ｃ， 无 风情 况 ， 发 热 线埋 深 ４ ０ ｍ ｍ， 加 载功