电热法用于水泥混凝土路面融雪化冰技术研究

摘要

在冬季，下雪或结冰引发交通事故，对交通造成影响，给人民生活和国民经济造成损失。目前广泛使用的融雪剂化雪方法不仅对路面及设施造成损害，而且破坏环境。因此，迫切需要寻求一种新型的融雪化冰方法。
　　通过对国内目前采用的融雪化冰方法的对比分析，提出了电磁能融雪化冰系统的设计理念，并通过实验研究、有限元数值分析确定出用于电磁能融雪化冰系统的材料及形式，进而对道路表面及结构层内的温度分布、升温规律进行实验测量和数值模拟分析，对该方法在我国北方地区的可行性进行探讨。在此基础上，提出了系统的初步控制方案，并对采用融雪化冰系统的社会经济效益进行了初步探讨。本文主要从以下几个方面进行了研究：
　　（1）对热传导理论进行了分析，分析了热能在水泥混凝土中的传导形式；
　　（2）对国内外目前采用的融雪化冰方法对比分析，提出了电磁能融雪化冰系统的设计理念，并通过对材料的广泛选择，确定了用于电磁能融雪化冰系统的材料型号；并通过对材料在不同温度情况下的形态及性能分析，确定出电磁能融雪化冰系统运行时的最高温度限制。
　　（3）利用传热学理论，建立电磁能融雪化冰系统传热的数学模型，利用有限元软件ANSYS分析融雪化冰系统的传热规律，据此确定出电磁能融雪化冰系统的设置的最大间距。
　　（4）建立了一个小型道路融雪实验系统，通过不同部位温度变化情况分析了热量在混凝土中的传导规律，并在此基础上，对结构层内温度场、上表面温度分布和升温规律、预热时间融雪效果进行了理论研究。

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第一章 绪论

1. 1 课题的提出和研究意义

1. 2 国内外研究现状

1. 3 本课题的主要研究内容

第二章 电磁热能融雪路面原理分析

2. 1热传导理论分析

2. 2 冰雪的热性能参数

第三章 融雪化冰系统的设计与分析

3. 1 加热系统的工作原理

3. 2 材料选择

3. 3 发热材料允许最高温度的确定

3. 4 加热装置的结构设计

3. 5不同条件状态下数值求解结果与分析

3. 6本章小结

第四章 融雪化冰模型试验

4. 1 模型设计

4. 2 实体工程模拟试验

4. 3 试验分析

第五章 试验路铺筑

5. 1 试验路概况

5. 2 试验路的设计

5. 3 试验路施工工艺及质量控制

5. 4 试验路观测和分析

第六章 效益分析

一、技术优势

二、经济分析

结论与建议

研究结论

下一步研究建议

参考文献

致谢