融雪化冰路面新技术PPT精选文档
发热电缆
发热电缆加热系统具有 无污染、运行费用低、 热稳定性好、控制方便 等优势。
缺点：虽然发热电缆融冰雪用于交通领域较为广泛,但它存在融冰雪所需 功率太大(耗能大)，融化效率相对太小，寿命较短，加热温度对沥青路面 影响较大的问题。
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发热电缆
发热电缆的组成、各部分功能： 发热电缆是利用电流通过可导电材料产生受到电阻的阻碍将电 能转化为热能的原理制成的，是将可导电材料通过特殊工艺封装的 发热体。 如图 ，发热电缆一般由以下几个部分构成：发热体、绝缘体、 接地导线、金属屏蔽层、防水护套，有些场合的电缆还有金属加强 护套。
优点：融雪效果好、无腐蚀无污染、 社会经济效益明显
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1 分类 导电混凝土
导电混凝土
根据 胶凝材料 的不同
无机类（如水泥导电混凝土和水玻 璃导电混凝土）
有机类（如沥青导电混凝土和数 树脂导电混凝土）
复合类（如聚合物导电混凝土和 浸渍导电混凝土）
2 导电相材料的技术要求
①良好的导电性
②足够的机械强度
③温度稳定性
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导电混凝土路面结构
将石墨和未硬化混凝土混合 制 作 步 骤
加铺普通混凝土层和隔热层 的路面结构
注：4为高压压机，5为电极，外表面上的所有区域覆盖有绝缘树脂。
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导电混凝土路面融雪效果
融雪过程电阻变化情况 结论：通电一段时间后，导 电混凝土路面平均温度比周 围空气温度高10℃左右，路 表温度可以上升到雪的融点 以上，能够成功将冰雪融化， 而且整个加热过程导电材料 的电阻稳定。
试验路效果评价：
(1) 输出功率133W，电压40V，积雪厚5cm
(2) 输出功率300W， 电压61V，积雪厚5cm
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微波加热融雪技术
原理：
当用微波加热冰雪路面时，由于冰的介电常数很小，冰层基本不吸收 微波。故微波能量可以直接穿过冰层，加热路面材料，路面和冰层之 间的少量水因大量吸收微波能量而蒸发，从而使冰层和路面的结合力 大大降低了，再辅以机械除冰装置，很容易破碎和剥离冰层，可以实 现快速有效清除冰雪。
融雪化冰路面 新技术
成员：
背景
耗费大量的人力物力财力来融雪化冰
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融雪化冰新技术
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清除法
人工清除
机械清除
优点：安全环保 缺点：影响交通，效率较低，适用范围较小
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化学融化法
优点：来源广泛、价格便宜、 效果好，且可以起防滑作用。
撒布融雪盐
常用盐类：
尿素、钙镁乙酸盐、乙烯二 醇（相对效果好，昂贵）、 醋酸钙镁盐
素混凝土导热系数随水灰比的增大先增加后减小，随砂率增大而减小 钢纤维掺量越高，钢纤维混凝土导热性越好
隔热材料： XPS板（挤塑聚苯乙烯板）
改善层间粘结状态
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管网布置：
绿色太阳能融雪化冰
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绿色太阳能融雪化冰
应用：G318工布江达段到墨竹工卡
搭建太阳能电池板
太阳能电池埋置
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绿色太阳能融雪化冰
（2）沥青混凝土能更好地吸收5.8GHz频段微波
2 加热方式
（1）间歇式加热好于持续加热除冰效果，采用间歇式加热，每次间歇时间为10秒 加热除冰效果最好。
缺点：对环境造成严重污染 和破坏，破坏土壤结构、周 围植被、区域水源以及大气 环境；同时对路桥、运载工 具造成严重腐蚀，破坏路面 结构（钢筋、混凝土、沥青 等）和腐蚀金属（汽车、地 下管线等），可能造成巨大 经济损失
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热熔法
绿色太阳能融雪化冰
热
导电混凝土加热（碳纤维）
熔
发热电缆
法
微波加热法
循环热流体加热
发热电缆用于路面融雪化冰在国外（如北欧国家）已有应用，但对 工程应用一些主要的问题包括如何进行实际工程设计没有见到有关的标 准和详细报导。目前国内已经开始拥有发热电缆制造技术，该技术在我 国道路行业的推广仍有待研究。
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发热电缆
发热电缆的铺装： 发热电缆的铺装方式一般为蛇形铺装，其工艺要求如下图所 示。发热电缆在车道的融冰雪安装有两种方式，一种方式是用暖 线覆盖整个区域，这种方式适用于主车道的高流量区；另一种方 式是只在车轮区安装，这种适用于小区域如私人车库车道。 用于道路融雪化冰的发热电缆系统属于间歇运行方式，一般 推荐铺装功率为 250-400W/㎡。
优点：
1 里外同时加热，温度均匀，速度较快 2 穿通性和选择性强 3 瞬间升温，没有余热，能耗低 4 不影响道路路用性能
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微波除冰车：
微波加热融雪技术
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关键技术：
1 微波频率
微波加热融雪技术
（1）5.8GHz频段微波除冰效率是2.45GHz频段微波的4一6倍，提高微波频率， 能够提高除冰效率
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发热电缆
发热电缆的应用及研究现状 近几年来，芬兰、丹麦、挪威、俄罗斯等国 已经有不少单位进行发热电缆的制造、安装和技 术研究工作，他们对于发热电缆的设计、材料、 施工安装、检验、调试和验收都已经具备了相当 丰富的经验。发热电缆低温辐射系统以其特有的 优势,很快得到了广泛的应用，如地板辐射采暖系 统，管道伴热系统，足球场、草坪、花坛供热系 统，特殊建筑（如厂房、机库等）供热系统，屋 顶及屋顶天沟冰雪融化系统等。其中应用最广泛 和发展最快的是地板辐射采暖系统， 国内外许多机场、体育馆、大型居住小区等 都采用了电热辐射采暖技术。
④具有抗氧化作用
Hale Waihona Puke ⑤导电象和胶凝材料的线膨胀系数值必须相近
⑥具有合适的形状和大小来混掺到混凝土中
3常用导电相材料
①碳纤维 （高强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、导电传热，
热膨胀系数小等优异性能）
②石墨 ③ 炭黑④钢纤维及钢屑
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2 原理
导电混凝土路面
通过按特定比例将粉末状碳材料和未硬化的混凝土混合，然后 用高压压机在约980千牛的压力按压它,使其失去水分并形成所需形 状。将一对电极嵌在发热混凝土宽度方向的两端。发热混凝土体的 外表面覆盖有一绝缘涂层。为了在施加100V的电压下发热混凝土 体获得40W或更大的加热功率，通过控制碳材料用量（1.8%左右）， 获得良好的导电性并保证必要的强度（电阻﹤533Ω）
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化冰效果
发热电缆
初状态 3小时后
2小时后
5小时后
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两种实 现形式
三个关 键技术
绿色太阳能融雪化冰
太阳能存储转换系统给埋置在路面内的电管加热
太阳能加热低温不冻结的液体，液体通过路面导管循环加热 混凝土导热性能 隔热层材料 太阳能管网设置
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绿色太阳能融雪化冰
导热系数：钢纤维混凝土>素混凝土>碳纤维混凝土
《路面凝冰技术》PPT课件
交通运输部科学研究院
2015年4月
.
1
主要内容
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2
抗凝冰材料的研发背景
.
3
项目背景
2008年我国出现五十年一遇的雨雪冰冻灾害。这一突发性自然 事件，造成我国现有的公路基础设施严重受损，削弱道路的通行能 力，造成了交通中断和恶性交通事故发生。
据不完全统计，在这次雨雪冰冻灾害中，造成直接经济损失 1516.0亿元、129人死亡。贵州、湖南、江西等19个省份直接经济 损失达573亿元。
贵州交通厅项目 贵州山区高速公路沥青路面自融冰技术研究
2012~2014
云南交通厅项目 隧道口路面与桥面沥青混合料凝冻防治技术研究 2013~2016
吉林交通厅项目
高寒地区沥青路面抗薄冰处治技术研究
内蒙交通厅项目 寒冷地区高速公路蓄盐沥青路面自融冰技术研究
2012~2015 2012~2014
院基本业务项目
5#样品是最终选定的样品，其盐化物与缓释
剂的调配比例适中。
.
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研究内容二：抗凝冰改性剂研发
掺量确定
➢利用冻融劈裂试验确 定掺量 ➢2%、4%、6%三个掺 量绘制曲线图 ➢由图，5%时为最佳掺 量
✓ 随凝冰材料的添加，冻融循环后的强度逐渐增大 。 ✓ 这是因为凝冰材料的强度起到一定的作用，导致 加入抗凝冰材料后的强度比未加时高。 ✓ 这种趋势直至掺量为5%时达到顶峰。
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研究内容一：凝冰环境条件标准
计算模型
建立了气象环境模拟实验室，制造风、对雨路、面雾凝冰、影高响温最、大低的因温素等主环要境有
条件仿真模拟产生路面凝冰的温度、湿度环、境温风度速、与湿度日和照风等速要3个素参，量。对路面 凝冰机理及凝冰形成气象条件进行研究。 输入向量X=[x1，x2，x3]，其中xi
道路除冰方法课件
机械清除
使用专门的除雪机械设备，如铲雪车、抛雪机等，能够高 效地清除大面积的冰雪。
热融化
使用如红外线、微波等加热方式，使冰雪融化。这种方法 在冰雪量较大、气温较低的情况下效果较好。
研究展望
智能化除冰
随着技术的发展，未来的道路除冰方法可能会更加智能化。例如，通过传感器和算法自动 感知路面的冰雪情况，并自动进行除冰。
环保除冰
随着环保意识的增强，未来的除冰方法可能会更加注重环保。例如，使用更加环保的化学 物质进行除冰，或者使用更加高效的生物除冰剂等。
多元化除冰
未来可能会发展出更多种类的除冰方法，如结合多种方法进行除冰，以达到更好的效果。 例如，将机械清除和化学融化结合起来，或者将热融化和机械清除结合起来等。
感谢您的观看
除冰方法的优化组合
01
根据实际情况选择最合适的除冰方法
在选择除冰方法时，需要考虑冰雪的厚度、硬度、环境温度等因素，以
及可用的资源和技术条件。
02
优先使用环保和可持续的除冰方法
尽量减少使用化学除冰法，因为这种方法会对环境造成一定的影响，应
更多地使用物理和热力除冰法。
03
结合使用多种除冰方法
在实际操作中，可以结合使用多种除冰方法，以达到更高效的除冰效果
。例如，可以先使用化学除冰法使冰雪部分融化，然后再使用物理除冰
法将剩余的冰雪清除。
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结论与展望
研究结论
人工清除
通过人工方式，使用各种工具清除路面的冰雪。这种方法 虽然比较原始，但效果较为明显，尤其适用于小面积、小 范围的冰雪清除。
化学融化
使用如盐、尿素等化学物质，撒在路面上使冰雪融化。这 种方法在特定的环境下效果较好，但可能会对环境造成一 定的影响。
第二章-沥青混凝土路面融雪化冰随机传热分析
第二章沥青混凝土路面融雪化冰随机传热分析2.1沥青混凝土路面地源热泵融雪化冰工作原理地源热泵融雪化冰系统主要由地下换热器、热泵机组、循环泵、路面融雪管道等组成，如图2-1。
融雪化冰过程是一个复杂的传质传热和能量动态传输过程。
其原理是流体由地下换热器提取地源热量，经热泵升温，再经过循环泵流入路面融雪管道加热路面，路面温度升高，路面上的积雪吸收热量，冰雪开始融化。
系统运行过程中，冰雪融化成水并蒸发，直至路面无积雪及水。
图2-1 地源热泵融雪化冰系统图从以上分析可知，地源热泵路面融雪化冰过程主要包括三部分传热过程：路面融雪管道传热,地下换热器换热和路面融雪化冰传热。
其中,融雪化冰包含复杂的传热传质和多态转换过程,也是三项传热过程分析中难度较大的过程，要重点分析。
2.2融雪化冰路面随机传热分析2.2.1融雪化冰过程中路面状态雪是由冰晶体、空气和水蒸气组成的一种多孔介质,影响路面冰雪融化有客观和主观两类因素。
客观因素包括降雨量、降雪量、路面周围空气温度、环境相对湿度、天空辐射温度、太阳辐射强度、风速风向、地下岩土温度、路面材料及状况等；主观因素包括系统启闭时间、融雪化冰系统控制策略等。
冬季路面在自然条件下，可分为多种情况，通常与客观的气候环境相关，文献[50-51]主要简化为七种情况：1）干燥状态：路表面没有冰雪，路表面温度可能低于或者高于结冰温度。
2）潮湿状态：路表面高于结冰温度，而且路面上有水但是没有冰，路表面的潮湿来源于降雨或雪融化后还没有蒸发。
很显然，在这一状态水的质量大于0，而冰的质量为0。
3）干雪覆盖状态：:路面被新降积雪覆盖（雪可以被视为多孔介质），但是没有水，路面温度低于结冰温度，雪还没有开始融化，也就是冰和雪的质量大于0，而水的质量为0的状态。
4）雪泥覆盖状态：路面被饱和冰晶体覆盖，冰是由雪吸附水变成的，水渗透到冰的上表面，路面温度为结冰温度。
也就是水和冰的质量大于0，而雪的质量为0的状态为雪泥覆盖状态。
路面凝冰技术PPT课件
2021/3/7
CHENLI
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抗凝冰路面技术依托科研项目汇总表
项目类型
项目名称
时间
西部科技项目 高速公路早期凝冰预警及高危路段凝冰自动化处 2009～2013 置技术研究
贵州交通厅项目 贵州山区高速公路沥青路面自融冰技术研究
2012~2014
云南交通厅项目 隧道口路面与桥面沥青混合料凝冻防治技术研究 2013~2016
2021/3/7
CHENLI
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研究内容一：凝冰环境条件标准
温度轮廓 0℃线 温度轮廓 0℃线 温度轮廓 0℃线 温度轮廓 0℃线
3000m
雪
雪
雪
雪
1500m 0m
雪
雨
雨
雪 < 0℃ 0℃> 0℃
雨夹雪
冷层 较深
< 0℃ 0℃ > 0℃
冻雨 冷层 较浅
< 0℃ 0℃ > 0℃
冻雨形成机理
雨 雨 < 0℃ 0℃ > 0℃
多环境综合实验室
x ） = - 0.2888xW+9.487 。 根 据
即可得到其概率值。
P(k / x) qk fk (x) g
-25℃试验环境
远程操作控制平i1台qi fi (x)
2021/3/7
CHENLI
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利用Bayes进行单、多气候因素相关性预测
单气象因素预测凝冰准确性分析
采用气多象名要称气素象要范素围预测预 生凝次测 凝数冰产 冰 的形其 际次中 凝成数实 冰较为预率报准准%确确，误准报%确率 率漏达报%8率0.7%
据不完全统计，在这次雨雪冰冻灾害中，造成直接经济损失 1516.0亿元、129人死亡。贵州、湖南、江西等19个省份直接经济 损失达573亿元。
冰雪路面融雪化冰方法综述
冰雪路面融雪化冰方法综述国内外道路工作者针对冰雪路面行车安全问题进行了系统研究，开发出了多种融雪化冰方法，按照工作员不同可分为化学方法和物理方法两大类。
图-1 路面融雪化冰技术1、化学方法化学方法是世界各国广泛采用的一类除冰雪的方法，通过在路表撒布化学融雪剂降低冰雪的融点，使冰雪融化，进而清除路表冰雪。
常见的融雪剂可分为非氯盐型、氯盐型及混合型三大类。
化学方法的融冰化雪效果受环境温度、车速和车流量等的影响较大。
过低环境温度或过大降雪量,均将影响它的使用效果，尤其是较低环境温度时，化学融雪剂须借助轮胎的碾压作用溶解、融化。
化雪融雪剂的使用会对道路桥梁附属设施产生腐蚀，同时危害周边环境。
据不完全统计，每吨化雪融雪剂将导致超过800美元的车辆、道桥及植被腐蚀。
化雪融雪剂融化后，只有少部分蒸发，大多数会流入周围土壤或水网，造成PH值升高、土质变差、植被营养失调、生长迟缓等问题。
低冰点路面技术通过将融雪剂吸附多孔材料中或油性物质包裹，替代部分矿粉或集料掺入沥青路面中，通过其特殊的缓释机理将氯盐或者环保融雪剂释放，达到长效和实时融雪抑冰的效果，有着大多数传统融雪剂特别是工业盐类溶雪剂所不具备的优点。
例如：由于其低冰点材料的缓释作用，可以长时间作用于路面，减少融雪剂的撒布量，相对直接撒布工业融雪盐用量较小，因此对环境的影响较小；其具备融雪抑冰的时效性能，在降雪量较少或气温高情况下可以直接融化，在降雪量较大情况下，降低了雪和沥青路面的粘结能力，易于人工清理。
2、物理方法物理方法实现融雪化冰主要包括人工清除、机械清除、热力融冰雪、抑制冻结铺装和相变融冰雪。
（1）清除法清除法包括人工清除和机械清除。
人工清除依靠人力清除路表冰雪，具有清除彻底的有点，但效率低、费用高，且需要封闭交通作业，仅适用于降雪量或通行能力要求较高的特殊重点路段。
机械清除方法包括机械铲冰雪和机械吹雪，其中，机械铲冰雪方法由于机械设备过大，造成机械与路面接触不充分，致使积雪结冰清除不彻底，在路表形成薄冰层，附着系数依然很低，同时会对路面造成一定程度损害，适用于降雪量大、天气寒冷地区；机械吹雪仅适用于未被碾压过的路面除雪，且需要除雪与降雪实时同步，因此，机械吹雪不适用于公路除雪。
公路路面融雪化冰技术与发展_王选仓
长安 大学 公 路 学 院 , 陕 西 西安 7 1 0 6 4
的 交通 事 故 与道 路 积 雪有 关 , 严 重
影 晌 了交 通 运输 和 经 济 建 设 " 路 面 冰 雪 问题 已成 为 困扰 各 地 区 交通 管 理 部 门 的重 要 问题 , 因此 , 研 究 开 发科 学 ! 有 效 的路 面 除冰 雪技 术 , 具有 非 常重 要 的社 会 ! 经 济价 值 "
a ) (
图3
/ 特 瑞肯 0 高 速喷洒 热 水移动 式融 雪机
热力 融雪
b ) 多功 能洒水 ( 粼 ( 隔虫 雪液 ) 车
力 , 但 这种 方法 的使 用 对 能 源 消耗
较 大 , 还 会污 染 环 境 "
1. 5 发 热 电缆 法
发热 电缆 加 热 系 统 以 电 力 为能
源 , 发 热 电ຫໍສະໝຸດ 缆 为 发 热 体 , 将 电能交通 领 域 较 为 广泛 , 但 它存 在 融冰
2 新型 融 雪 化冰 技 术 和 方 法
2 , 自应 力 弹 性 路面 铺 装 技 术
自应 力 弹 性 路 面 铺 装 技 术 主要
气 ! 电等 产 生 的热 量使 冰 雪融 化 的 方法 , 如 喷 洒 热 水 法 ! 喷洒 融 雪 剂 法 ! 相片 戒融化 法 等 , 如 图3所 示 " 此 类 方法 虽然 融 雪化 冰 效 果 较 好 , 但往 往 会 产 生 大量 的融 雪液体 (融 雪 剂溶 液 ) 以及 融 化 雪水 , 这
投 资 较 大 , 运 转 和 利用 效 率 较低 "
融 冰 雪 机械 种 类 众 多 , 大 体 上 可 分 为铲 冰 雪机 械 ! 吹 雪机 械 以及 兼具 撒 布 融 雪剂 和 铲 雪功 能的 机械 等 ,
道路除冰雪技术简介-文档
道路除冰雪技术简介1.前言在寒冷的冬天，公路路面往往会因降雪而积雪结冰，从而使路面附着系数大大降低，使汽车打滑、制动距离显著延长，甚至刹车失灵、方向失控，甚至造成严重的交通事故。
目前全世界由于路面积雪结冰所造成的直接经济损失年平均达数亿元，因此，为了保障道路畅通和行车安全，避免交通事故或少出交通事故，提高道路通行能力和运营效益，必须采取一些有效措施来清除路面冰雪。
2. 路面外部除冰雪技术目前常用的路面除冰雪技术通常包括撒融雪剂、人工清清除和机械清除法。
2.1 撒融雪剂撒融雪剂是指通过在路面上撒布化学药剂来降低冰雪融点，使冰雪融化，进而清除路面积雪和积冰的方法（如图1）。
这是目前国际上应用较广泛的一种路面除冰雪的手段。
图1 撒融雪剂目前国内外经常使用的融雪剂一般有两大类：一类是以醋酸钾为主要成分的融雪剂，该类融雪剂融雪效果好，且无腐蚀损害，但价格较高，多用于机场等重要场所的融雪除冰；另一类是以“氯盐”为主要成分的融雪剂，如氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化钾等，通常称作“化冰盐”，其中使用最多的就是工业食盐氯化钠，其优点是价格便宜，仅相当于醋酸钾类融雪剂的1/10，但对公共基础设施有较严重的腐蚀作用。
因此，近年来人们也在不断尝试开发新型环保融雪剂，如生物降解型融雪剂等，不仅无毒、无腐蚀，而且也具有较好的融雪效果。
2.2 人工清除法人工清除法对冰雪清除较彻底，但效率低，费用高，而且作业时也会影响车辆通行和行车安全，并且不能长时间作业，因此仅适用于雪量较小时或重点难点路段冰雪的清除（见图2）。
图2 人工清除积雪2.3 机械清除方法机械清除方法又可分为机械铲冰雪和机械吹雪两类。
其中机械铲冰适合于雪量较大、结冰之前大面积的清除作业，如图3所示；而机械吹雪适用于未经碾压过的厚度较薄的路面积雪，通常只适用于机场等较小范围的道面积雪清除工作。
目前，常见的除雪机械有铲刮式、刷打式、螺旋集雪式、旋切及冲击旋切式和铲剁冲击式等类型。
(完整word版)融雪路面技术介绍范文
一、项目背景及研究意义在寒冷的冬季,许多公路与城市道路经常遭受冰雪的危害，降雪较大时基本呈冰雪路面状态,冰雪使路面附着系数大大降低，导致汽车打滑、制动距离显著延长,甚至刹车失灵、方向失控，造成严重的交通事故.这些问题成为道路交通安全和人民生命、财产安全的重大隐患，因此冰雪路面问题一直困扰着道路养护部门。
世界各国为解决冬天道路结冰、积雪这一难题，大多是根据天气预报提早准备扫雪设备和工业盐水（或融雪剂),下雪后立即对主干道公路、城市道路进行清扫或洒盐水或洒融雪剂等，被动除雪化冰以减少或降低其不利影响.人为除雪费时费力，而使用工业盐水和融雪剂又会造成宝贵的水资源浪费并产生环境污染。
路面冰雪问题一直困扰着世界各国交通部门，人们为此作了大量研究,探索出许多抑制、控制和消除冰雪的技术和方法。
二、国内外研究现状对路面积雪结冰的处理问题，各国道路管理部门多年来一直非常重视，而且作了大量的研究工作,探索出了多种清除道路表面积雪结冰的方法。
融雪技术是通过路面的特殊功能来融冰除雪，该类技术融冰除雪效果更彻底,但需要在铺设路面时就要做相应施工，初始投资较大。
通过在路面铺装材料内添加一定量的弹性颗粒材料（如由废旧轮胎加工而成的橡胶颗粒），利用弹性材料局部变形能力较强的特性，通过路面在负荷状态下产生的自应力,使路面冰雪破碎融化，有效抑制路面积雪和结冰.这类技术代表就是橡胶颗粒融雪路面技术。
这种技术不但可以有效提高路面的除冰雪能力，提高道路安全性能和运输效率，而且为废旧弹性材料的回收利用提供了新途径，该技术在欧美和日本等发达国家已有应用。
对于橡胶颗粒沥青混合料技术的研究开始于上世纪80年代末期.对于此技术的研究，各国的研究和应用情况差别较大.其中美国对于此项技术的研究开展较早。
Heitzman尝试将6.4mm~0。
85mm的橡胶颗粒直接加入到断级配沥青混合料中用来代替部分石料,并将其用作磨耗层;Van Kirk，Jack L等人将一定粒径的橡胶颗粒掺于密级配沥青混合料中,用来替代部分石料以满足级配要求，同时部分改善沥青性能.该方法要求用于面层铺装的沥青混合料中的橡胶颗粒的掺量不能大于混合料质量的2％,且橡胶颗粒细度较大，基本上是用来替代混合料中的细集料部分。