本文關(guān)鍵詞：智能化融冰路面技術(shù)研究與工程應(yīng)用

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【摘要】：在冬季或者是寒冷的地區(qū),大部分地區(qū)道路會(huì)因降雪、凍雨等天氣條件而結(jié)冰,凝冰附著在路面上不易被察覺(jué)而形成極大的安全隱患,嚴(yán)重威脅著駕乘人員的安全。采用傳統(tǒng)的融冰方法如人工法、機(jī)械法、化學(xué)法等有許多不足之處:如人力物力投入多、污染環(huán)境、車輛及混凝土構(gòu)造物遭受腐蝕以及成本較高等。發(fā)熱電纜加熱法具有無(wú)污染、運(yùn)行費(fèi)用低、熱穩(wěn)定性好、控制方便等優(yōu)勢(shì)。本文采用發(fā)熱電纜法進(jìn)行融冰,選用具有電熱轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)的新型發(fā)熱材料——碳纖維發(fā)熱線作為發(fā)熱電纜。目前碳纖維發(fā)熱融冰方法工程應(yīng)用案例較少,發(fā)熱電纜的布設(shè)、施工方法等問(wèn)題尚未得到較好的解決,且目前多通過(guò)人工控制發(fā)熱電纜加熱系統(tǒng),影響除冰雪效率。本文將路面發(fā)熱電纜融冰技術(shù)與路面凝冰預(yù)警技術(shù)相結(jié)合,通過(guò)預(yù)測(cè)路面將要發(fā)生凝冰的時(shí)間,在凝冰形成初期自動(dòng)啟動(dòng)融冰系統(tǒng),可有效抑制路面凝冰的發(fā)生;當(dāng)路面溫度達(dá)到要求值時(shí),自動(dòng)斷開(kāi)系統(tǒng),從而節(jié)省人力與電力資源。為了實(shí)現(xiàn)智能化融冰路面技術(shù),本文開(kāi)展了以下研究:(1)采用路面凝冰信息預(yù)警技術(shù),預(yù)測(cè)系統(tǒng)安裝路段出現(xiàn)凝冰所需的時(shí)間,通過(guò)建立凝冰出現(xiàn)時(shí)間與融冰所需時(shí)間的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)對(duì)路面融冰系統(tǒng)的智能化控制。(2)從發(fā)熱電纜選取、鋪設(shè)方法、電路連接形式等方面進(jìn)行智能化融冰路面設(shè)計(jì)方法研究,選取試驗(yàn)段進(jìn)行電纜鋪裝設(shè)計(jì)和電氣控制設(shè)計(jì)。(3)研究智能化融冰路面的施工方法,并結(jié)合試驗(yàn)段工程應(yīng)用案例對(duì)施工方法的合理性進(jìn)行分析,為智能化融冰路面的類似工程應(yīng)用提供參考和借鑒。(4)根據(jù)工程應(yīng)用案例分析系統(tǒng)所需設(shè)備材料成本、人工機(jī)械費(fèi)用,對(duì)比智能化融冰系統(tǒng)與其他融冰方法的初期建設(shè)成本及融冰費(fèi)用,對(duì)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
【關(guān)鍵詞】：融冰 碳纖維發(fā)熱線 凝冰預(yù)警 設(shè)計(jì)方法 工程應(yīng)用
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U416.2;U418.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 依托課題10
• 1.2 研究背景及意義10-11
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 問(wèn)題的提出14
• 1.5 主要研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線14-17
• 第二章 路面凝冰預(yù)警技術(shù)與預(yù)警管理系統(tǒng)17-30
• 2.1 路面凝冰形成環(huán)境條件17-18
• 2.2 路面凝冰預(yù)警技術(shù)18-23
• 2.2.1 路面凝冰預(yù)警智能傳感器19-22
• 2.2.2 路面凝冰預(yù)警時(shí)間算法22-23
• 2.2.3 路面融冰系統(tǒng)的智能化控制23
• 2.3 路面凝冰預(yù)警管理系統(tǒng)23-29
• 2.3.1 系統(tǒng)功能及特點(diǎn)23-24
• 2.3.2 路面凝冰實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)外場(chǎng)站24-27
• 2.3.3 XRH-預(yù)警管理平臺(tái)27-28
• 2.3.4 凝冰預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)用案例28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 智能化融冰路面設(shè)計(jì)方法30-48
• 3.1 智能化融冰路面設(shè)計(jì)方法30-34
• 3.1.1 發(fā)熱電纜種類與規(guī)格選取30
• 3.1.2 碳纖維發(fā)熱線布設(shè)間距30-31
• 3.1.3 碳纖維發(fā)熱線布設(shè)層位31
• 3.1.4 碳纖維發(fā)熱線鋪設(shè)方式31-32
• 3.1.5 融冰路面鋪裝功率確定32-33
• 3.1.6 碳纖維發(fā)熱線電路連接方式確定33-34
• 3.1.7 鋪裝分區(qū)34
• 3.2 融冰路面試驗(yàn)段選取34-35
• 3.2.1 依托工程概況34
• 3.2.2 試驗(yàn)段選取34-35
• 3.3 麻昭高速智能化融冰系統(tǒng)電纜鋪裝設(shè)計(jì)35-40
• 3.3.1 碳纖維發(fā)熱線布設(shè)位置及鋪裝功率設(shè)計(jì)35-36
• 3.3.2 碳纖維發(fā)熱線鋪裝布置方案設(shè)計(jì)36-40
• 3.4 麻昭高速智能化融冰系統(tǒng)電氣控制設(shè)計(jì)40-46
• 3.4.1 整體供電圖40-42
• 3.4.2 碳纖維模塊供電圖42-43
• 3.4.3 XRH-6000A系統(tǒng)電氣控制43-45
• 3.4.4 智能融冰系統(tǒng)主要設(shè)備材料45-46
• 3.5 本章小結(jié)46-48
• 第四章 智能化融冰路面工程應(yīng)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試驗(yàn)段發(fā)熱線鋪裝施工49-65
• 4.2.1 施工機(jī)具49
• 4.2.2 劃線49-50
• 4.2.3 刻槽50-54
• 4.2.4 清理凹槽54
• 4.2.5 碳纖維發(fā)熱線鋪設(shè)54-61
• 4.2.6 發(fā)熱線測(cè)試61
• 4.2.7 清理路面61-62
• 4.2.8 噴灑粘結(jié)劑62-63
• 4.2.9 上面層施工63-65
• 4.3 麻昭高速智能融冰試驗(yàn)段凝冰預(yù)警系統(tǒng)安裝65-70
• 4.3.1 碳纖維鋪裝模塊接線65-66
• 4.3.2 XRH-6000A智能凝冰預(yù)警系統(tǒng)安裝66-69
• 4.3.3 通電測(cè)試69-70
• 4.4 本章小結(jié)70-71
• 第五章 麻昭高速智能化融冰系統(tǒng)成本及經(jīng)濟(jì)性分析71-75
• 5.1 智能化融冰系統(tǒng)成本分析71-73
• 5.1.1 材料及設(shè)備成本71-72
• 5.1.2 人工、機(jī)械費(fèi)用72
• 5.1.3 運(yùn)營(yíng)費(fèi)用72
• 5.1.4 智能化融冰系統(tǒng)成本匯總72-73
• 5.2 智能化融冰系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析73-74
• 5.3 本章小結(jié)74-75
• 結(jié)論與展望75-78
• 主要結(jié)論75-77
• 研究展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-80
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果80-81
• 致謝81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1117940