【摘要】：冬季氣候寒冷,路面容易積雪,影響交通安全。本文將電熱管埋設于水泥混凝土路面面層,利用其熱能融化路面積雪。這種路面融冰雪方法環(huán)保、高效,有利于冬季道路交通安全。本文通過理論分析和試驗研究,開展了如下工作:(1)介紹電熱管融冰雪路面的結構,基于合理假設,將實際工程中電熱管融冰雪路面的三維結構簡化為二維模型。以二維模型為基礎,基于線熱源理論和鏡像熱源法,建立電熱管融冰雪路面溫度計算的理論模型。(2)進行電熱管融冰雪路面升溫的室內試驗。根據(jù)相關規(guī)范,設計合理的電熱管埋設方案;并依據(jù)電熱管融冰雪路面的結構要求,完成水泥混凝土試驗小板的鋪裝。通過測量試驗小板表面的溫度,驗證提出的電熱管融冰雪路面溫度計算理論模型。(3)根據(jù)試驗數(shù)據(jù),提出電熱管融冰雪路面溫度計算的經驗模型。比較理論模型與經驗模型的優(yōu)缺點:理論模型適用范圍廣、誤差較大;經驗模型適用范圍窄、誤差較小�；诒容^分析,提出綜合兩者優(yōu)點的電熱管融冰雪路面溫度計算的半經驗模型。(4)為了減少電熱管融冰雪路面的能量耗散并提高其能量利用率,基于電熱管融冰雪路面二維模型,建立有限元融雪模型進行能量計算。在電熱管融冰雪路面室內升溫試驗的基礎上,進行融雪試驗,測量融雪質量,驗證有限元模型的正確性�；谟邢拊Ｐ偷哪芰坑嬎憬Y果,分析不同融雪階段里,四個影響因素(電熱管埋設間距、埋設深度、加熱功率和環(huán)境風速)對融冰雪路面能量耗散及其利用率的影響。將有限元計算結果與響應面法結合,建立路面融雪總耗時和散失能量比的預測模型。利用遺傳算法,將預測模型作為適應性函數(shù),計算出耗時少、散能少的電熱管融冰雪路面最優(yōu)方案。(5)提出電熱管融冰雪路面溫度特征值——路面平均溫度(T_A)和溫度不均勻系數(shù)(Cn),和以此為計算參數(shù)的電熱管融冰雪路面融雪效果的新評價指標(φ)。利用有限元融雪模型的計算結果分析了電熱管埋設間距、埋設深度、加熱功率和環(huán)境風速對T_A和Cn的影響,并結合響應面法建立T_A和Cn的預測模型。通過回歸分析,建立φ和融冰雪路面溫度特征值(T_A、Cn)的計算公式,并以此提出用電熱管方案和環(huán)境風速來預測和調整電熱管融冰雪路面融雪效果的方法。
【圖文】：

第一章 緒論重要性闊，寒冷地域面積大，所以冬季出現(xiàn)結冰積雪的經濟的命脈，是我國仍將大力發(fā)展建設的交通項 446.39 萬公里，其中高速公路里程 11.19 萬公 2016 年底，全國公路總里程 469.63 萬公里，。我國的公路交通項目蓬勃發(fā)展，但是長里程冷地區(qū)，甚至位于降雪帶。據(jù)統(tǒng)計，冬季 30%的造成了巨大的損失，，所以路面融冰雪是路面冬季及人們出行安全具有非常重要的實際意義[3-5]。 19~20 日甘肅省蘭州、白銀、定西等地出現(xiàn)降道路濕滑，全省高速公路共發(fā)生各類交通事故[6]。

圖 1.2 2018 年 1 月 25 日合肥明光路汽車客運站被大雪覆蓋ei Mingguang Bus Station was covered by accumulated snow on Ja圖 1.3 2018 年 1 月 25 日寧洛高速安徽段因大雪封閉 The highway was closed because of the heavy snow on January 2雪的主要方法
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U418.41

【參考文獻】

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本文編號：2677305