發(fā)布時(shí)間：2020-05-23 06:53

【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(shè)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(guò)理論分析和試驗(yàn)研究,開(kāi)展了如下工作:(1)介紹電熱管融冰雪路面的結(jié)構(gòu),基于合理假設(shè),將實(shí)際工程中電熱管融冰雪路面的三維結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為二維模型。以二維模型為基礎(chǔ),基于線(xiàn)熱源理論和鏡像熱源法,建立電熱管融冰雪路面溫度計(jì)算的理論模型。(2)進(jìn)行電熱管融冰雪路面升溫的室內(nèi)試驗(yàn)。根據(jù)相關(guān)規(guī)范,設(shè)計(jì)合理的電熱管埋設(shè)方案;并依據(jù)電熱管融冰雪路面的結(jié)構(gòu)要求,完成水泥混凝土試驗(yàn)小板的鋪裝。通過(guò)測(cè)量試驗(yàn)小板表面的溫度,驗(yàn)證提出的電熱管融冰雪路面溫度計(jì)算理論模型。(3)根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù),提出電熱管融冰雪路面溫度計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ�。比較理論模型與經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膬?yōu)缺點(diǎn):理論模型適用范圍廣、誤差較大;經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦m用范圍窄、誤差較小�；诒容^分析,提出綜合兩者優(yōu)點(diǎn)的電熱管融冰雪路面溫度計(jì)算的半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?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(jìn)行能量計(jì)算。在電熱管融冰雪路面室內(nèi)升溫試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行融雪試驗(yàn),測(cè)量融雪質(zhì)量,驗(yàn)證有限元模型的正確性�；谟邢拊Ｐ偷哪芰坑�(jì)算結(jié)果,分析不同融雪階段里,四個(gè)影響因素(電熱管埋設(shè)間距、埋設(shè)深度、加熱功率和環(huán)境風(fēng)速)對(duì)融冰雪路面能量耗散及其利用率的影響。將有限元計(jì)算結(jié)果與響應(yīng)面法結(jié)合,建立路面融雪總耗時(shí)和散失能量比的預(yù)測(cè)模型。利用遺傳算法,將預(yù)測(cè)模型作為適應(yīng)性函數(shù),計(jì)算出耗時(shí)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(jì)算參數(shù)的電熱管融冰雪路面融雪效果的新評(píng)價(jià)指標(biāo)(φ)。利用有限元融雪模型的計(jì)算結(jié)果分析了電熱管埋設(shè)間距、埋設(shè)深度、加熱功率和環(huán)境風(fēng)速對(duì)T_A和Cn的影響,并結(jié)合響應(yīng)面法建立T_A和Cn的預(yù)測(cè)模型。通過(guò)回歸分析,建立φ和融冰雪路面溫度特征值(T_A、Cn)的計(jì)算公式,并以此提出用電熱管方案和環(huán)境風(fēng)速來(lái)預(yù)測(cè)和調(diào)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(jié)冰積雪的經(jīng)濟(jì)的命脈，是我國(guó)仍將大力發(fā)展建設(shè)的交通項(xiàng) 446.39 萬(wàn)公里，其中高速公路里程 11.19 萬(wàn)公 2016 年底，全國(guó)公路總里程 469.63 萬(wàn)公里，。我國(guó)的公路交通項(xiàng)目蓬勃發(fā)展，但是長(zhǎng)里程冷地區(qū)，甚至位于降雪帶。據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(shí)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(lèi)交通事故[6]。

圖 1.2 2018 年 1 月 25 日合肥明光路汽車(chē)客運(yùn)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(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U418.41

【參考文獻(xiàn)】

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3 劉偉;山區(qū)高速公路不良?xì)夂驐l件下行車(chē)安全保障技術(shù)研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2015年

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5 劉研;道路固體結(jié)構(gòu)集熱蓄能過(guò)程分析及其傳熱研究[D];吉林大學(xué);2010年

6 劉凱;融雪化冰水泥混凝土路面研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2010年

7 唐相偉;道路微波除冰效率研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：2677305