路面融雪化冰可靠性分析

为研究多个随机因素对地源热泵路面融雪化冰可靠性的影响,在分析融雪化冰原理的基础上,以可靠性理论为工具,建立了考虑多个参数随机性的可靠性方程.介绍了中心点法和验算点法,利用中心点法直接推导出可靠指标和失效概率计算公式,用验算点法结合迭代法求出可靠指标及验算点设计值.结合工程实例考虑不同环境条件及可靠度条件下融雪化冰的耗热量,结果表明降雪量的变异性、室外温度的变异性对耗热量有较大影响.与只考虑降雪量一个随机因素的变化相比,考虑降雪量、室外温度多因素影响的耗热量虽说会增加,但更能保证系统的安全、稳定,同时降雪量的变化对耗热量的影响比室外温度变化对耗热量的影响显著.中心点法和验算点法对比表明,两者的结论是一致的,采用验算点法的计算量比中心点法大,但验算点法计算精度较高.     

发热电缆用于路面融雪化冰的实验研究

为了掌握发热电缆用于路面融雪化冰的特性,建立了发热电缆路面融雪化冰的实验装置,对公路试件表面及内部的温度分布、升温过程进行了测量,探讨了北京地区沥青混凝土道路铺装发热电缆的功率及应用．研究结果表明:外界气候条件(尤其是气温)是影响发热电缆融雪效果的主要因素,单位面积的发热电缆的铺装功率为250-350 W,可以满足北京地区的路面融雪化冰要求．     

发热电缆用于路面融雪化冰的模型

为研究发热电缆路面融雪化冰机理,采用有限元分析方法对路面温度变化进行研究,得到不同气候条件下道路表面及结构层内的温度分布、升温规律.将数值模拟结果与实验测量结果进行比较,发现二者吻合较好.研究表明:依据北京地区近10 a的气温数据,采用铺装功率为250～350 W/m~2的发热电缆可满足北京地区路面融雪化冰的要求.     

模糊数学理论在确定刚性路面目标可靠度时的应用

水泥混凝土路面可靠性设计的关键是合理地选取目标可靠度(或目标可靠指标),文中把模糊数学理论应用干水泥混凝土路面的结构可靠性分析中,分析了刚性路面结构可靠度的模糊性,从而为合理确定水泥混凝土路面可靠性设计时的目标可靠度提供了一个重要依据.     

沥青路面加铺层结构可靠性分析

为使沥青路面加铺层设计能够充分考虑原路面整体强度的离散程度,建立旧沥青路面加铺层可靠性分析与评价方法.依据现行沥青加铺层的设计方法,建立以设计弯沉和容许拉应力为控制指标的极限状态方程,给出路面结构可靠性及其度量方法.应用蒙特卡罗法对路面结构可靠度进行了计算.在一定的参数变化范围内,分析沥青加铺层可靠度随旧路当量模量、加铺厚度以及面层模量的变化规律,并用实例对沥青加铺层的可靠度衰减趋势进行了分析.结果表明:加铺厚度和模量对沥青加铺层的可靠度影响很小,加铺层可靠度主要取决于旧路面当量模量和均匀性.提高旧路面的整体强度、降低其不均匀性是有效提高沥青加铺层可靠度的关键.     

旧沥青路面加铺水泥混凝土层路面结构可靠性分析

针对旧沥青路面加铺水泥混凝土层后在使用过程中受到的不确定性影响因素(如荷载、环境及材料自身等因素)影响,建立了基于三维有限元的可靠性计算模型,提出考虑不确定性因素的可靠度计算方法,对于旧沥青路面加铺层设计具有重要的现实意义.通过有限元中的可靠性分析工具,利用蒙特卡罗的拉丁超立方法抽样方法,将影响路面可靠性因素视为输入随机变量,获得了加铺层厚度、累计当量轴次、旧路顶面当量回弹模量等路面设计参数对旧沥青路面加铺水泥混凝土层路面结构可靠性的影响规律,为有针对性地提高旧沥青路面加铺水泥混凝土层路面结构可靠度提供了决策依据.     

导电混凝土电热层布置对路面除冰效果的影响

介绍了导电混凝土的概念及碳纤维混凝土的电热效应；从能量守恒的角度分析了导电混凝土电热层的不同布置对混凝土路面融雪化冰效果的影响。分析结果表明，采用导电混凝土覆层的形成布置电热层可取得较好的融雪化冰效果，导电混凝土覆层的厚度为40－50mm。     

一种新型的融雪化冰系统

基于热力融雪化冰技术,研发设计一种新型融雪化冰系统。该系统由发热、隔热、导热以及控制模块四部分组成。利用发热电缆产生热量,用复合碳进行热量的均匀传导,并采用泡沫玻璃进行隔热。通过路表温度、融冰动力学和隔热性能实验分析,该系统融雪化冰效果较好,且在整个运行过程中系统热损耗较小。     

基于微波作用的道路冬季化冰技术

现阶段我国道路冬季除冰技术存在的问题包括:机械除冰雪等传统方法易使路面结构破坏、太阳能融雪等利用天然能量处治冰雪方法投入费用较高.微波化冰技术是一种具有较高工作效率、有效保护路面结构的道路冬季养护新技术.基于道路微波化冰机理,以ABAQUS有限元模拟与室内试验为主要研究方法,分析了普通沥青路面与水泥路面对微波的吸收能力,得到了微波频率、微波输出功率、微波导出口距路表距离、外界温度、结冰厚度、结冰纯净度等因素对道路微波化冰效果的影响,研究了3种磁性金属材料四氧化三铁(Fe3O4)、羟基铁粉RW和羟基铁粉YW1的吸波能力及将它们掺入路表结构后对道路微波化冰效果的改善作用.最后提出了冬季最低温度高于-30℃地区道路微波化冰技术最佳应用方案.     

地能利用中道路融雪逐年运行过程分析

针对道路集热蓄能融雪化冰过程进行逐年运行分析,研究能源利用状况。结果表明:冬季大雪量和密集降雪的融雪过程将导致地下温度连续下降,系统功耗增加。通常最大瞬时吸热率发生在融雪过程的开始时段,随着进程吸热率逐渐降低,并存在一定波动。逐年的地能利用将导致地下均衡温度降低,热泵系统COP降低。算例分析表明,5年后地下均衡温度降低8.5%。由此可知,利用太阳能路面集热和季节性地下蓄能将是热融雪化冰技术可持续应用的重要保证。