道路除冰融雪方法研究

道路积雪结冰对我国乃至全世界而言都是一项重大难题,因此对道路除雪融冰方法的研究具有重要的意义。本文对目前道路上存在的除冰融雪方法的特点,除冰融雪效率,对环境的影响以及发展前景进行了研究分析。

公路除冰融雪剂中添加剂的研究

除冰融雪剂对金属的腐蚀和混凝土路面的盐冻破坏已经是无法回避的问题。本研究报道了一种能适用于各类融雪除冰组分中的添加剂(saferoad),该添加剂能够明显的降低各类除冰融雪剂对碳钢的腐蚀,满足国家标准中对这一指标的要求。同时,也能减轻对混凝土盐冻破坏,混凝土剥落量降低减少50%及以上。研究结果表明,saferoad添加剂具有适用性广,添加量小,性能稳定,能明显减少除冰融雪剂对公路及其附属设施带来的负面影响,减少维护费用。

干线公路除冰融雪技术应用研究

冬季降雪天气,因积雪结冰干线公路路面将变得湿滑,从而影响车辆行驶速度,甚至造成交通拥堵或严重的交通事故。传统的道路除冰融雪方式均存在不同程度的缺陷,如机械铲雪劳动强度大、除冰雪效率低,而铺砂撒盐后期会严重损坏路面及沿线设施。因此,开展高效、环保的主动除冰融雪技术已成为行业关注的重点。低表面能缓释型融雪除冰涂层是一种缓释型三组分路面除冰雪涂料,其特点为性能高效、耐久,且具有极强的施工操作性。在提高路面除冰融雪效果的同时,还具有预防性养护功能,可减少养护成本,是目前大力推广的一种环保型除冰融雪技术。

高海拔高寒地区道路除冰融雪思考

冬季道路的积雪、积冰严重危害交通和人的生命安全。如何做到"雪中路畅,雪过路清,雪后不滑",保障道路畅通和行车安全,公路部门在不断探索,本文结合笔者对国内考察的一些切实体会及高海拔高寒地区气候特点及特殊地理位置,就各种道路除雪防滑技术在高海拔高寒地区应用的优缺点做以分析。

能量桩桥面除冰融雪的能源需求与供给能力案例分析

基于能量桩的桥面除冰融雪技术,克服了传统融雪剂对桥面板结构的腐蚀问题,且具有节能环保等技术经济优势。能源需求与能量桩供热能力的计算是能量桩桥面除冰融雪系统设计的关键。为达到除冰融雪目的,桥面板表面温度需维持在0℃以上;基于桥面板的热响应试验与除冰试验得到桥面板温度与换热效率、流体温度的关系,根据热传导定律,推导出桥面除冰融雪所需的换热效率与流体温度的计算公式;探讨了能量桩热泵系统的供热能力。计算得到换热管埋深和间距分别为14 cm和25 cm的桥面板,在环境温度为-1℃~0℃时,系统的热有效率(有效热流密度与换热效率的比值)约为50%,系统的热有效率随着环境温度的降低而降低。选取3座具有不同板桩比(桥面板面积与能量桩总长比值)的桥梁为案例,进一步分析了环境温度-10℃~0℃,降雪量水当量0.1~1.0 mm·h^(-1)范围内,能量桩的供热比,以及满足融雪需求入口流体温度的计算表达式。结果表明:能量桩的供热比与环境条件和桥梁的板桩比有关,板桩比为0.7 m2·m^(-1)时,环境温度为-5℃,降雪量不大于0.4 mm·h^(-1)(暴雪),能量桩供热可满足融雪需求;板桩比为1.5 m2·m^(-1)条件下,环境温度为-1℃时,降雪量不大于0.3 mm·h^(-1),能量桩供热可满足融雪需求;板桩比为2.0m2·m^(-1)时,环境温度-1℃时,降雪量不大于0.2 mm·h^(-1),能量桩供热可满足融雪需求。

显色型环保除冰融雪剂的性能研究

以氯化钙为主要原料自制除冰融雪剂,同时添加贝壳灼烧物、缓蚀剂和对植物生长有益的植物钙剂,并通过试验确定最佳配比。结果表明,自制除冰融雪剂的融冰量随着融冰时间的延长而增加,4种除冰融雪剂的融冰效果为:自制除冰融雪剂>氯化钙>氯化钠>市售除冰融雪剂。自制除冰融雪剂对金属的腐蚀性很小,对植物的生长没有影响,并满足《道路除冰融雪剂》(GB/T 23851—2009)的规定。通过添加贝壳灼烧物使除冰融雪剂呈现浅粉色,并可根据融化冰雪后溶液颜色的变化来控制除冰融雪剂的用量,避免浪费。通过对红外图谱、扫描电镜能谱的分析,确定除冰融雪剂中主要成分为Cl、Ca、O元素。

换热管埋设位置对桥面板除冰效果影响现场试验

管埋式液体循环换热桥面除冰融雪技术可以利用浅层地温能、太阳能等可再生能源,是一种节能环保的新型融雪方式。依托江阴市征存路观风桥市政桥梁工程,针对在桥面板铺装层或桥面板底部埋设换热管两种埋管方式,开展桥面工程除冰现场试验。在桥面铺设冰层,分别通过铺装层换热管和底部换热管与桥面板进行换热,并通过参照试验消除外部环境对试验结果的影响。实测两种埋管位置循环换热作用下,桥面的除冰效果和桥面板的温度变化规律;初步对比分析两种埋管位置除冰系统的热效率(用于除冰的热量与系统提供的总热量的比值),及桥面板的热-力响应特性。结果表明:现场试验条件下,铺装层埋管除冰系统运行8小时后,系统的热效率约42%,8小时内平均热效率约25%;底部埋管桥面除冰系统的平均热效率约为铺装层内埋管桥面除冰系统的50%;在相同的热交换功率下,底部换热管除冰系统流体温度远高于铺装层换热管除冰系统,底部换热引起的桥面板底部混凝土最高温升为31℃,相应温度应力为2.78 MPa,约为混凝土抗压强度(19.1 MPa)的14.5%。为了达到相同的融冰效果,底部换热系统需提供更高的换热功率和流体温度,并在混凝土内部引起更大的温度应力。

改性氯氧镁水泥集料及自融雪性能

为提高蓄盐集料的缓释融雪性能对于沥青混凝土路面的除冰能力,选用改性氯氧镁水泥作为蓄盐载体,通过改性处理、组成变化、压碎值、接触角以及电导率测试,筛选出防水性能优、抗压强度高、盐分缓释性能佳的的新型蓄盐集料;制备新型蓄盐集料替换细集料不同比率(0%,10%,15%,20%)的沥青混凝土,通过融雪盐缓释性能试验、冰点试验、融冰速率试验、融雪效果测试、高温稳定性、低温抗裂性能以及水稳定性测试,优选综合性能优良的蓄盐沥青混凝土。结果表明当蓄盐集料替换率为15%时,蓄盐沥青混凝土的各项性能均符合沥青混凝土路用性能要求,沥青混凝土冰点为-5℃,融冰速率为352 g/(h·m~2),具有良好的除冰融雪性能。经5 a雨水量冲刷后,蓄盐沥青混凝土仍具有良好的盐分缓释效果,可实现蓄盐沥青混凝土融雪除冰功能的长效性。

融雪剂对沥青路面的影响研究进展

介绍了融雪剂对沥青及沥青混合料的影响和影响机理在国内外的研究现状,总结了现有融雪剂对沥青路面可能造成的影响,并指明了后续的研究方向,为类似问题的研究提供了参考。

桥面融雪除冰能量桩热泵系统换热效率现场试验

基于能量桩的桥面工程主动式融雪除冰技术作为一种新型桥面融雪除冰技术,具有环保、节能等技术优势。依托江阴市征存路观风桥市政桥梁工程,开展能量桩供热桥面板的换热效率与热-力响应特性现场试验。在桩基础和桥面板中分别预埋聚乙烯管作为换热管,通过水泵驱动换热管中的流体循环,提取浅层地温能供热桥面板;沿桩身深度方向和在桥面板中布设了温度-应变传感器,用于监测试验过程中相应位置的温度和应变。试验分析冬季工况下,一根20 m的能量桩供热20 m^(2)的桥面板时,流体、桥面板、桩的温度变化以及桥面板和能量桩的热致应力分布。研究结果表明:根据现场试验条件,环境温度为-4℃时,20 m能量桩供热20 m^(2)桥面板可保证桥面板表面温度始终高于0℃,即平均每延米能量桩热泵系统可保障1 m^(2)桥面板不冻结;温度的改变使得能量桩和桥面板中产生热致应力,桩身最大轴向热致应力出现在桩深10 m(50%桩长)处,约为-1.05 MPa,为混凝土抗拉强度(2.0 MPa)的52.2%,桩身最大轴向热致应力的温度响应约为0.205 MPa·℃^(-1);桥面板中最大热致应力为0.77 MPa,为混凝土抗压强度(26.8 MPa)的2.9%,热致应力的温度响应为0.086 MPa·℃^(-1);能量桩上部受到最大正摩阻力为21.1 kPa,下部受到最大负摩阻力为13.3 kPa;试验结束时桩顶热致位移为-0.239 mm,约0.03%桩径。