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电加热融雪化冰技术

作者: 发布时间:2016-09-23 浏览次数:224
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  该技术以工业电力为能量供应源,通过将电阻型发热装置植入路面内部或借助导电路面材料实现电能在路面内部流通,利用产生的热量消除路表积雪及冰层等,是目前研究及应用成果较为丰富的主流融雪技术。

  以电热丝、碳纤维带为热能产生媒介的融雪系统因产热材料易在车辆运动产生的剪切力作用下错位断裂而导致融雪系统失效,因而它们在沥青混凝土路面中应用较少,仅适用于交通量小、轴载轻、采用水泥混凝土铺筑的局部路段;而发热电缆融雪系统则凭借电热效应高、热稳定性好、运行费用低、无环境危害、控制方便等特点,处于快速发展时期。北欧地区和美国走在该技术的前列,出现了专业从事设计安装的公司,可提供关于电缆布置、线路连接和安装测试等方面的成套应用技术咨询。国内部分单位也开展了相关理论模拟及室内试验研究工作,应用方面较为成功的案例为哈尔滨文昌高架桥引进丹麦技术建立的道路融冰雪系统,但目前国内自有技术水平与国外差距仍较大。同时,该技术在研究应用过程中也暴露出融雪效率低、使用寿命短、影响路面耐久性等弊病,而耗能大的特点也与当前全球资源短缺的现状相悖。电加热融雪化冰技术未来发展过程中可结合国内拥有的发热电缆制造技术,开发具备自主知识产权的融雪系统,打破国外技术垄断,且应重点致力于将道路结构内积存的环境能量进行采集利用并作为能量供应源,创建耗能自给自足的绿色无污染融雪系统。

  导电混凝土融冰雪技术通过掺加导电相材料在保证混凝土承载能力的同时实现自身的导电和电热转换功能,达到融雪化冰目的。该技术较好地保存了路面结构的完整性,升温效果均匀稳定,覆盖面广,融雪及时且无需中断交通,同时可辅助性地缓解沥青道面低温开裂问题,目前发展迅速。加拿大NRCC研究所和美国FAA401研究室等单位针对该技术从理论分析、室内试验及应用效果等方面开展了系统研究,铺筑的众多试验段初期融雪效果较好。国内学者借助室内试验针对混合料工况下导电材料的导电效果、电阻率和发热功率随时间的衍变规律等做了大量研究工作,而关于应用中混凝土的规模化制备及效果保证、电极铺设安装、性能测试及评价等问题尚未有突破性的成果,小规模工程应用试验融雪效果与室内测试结果差距明显,存在着通路阻断及升温效果微弱等问题。由目前研究及应用成果可见,导电混凝土技术存在的力学特性差、抗压强度衰降明显、压实度变异大、导电均匀性难以保证、电阻率随时间增大及成本高等问题,限制了该技术的进一步发展。因此,未来应以研发综合电性能优异、与筑路材料匹配性好的新型外加导电相材料为出发点,实现各技术难题的逐项攻克;同时考虑材料价格昂贵、多用于桥面融雪的特点,开发更具实用价值、适用于钢桥面铺装的浇筑式导电沥青混凝土。

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