一种用于高原高寒地区的抗凝冰沥青路面的施工设计方法技术

本发明专利技术公开了一种用于高原高寒地区的抗凝冰沥青路面的施工设计方法，包括以下步骤：根据高原高寒地区的环境特征，通过碳纤维加热抗凝冰技术，形成抗凝冰沥青路面，对形成抗凝冰沥青路面的抗凝冰系统及其施工工艺进行一次设计；根据抗凝冰系统在不同环境下的升温速率，对抗凝冰系统的能源系统及其施工工艺进行二次设计；根据一次设计结果和二次设计结果，对抗凝冰沥青混凝土配合比进行三次设计；根据一次设计结果和二次设计结果，依据三次设计结果，通过分析高原地区高速公路的关键路段的积雪结冰情况，设计在关键路段，铺筑具有碳纤维加热抗凝冰技术的抗凝冰沥青路面的施工工艺；本发明专利技术实现了适合高原地区高速公路关键路段抗凝冰系统的施工设计

【技术实现步骤摘要】
一种用于高原高寒地区的抗凝冰沥青路面的施工设计方法


[0001]本专利技术涉及沥青路面施工
，具体而言，涉及一种用于高原高寒地区的抗凝冰沥青路面的施工设计方法
。

技术介绍

[0002]在冰雪路面上撒布砂
、
石等材料可以使冰雪层冻结不均匀，当车辆碾压冰雪的时，由于砂
、
石等材料的运动而使得雪不易被压实，从而使路面的摩擦系数增加，因为该方法具有费用低，环保的特点
。
[0003]发热电缆加热法是以发热电缆作为发热体
、
电能作为能量来源，把电能转换成热能，通过路面各结构层的导热作用把热量传到路面表面，通过路面表面与冰雪间的显热与潜热的交换作用来融雪除冰
。
碳纤维发热线与以往发热电缆相比具有多项优势：价格相当于同等长度金属发热线的十分之一，生热迅速，最高运行温度可达
100℃
以上，热转化效率高，质量轻体积小，对混凝土本体结构受力影响小
。
由于该方式具有的环保，节能，易于施工，安全可靠，经济的优势，使其应用于工程实际成为可能
。
利用布置碳纤维发热线的混凝土板融雪化冰的技术可以用于桥面，路面，人行道，机场跑道等化雪的重要地段
。
该技术的应用避免了由于使用融冰盐对环境和结构所产生的负面影响，有效解决了冬季路面积雪结冰问题，改善了行车环境，保障道路通畅，车辆行人的出行安全，避免人民生命财产受到威胁，国家经济遭受损失
。
且其电热的末端和辅材与路面的工艺具有很好的适配前景
。
[0004]道路积雪结冰一直是交通事故的重要原因之一，传统的融雪化冰方法因为低效
、
滞后
、
环境污染等原因，已经难于适应中国现代交通发展，电热式融雪化冰系统是中国未来智慧交通
、
安全交通的战略发展方向
。
我国面积
56%
以上地区被冰雪覆盖，冬春季节路面上都会出现积雪或冰冻现象，严重影响车辆行驶，造成极大的安全隐患，传统的融雪化冰方法已经不能满足社会经济发展的需求
。
[0005]目前的道路与桥梁处在季节性冰冻环境中，每当冬季来临，道路桥梁受外界低温
、
雨雪等自然环境因素影响，路面桥面极易出现积雪结冰的现象，导致交通拥堵，事故频发，给过往行人车辆带来极大的安全隐患
。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是克服现有的缺陷，目的是提供一种基于碳纤维加热抗凝冰的高原高寒地区沥青路面的设计技术，以解决上述
技术介绍
中提出的目前的道路与桥梁处在季节性冰冻环境中，每当冬季来临，道路桥梁受外界低温
、
雨雪等自然环境因素影响，路面桥面极易出现积雪结冰的现象，导致交通拥堵，事故频发，给过往行人车辆带来极大的安全隐患的问题
。
[0007]为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种用于高原高寒地区的抗凝冰沥青路面的施工设计方法，包括以下步骤：根据高原高寒地区的环境特征，通过碳纤维加热抗凝冰技术，形成抗凝冰沥青路
面，对形成抗凝冰沥青路面的抗凝冰系统及其施工工艺进行一次设计；根据抗凝冰系统在不同环境下的升温速率，对抗凝冰系统的能源系统及其施工工艺进行二次设计；根据一次设计结果和二次设计结果，对抗凝冰沥青混凝土配合比进行三次设计；根据一次设计结果和二次设计结果，依据三次设计结果，通过分析高原地区高速公路的关键路段的积雪结冰情况，设计在关键路段，铺筑具有碳纤维加热抗凝冰技术的抗凝冰沥青路面的施工工艺
。
[0008]优选地，在进行一次设计的过程中，通过混凝土板的升温试验，获取发热线的布设间距
、
埋深，发热线的输入功率，环境的温度，发热线覆盖层材料的导热性能对混凝土升温的影响规律，同时根据风速和雪层覆盖的厚度对升温的影响，最终确定碳纤维发热线在混凝土中合理的布设工艺
。
[0009]优选地，在进行二次设计的过程中，通过对不同输入功率，不同环境下的混凝土板升温时间进行预测和分析，完成二次设计
。
[0010]优选地，在完成二次设计的过程中，通过在融雪过程中对温度应力进行分析，同时通过对凝土材料的各热性能参数，碳纤维发热线布设方式以及发热线输入电流各影响因素的影响程度进行分析，对二次设计进行优化
。
[0011]优选地，在进行三次设计的过程中，根据一次设计结果和二次设计结果，对碳纤维加热系统的抗凝冰试验段进行铺筑，进行融雪试验和路面结构加载试验，确定融雪
/
冰效果以及抗凝冰沥青路面结构的可靠性，完成对抗凝冰沥青混凝土配合比的三次设计
。
[0012]优选地，在设计施工工艺的过程中，根据一次设计结果
、
二次设计结果和三次设计结果，设置不同的抗凝冰路面工况进行试验段的铺筑，确定不同温度
、
降雪量
、
风速的因素条件下的抗凝冰路面结构参数变化情况，完成施工工艺的设计
。
[0013]优选地，在进行施工工艺的设计中，通过获取抗凝冰路面的监测数据，与设计工艺进行示范验证，对实体工程的施工与质量进行实时监控
。
[0014]优选地，在进行施工工艺的设计中，进行室内外抗凝冰试验和室外抗凝冰抗雪实验，获取碳纤维加热系统路面在自然环境下的工作特性，对施工工艺或实体工程的施工过程进行验证
。
[0015]本专利技术公开了以下技术效果：
1、
本专利技术通过运用系统通过在路面适当深度埋设碳纤维发热材料，以及在周边布置环境感应装备，能够实时监测路面温度
、
湿度
、
结冰
、
降雪等环境数据；然后利用通讯设施将数据传输至系统中心进行筛选，对路面结冰
、
积雪情况进行判定，最终确定是否开启加热系统
。
系统通电后，碳纤维发热材料释放出大量热能，融化道路上的积雪和冰块
。
发热模块最高工作温度不超过
65℃
，路面温度控制在1‑
2℃
，以此保障安全
、
节能
、
高效
、
环保的最佳融雪效果；
2、
本专利技术通过具体的试验，确定该抗凝冰系统的融雪（冰）效果以及抗凝冰沥青路面结构的可靠性，最后，结合室内室外试验所依托的工程示范段提出适合高原地区高速公路关键路段抗凝冰系统的设计和施工方法
。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0017]图1是本专利技术所述的方法流程示意图
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于高原高寒地区的抗凝冰沥青路面的施工设计方法，其特征在于，包括以下步骤：根据高原高寒地区的环境特征，通过碳纤维加热抗凝冰技术，形成抗凝冰沥青路面，对形成所述抗凝冰沥青路面的抗凝冰系统及其施工工艺进行一次设计；根据所述抗凝冰系统在不同环境下的升温速率，对所述抗凝冰系统的能源系统及其施工工艺进行二次设计；根据一次设计结果和二次设计结果，对抗凝冰沥青混凝土配合比进行三次设计；根据所述一次设计结果和所述二次设计结果，依据所述三次设计结果，通过分析高原地区高速公路的关键路段的积雪结冰情况，设计在所述关键路段，铺筑具有所述碳纤维加热抗凝冰技术的抗凝冰沥青路面的施工工艺
。2.
根据权利要求1所述一种用于高原高寒地区的抗凝冰沥青路面的施工设计方法，其特征在于：在进行一次设计的过程中，通过混凝土板的升温试验，获取发热线的布设间距
、
埋深，发热线的输入功率，环境的温度，发热线覆盖层材料的导热性能对混凝土升温的影响规律，同时根据风速和雪层覆盖的厚度对升温的影响，最终确定碳纤维发热线在混凝土中合理的布设工艺
。3.
根据权利要求2所述一种用于高原高寒地区的抗凝冰沥青路面的施工设计方法，其特征在于：在进行二次设计的过程中，通过对不同输入功率，不同环境下的混凝土板升温时间进行预测和分析，完成所述二次设计
。4.
根据权利要求3所述一种用于高原高寒地区的抗凝冰沥青路面的施工设计方法，其特征在于：在完成二次设计的过程中，通过在融雪过程中对温度应力进行分析，同时通过对凝土材料的各热性能参数，碳纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：王波，邓婕颖，吴彦茹，戴克伟，
申请(专利权)人：四川省交通建设集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：