目前我国公路部门针对道路结冰的主要措施大都停留在被动式除冰、除雪思维定式下,如采用机械除雪,撒盐破冰等。这些措施不但需要大量的人力、物力,而且对环境的负面影响不容忽视,尤其是撒盐破冰,还极易造成桥梁的侵蚀性破坏。美国RMYM48/m2,其次为电热丝法中国沥青网sinoasphalt.com。国内外许多研究人员认为导电混凝土有潜力成为最经济有效的桥面除雪化冰方式。然而,常规的单层导电沥青混凝土的能量损失相对较大,即升温快,散热也快。为此,本文利用普通混凝土的导热能力较弱,而导电沥青混凝土导热性能较强且粘合性能好的特点,将一层复合多相导电沥青混凝土嵌入槽形的外围普通混凝土中。这样,充分利用普通混凝土的保温功能,从而防止了导电沥青混凝土充电发热时热量的大量损失10~m的导电沥青混凝土。在实验过程中,按体积比往导电沥青混凝土试块中掺入不同的碳纤维含量,得到碳纤维体积掺量与电阻率的关系表明,掺入(体积比(4.7%)时,体系中的电阻突然下降,变化幅度显著。此后,增加到约12%,电阻率突变前后相差25%后沥青混凝土的电阻率可降到m以下。另外,导电率随着石墨用量增加而增加,在石墨1:2时,导电率变化明显,是导电率突变的敏感区域。
据此,本文按体积比掺入20%的石墨粉制作导电沥青混凝土试样,并按单层导电沥青混凝土、嵌入式导电沥青混凝土2种导电沥青混凝土试件的表面温度,从而对比分析和研究各自的导热和散热特性。
实验过程及实验数据
单层导电沥青混凝土传热实验
①实验过程。单层导电沥青混凝土使用导电加热法,测试电压单位为A。分别观察和记录试件在干燥和湿润环境下的传热情况。②实验数据。以90min后断电,观察其传热及散热的过程。得到干燥及湿润状态下的温度变化值。
嵌入式导电沥青混凝土传热实验
嵌入式导电沥青混凝土试块充电a.根据单层导电沥青混凝土传热实验温度曲线可知:①在2.296℃2.456℃80min的断电时间内,在干燥和湿润二种环境下,单层导电沥青混凝土试块单位时间内温度表面温度平均下降/h和/h。90min的充电时间内,在干燥和湿润二种环境下,嵌入式导电沥青混凝土试块,即导电沥青混凝土—普通混凝土组合路面结构试块单位时间内表面温度平均上升/h和/h。②在0.15℃0.36℃c.进一步分析两个实验曲线可知:在湿润条件下,由于导电沥青混凝土内部碳纤维周围水汽的导电性和冷凝迁移,同干燥状态相比,导电沥青混凝土的导电传热能力进一步提高,表现出湿润条件下试块表面温度快速升高,这一现象更加贴近冰雪条件下的路面实际情况。;另一方面,同完全暴露在空气中的单层导电沥青混凝土相比,嵌入式导电沥青混凝土外围的普通混凝土,有效的隔绝了在空气中的热扩散。因此,对比单层导电沥青混凝土,嵌入式导电沥青混凝土的热效应明显提高,即在充电条件下融雪化冰能力大为加强。<span "="">e.此外:电流及电压均没有因为通电时间的增加而有明显的变化,即实验过程中电流、电压稳定,该技术可行。
结论
导电沥青混凝土除了能满足良好的路用性能外,还具有优异的电学性能,是一种新型的、多功能的沥青混凝土。嵌入式导电沥青混凝土组合路面结构,有机的利用了普通混凝土的绝缘保温功能及导电沥青混凝土自身优良的导电传热特性,从而防止了导电沥青混凝土充电发热时热量的大量损失,使导电沥青混凝土路面在充电条件下融雪化冰效果进一步明显。