內(nèi)置碳纖維發(fā)熱線的融冰橋面設(shè)計(jì)與施工

陳紹輝+彭余華+鮑夢(mèng)捷

0 引言

在冬季，冰雪災(zāi)害給道路通暢和行車安全帶來重大的影響，每年道路的積雪結(jié)冰都會(huì)造成嚴(yán)重的交通擁堵，甚至誘發(fā)一系列的交通事故。傳統(tǒng)的融冰化雪方法需消耗大量的人力、物力，有的還會(huì)對(duì)環(huán)境造成不可估量的負(fù)面影響，無法達(dá)到令人滿意的融冰效果。

碳纖維發(fā)熱電纜加熱法在中國(guó)還處于起步階段[1-2]，本文在橋面結(jié)構(gòu)內(nèi)置碳纖維發(fā)熱線，通過室內(nèi)試驗(yàn)確定碳纖維發(fā)熱線布設(shè)間距、鋪裝功率、布設(shè)位置，并利用ABAQUS軟件分析出試驗(yàn)所用混凝土的熱性能參數(shù)，對(duì)瀝青混凝土熱物性參數(shù)、發(fā)熱線溫度、環(huán)境條件等不同影響因素進(jìn)行模擬分析，研究這些影響因素改變時(shí)橋面表面升溫速率變化，最后依托麻昭高速公路提出具體的碳纖維發(fā)熱線融冰雪的施工方法。

1 碳纖維發(fā)熱線融冰橋面室內(nèi)試驗(yàn)研究

中國(guó)高速公路橋面典型鋪裝形式為：4 cm上面層+6 cm中面層+10 cm水泥混凝土鋪裝層。室內(nèi)試驗(yàn)分別成型對(duì)應(yīng)厚度的試件，考慮施工便利性，碳纖維發(fā)熱線的埋設(shè)位置主要有：上中面層之間（圖1（a））；中面層與水泥鋪裝層之間（圖1（b））；水泥鋪裝層內(nèi)（圖1（c））。

由于水泥混凝土的鋼筋網(wǎng)間隔一般為10 cm，在水泥混凝土未凝結(jié)時(shí)，需要將發(fā)熱線與鋼筋網(wǎng)綁扎，故可先將發(fā)熱線間距假設(shè)為10 cm來探討發(fā)熱線埋設(shè)位置對(duì)橋面融冰的影響。試件尺寸如圖2所示。

1.1 碳纖維發(fā)熱線的埋設(shè)位置

試驗(yàn)時(shí)，發(fā)熱線間距取10 cm，發(fā)熱線線功率為35 W·m-1，試驗(yàn)環(huán)境為無風(fēng)，溫度設(shè)為-5 ℃，試件水平放置于高低溫交變箱內(nèi)，試件底部架空，上表面為散熱面。當(dāng)試件達(dá)到-5 ℃后，開始通電試驗(yàn)，發(fā)熱線上加載電壓為65 V，通電時(shí)長(zhǎng)2 h，通過溫度采集儀來獲取試件表面溫度隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)。不同鋪設(shè)方案下，試件表面溫度隨時(shí)間的變化如圖3所示。

由圖3可知，處于3 種不同位置的發(fā)熱線，2 h后表面溫度差異較大。發(fā)熱線位于水泥鋪裝層內(nèi)部的鋼筋網(wǎng)上時(shí)，表面溫度通電2 h后仍為-5 ℃，溫度最低且發(fā)熱效果最差；發(fā)熱線位于中面層與水泥混凝土鋪裝層之間時(shí)，相比前者效果更好；發(fā)熱線在上中面層之間時(shí)，通電2 h 后表面溫度達(dá)到了-0.4 ℃，在3種情況中溫度最高，效果最好，且隨通電時(shí)間的延長(zhǎng)，試件表面溫度逐漸升高。

為了防止瀝青面層溫度過高而影響其高溫穩(wěn)定性，需要將發(fā)熱線的溫度控制在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)。

1.2 碳纖維發(fā)熱線布設(shè)間距

為直觀獲取發(fā)熱線間距對(duì)導(dǎo)熱效果的影響，取發(fā)熱線間距分別為5 cm、8 cm和10 cm三種水平進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，發(fā)熱線均位于上中面層交界處，線功率為35 W·m-1。待試件與環(huán)境溫度均為-5 ℃時(shí)接通電路，加載65 V電壓，通電時(shí)間統(tǒng)一設(shè)定為2 h，溫度采集儀時(shí)間間隔設(shè)定為5 min，分別采集3種發(fā)熱線鋪設(shè)間距的試件表面溫升數(shù)據(jù)。圖4為3種布設(shè)間距下試件表面溫升對(duì)比。

從圖4可知：在加熱時(shí)長(zhǎng)相同的情況下，發(fā)熱線間距越小，試件表面同一測(cè)點(diǎn)處溫度越高，溫升效果越好。但若布設(shè)相同的面積，隨發(fā)熱線間距減小，需要的發(fā)熱線長(zhǎng)度增加；若采用刻槽方法布設(shè)碳纖維，需要的人工消耗大，且耗時(shí)也越長(zhǎng)。因此，綜合考慮施工難易程度、經(jīng)濟(jì)成本及溫升效果，發(fā)熱線布設(shè)間距采用10 cm較為合適。

1.3 碳纖維發(fā)熱線的鋪裝功率

為確定發(fā)熱系統(tǒng)鋪裝功率對(duì)試件表面溫升狀況的影響，選取6種鋪裝功率：200、400、600、800、1 000、1 200 W·m-2。發(fā)熱線間距選用10 cm，埋設(shè)位置位于上、中面層之間，試驗(yàn)在環(huán)境溫度為-5 ℃且無風(fēng)的條件下進(jìn)行。6種鋪裝功率與對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)輸入電壓見表1。

待試件溫度降至-5 ℃時(shí)接通試驗(yàn)電路，按表1中的電壓對(duì)發(fā)熱線進(jìn)行加載，通電1 h采集各種情況下試件表面溫升數(shù)據(jù)，設(shè)定數(shù)據(jù)采集間隔為300 s，得到表面溫升數(shù)據(jù)并繪制曲線，如圖5所示。

由圖5可知：隨著鋪裝功率增大，試件表面最終溫度升高；當(dāng)鋪裝功率高于800 W·m-2時(shí)，試件表面最終溫度的升高尤為明顯，最高達(dá)到了3.4 ℃，而鋪裝功率為200～800 W·m-2時(shí)，表面最終溫度差異不大，均在-2 ℃～-1 ℃左右；通電1 h，400～800 W·m-2功率下的溫度上升較為平緩，而800 W·m-2功率以上試件的溫度上升幅度較大。同時(shí)，不同鋪裝功率下發(fā)熱線能達(dá)到的穩(wěn)定溫度值差異較大，如表2所示。

從表2可看出，當(dāng)鋪裝功率逐漸增大時(shí)，發(fā)熱線表面溫度也隨之增加。當(dāng)鋪裝功率大于600 W·m-2時(shí)，電纜表面溫度已超過45 ℃，對(duì)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性可能會(huì)造成影響。

因此，為降低運(yùn)行成本，保證系統(tǒng)能實(shí)時(shí)地融冰化雪，同時(shí)兼顧發(fā)熱線溫度不能過高等因素，在與試驗(yàn)環(huán)境相同的情況下，發(fā)熱系統(tǒng)的鋪裝功率可采用400 W·m-2。

2 內(nèi)置碳纖維發(fā)熱線融冰有限元仿真模擬

為了分析內(nèi)置碳纖維發(fā)熱線橋面的傳熱過程，利用ABAQUS有限元軟件模擬不同環(huán)境下發(fā)熱線融冰化雪效果，并與室內(nèi)試驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，并對(duì)瀝青混凝土的熱物理性能參數(shù)、發(fā)熱線溫度、環(huán)境條件等進(jìn)行模擬分析，為選取碳纖維的規(guī)格提供依據(jù)[3]。

2.1 混凝土熱性能參數(shù)分析

通過ABAQUS軟件初步設(shè)定混凝土熱性能參數(shù)，采用試錯(cuò)法來確定室內(nèi)試驗(yàn)所用混合料的導(dǎo)熱系數(shù)。試錯(cuò)法的基本流程為：設(shè)定一個(gè)導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)混凝土板的加熱過程進(jìn)行模擬，將該導(dǎo)熱系數(shù)計(jì)算出的混凝土板溫度場(chǎng)分布與混凝土板升溫實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比，如果溫度場(chǎng)模擬值較試驗(yàn)值偏小，則調(diào)大導(dǎo)熱系數(shù)，反之則調(diào)小，直至模擬值與實(shí)測(cè)值差異較小。

2.1.1 試驗(yàn)方案

測(cè)算瀝青面層的導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)，取發(fā)熱線位于上中面層之間，線間距為10 cm，鋪裝功率為400 W·m-2；測(cè)算水泥混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)，取發(fā)熱線位于水泥鋪裝層內(nèi)部，距中面層底部4 cm，線間距為10 cm，鋪裝功率為628 W·m-2。

2.1.2 試算過程

在混凝土板的升溫計(jì)算過程中，分別選取不同數(shù)值的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容。通過板表面溫度分布以及板表面最低溫度升溫曲線的ABAQUS模擬值與實(shí)測(cè)值對(duì)比，使誤差控制在1 ℃以內(nèi)，從而確定混凝土試件的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容。圖6所示為試算出各層位熱物理性能參數(shù)時(shí)實(shí)測(cè)值與模擬值的對(duì)比曲線。

從圖6可以看出，通過ABAQUS模擬出的數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)結(jié)果吻合較好。各層位混凝土熱物理性能參數(shù)見表3。

2.2 混凝土熱性能參數(shù)的驗(yàn)證

為驗(yàn)證通過試算得到的各層材料熱物性參數(shù)的準(zhǔn)確性，取表3中數(shù)據(jù)對(duì)1.3中的情形進(jìn)行模擬計(jì)算，將實(shí)測(cè)值與模擬值對(duì)比，得到圖7所示結(jié)果。

從圖7可看出，模擬值與實(shí)測(cè)值的誤差較小，在能接受的范圍之內(nèi)，因此認(rèn)為采用表3中各層材料的熱物理性能參數(shù)進(jìn)行有限元模擬分析時(shí)，可以較好地反應(yīng)實(shí)際的升溫狀況。因此，可在不同環(huán)境下通過ABAQUS有限元軟件進(jìn)行溫升模擬，為選取碳纖維的規(guī)格提供分析依據(jù)。

2.3 橋面融冰影響因素研究

2.3.1 瀝青混凝土熱物性參數(shù)影響研究

為研究瀝青混凝土熱物性參數(shù)對(duì)橋面表面溫度的影響，分別取不同的瀝青混凝土密度、導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容值，在發(fā)熱線埋深4 cm、環(huán)境和鋪裝層結(jié)構(gòu)初始溫度為 -5 ℃、發(fā)熱線表皮溫度為40 ℃且無風(fēng)的情況下通電4 h，模擬參數(shù)變化對(duì)升溫速率的影響。

混凝土的密度可通過室內(nèi)試驗(yàn)實(shí)測(cè)計(jì)算得出。由于各種混凝土配合比、材料等不同，密度有差別，具體以實(shí)測(cè)結(jié)果為準(zhǔn)。上面層瀝青混凝土密度分別為2 200、 2 300、2 400、2 500、2 600 kg·m-3，通電4 h后，不同密度下對(duì)應(yīng)的混凝土板表面升溫速率曲線如圖8所示。

從圖8可以看出，隨著瀝青混凝土密度的增加，升溫速率降低。因此，減小瀝青混合料密度可提高瀝青混合料的導(dǎo)熱性能。

導(dǎo)熱系數(shù)是指在單位溫度梯度作用下物體內(nèi)所產(chǎn)生的熱流密度，表征物體導(dǎo)熱能力的大小，單位為W·m-2·℃-1。影響瀝青混凝土導(dǎo)熱系數(shù)的因素主要有集料、空隙率、橋面的表面構(gòu)造、油石比、含水率以及導(dǎo)熱填料等，其中集料對(duì)瀝青混凝土的導(dǎo)熱性能起決定性作用。因此，要得到某一特定導(dǎo)熱系數(shù)的瀝青混凝土，需要借助試驗(yàn)檢測(cè)。混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)可先參考資料[4]中的范圍值，用試錯(cuò)法通過有限元軟件模擬得出結(jié)果，再與室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)比后確定。

取瀝青混凝土導(dǎo)熱系數(shù)分別為0.5、1、1.5、2、2.5 W·m-2·℃-1。通電4 h后，不同導(dǎo)熱系數(shù)下對(duì)應(yīng)的混凝土板表面升溫速率隨導(dǎo)熱系數(shù)的變化曲線如圖9所示。

由圖9可以看出，隨著瀝青混凝土導(dǎo)熱系數(shù)的增大，表面升溫速率呈幾何增長(zhǎng)?？上蚧旌狭蟽?nèi)添加一些能夠提高其導(dǎo)熱系數(shù)的材料來增大表面溫升速率。

比熱容是單位質(zhì)量的物質(zhì)提高（或降低）單位溫度所吸收（或放出）的熱量，其單位是J·（kg·K）-1。測(cè)定均質(zhì)材料比熱容的方法有混合法、差分比熱量熱法、差示掃描量熱法及點(diǎn)熱量熱法等[5]。

取瀝青混凝土比熱容分別為800、900、1 000、 1 100、1 200 J·（kg·℃）-1。通電4 h后，不同瀝青混凝土比熱容下對(duì)應(yīng)的混凝土板表面升溫速率隨比熱容的變化曲線如圖10所示。

從圖10可以看出，隨著瀝青混凝土比熱容的增大，表面升溫速率不斷減小。主要原因是：比熱容越大，混凝土儲(chǔ)熱能力也隨之增強(qiáng)，因此吸熱、放熱的速度都會(huì)降低。

2.3.2 發(fā)熱線表面溫度影響研究

取發(fā)熱線表面溫度分別為20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃，埋深4 cm，線間距為10 cm，環(huán)境溫度和鋪裝層結(jié)構(gòu)初始溫度設(shè)定為-5 ℃，無風(fēng)，運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)4 h。不同發(fā)熱線溫度下對(duì)應(yīng)的混凝土板表面升溫速率隨電纜溫度的變化曲線如圖11所示。

從圖11中可以看出，隨著發(fā)熱線表面溫度的升高，表面升溫速率不斷變大。

2.3.3 表面熱交換系數(shù)影響研究

橋面表面綜合換熱系數(shù)為對(duì)流換熱系數(shù)和輻射換熱系數(shù)之和。由于路面溫度等未知，研究中多將綜合換熱系數(shù)作為常數(shù)處理，但忽略了風(fēng)速對(duì)熱交換系數(shù)的作用，影響分析的準(zhǔn)確性。所以綜合熱交換系數(shù)的取值，推薦采用下式計(jì)算

其中

式中：hcf為熱交換系數(shù)，hc為橋面表面和大氣產(chǎn)生熱交換的換熱系數(shù)，qf為路面輻射系數(shù)（W·m-2·℃-1）；Vf為日平均風(fēng)速值（m·s-1）；ε為路面發(fā)射率（即黑度），瀝青路面取0.81；δ為Stefan-Boltzmann常數(shù)（即黑體輻射系數(shù)），取5.67×10-8W·m-2·K-4；Ts為路表溫度（℃）；Tz為絕對(duì)零度值（273 ℃）；Ta為大氣溫度（℃）。

根據(jù)環(huán)境條件的不同，取模型表面熱交換系數(shù)分別為10、13、19、26、34、44 W·m-2·℃-1，發(fā)熱線溫度為40 ℃，間距10 cm。通電4 h，不同表面熱交換系數(shù)下對(duì)應(yīng)的混凝土板表面升溫速率隨熱交換系數(shù)的變化曲線如圖12所示。

從圖12中可以看出，隨著表面熱交換系數(shù)的增大，橋面表面的升溫速率不斷減小。

2.3.4 沿厚度方向溫度變化研究

在1.1中，通過試驗(yàn)實(shí)測(cè)了發(fā)熱線位于不同埋設(shè)位置時(shí)的升溫狀況，得出發(fā)熱線位于中面層與上面層之間時(shí)升溫效果較好，所以在該位置對(duì)發(fā)熱線沿厚度方向的溫度變化進(jìn)行仿真模擬。

取埋置深度為4 cm（距模型表面距離），發(fā)熱線布設(shè)間距10 cm，環(huán)境溫度和鋪裝層結(jié)構(gòu)初始溫度設(shè)定為5 ℃，發(fā)熱線表皮溫度為40 ℃，無風(fēng)，運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)為4 h，研究發(fā)熱線布埋深變化時(shí)橋面表面溫度變化情況。

圖13為模型最終溫度云圖，從圖中可以看出，靠近發(fā)熱線區(qū)域溫度最高，遠(yuǎn)離發(fā)熱線區(qū)域溫度最低。當(dāng)埋置深度為4 cm時(shí)，溫度場(chǎng)呈軸對(duì)稱。取模型左上角為坐標(biāo)原點(diǎn)，每間隔0.03 m設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn)來觀測(cè)其溫度最終值，計(jì)算得出表面最低溫度與最高溫度之間相差僅為1.5 ℃，表面溫度均勻性較好。

因此，考慮到路面結(jié)構(gòu)層的施工連續(xù)性、升溫速率、均勻性等因素，發(fā)熱線的埋設(shè)深度為4 cm時(shí)效果最佳。類似地，路面結(jié)構(gòu)為3層時(shí)，發(fā)熱線布設(shè)位置應(yīng)位于上中面層之間；若路面結(jié)構(gòu)為2層，則發(fā)熱線應(yīng)位于上下面層之間。

3 內(nèi)置碳纖維發(fā)熱線融冰技術(shù)的工程應(yīng)用

3.1 工程概況

選取麻昭高速公路易發(fā)生凝冰路段——左幅上高橋隧道出口至打堡寨2#隧道入口之間（K43+064.50～K43+114.50）全長(zhǎng)50 m橋（路） 面作為試驗(yàn)段。在K43+071和K43+101兩處安裝橋梁伸縮縫，需空出各1 m 的距離，實(shí)際鋪裝區(qū)長(zhǎng)度為48 m。該工程主要采用碳纖維內(nèi)置于橋面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部，通電后形成發(fā)熱體，經(jīng)過瀝青上面層傳熱至橋面，使得橋面表面溫度高于冰點(diǎn)。

3.2 施工技術(shù)要求

目前較為成熟的碳纖維發(fā)熱線鋪設(shè)方式主要分為以下2種：一種為制成碳纖維發(fā)熱格柵鋪設(shè)，另一種是刻槽。2種鋪設(shè)方式優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比分析如表4所示。

由于橋面鋪裝較薄，發(fā)熱格柵的存在將直接影響層間粘結(jié)，容易造成瀝青面層的推移、擁包，大大縮短橋面鋪裝的使用壽命；而通過刻槽方式將碳纖維發(fā)熱線鑲嵌于中面層表面，不影響上面層攤鋪碾壓施工，且對(duì)層間粘結(jié)的影響也較小。因此，本項(xiàng)目選用刻槽方式對(duì)碳纖維發(fā)熱線進(jìn)行鋪設(shè)并固定。

進(jìn)行刻槽時(shí)，刻槽的深度與寬度根據(jù)所選取的碳纖維發(fā)熱線規(guī)格確定，該工程刻槽主要分為3類：Ⅰ類槽橫跨行車道，用于埋置碳纖維發(fā)熱線；Ⅱ類槽位于超車道左側(cè)，用于埋置發(fā)熱線冷熱導(dǎo)線相接的K型接頭；Ⅲ類槽用于埋置冷線與冷線接頭。施工時(shí)應(yīng)選擇合適的刻槽機(jī)械，其工作性能需滿足以下要求：Ⅰ類槽寬約5 mm，深10 mm，單條槽長(zhǎng)15 m，槽間距10 cm，全橋面范圍刻槽，轉(zhuǎn)角部位建議選用圓角；Ⅱ類槽寬80 mm，深25 mm，單條槽長(zhǎng)1 m；Ⅲ類槽寬30 mm，深25 mm，單條槽長(zhǎng)約8.5 cm。單組碳纖維電纜路面刻槽如圖14所示。

刻槽結(jié)束后，對(duì)凹槽進(jìn)行清理，即可進(jìn)行發(fā)熱線的鋪設(shè)，發(fā)熱線鋪設(shè)在Ⅰ類槽內(nèi)。在實(shí)際施工應(yīng)用時(shí)，5根電纜與K型連接器預(yù)制在一起，統(tǒng)一布置。必要時(shí)每條槽內(nèi)澆灑SBS改性瀝青將發(fā)熱線粘結(jié)在槽內(nèi)。K型連接器放置于Ⅱ類槽內(nèi)，連接電線放置于Ⅲ類槽內(nèi)并固定好。單組碳纖維電纜布設(shè)如圖15所示。

待整個(gè)發(fā)熱線系統(tǒng)鋪設(shè)完畢，應(yīng)進(jìn)行5～10 min通電測(cè)試，若正常運(yùn)行則表示發(fā)熱系統(tǒng)安裝及使用無任何質(zhì)量問題。反之應(yīng)立即檢查，發(fā)現(xiàn)損壞電纜應(yīng)立即返工。

3.3 施工方案

（1）刻槽時(shí)應(yīng)先劃線，后刻槽。碳纖維電纜必須嵌入槽內(nèi)，不得露出中面層。線材安裝位置應(yīng)避開橋梁的伸縮縫。在全段開始刻槽之前，應(yīng)首先進(jìn)行試刻，明確刻槽機(jī)具的選用與碳纖維的安裝工藝。

（2）發(fā)熱線的布設(shè)不宜與其他單項(xiàng)工程交叉施工，施工時(shí)應(yīng)盡量避免有尖銳的器械直接碰觸發(fā)熱線；鋪設(shè)前確認(rèn)電纜冷線預(yù)留管、配電箱線管等的預(yù)留、預(yù)埋工作已經(jīng)完畢；防撞墻預(yù)留孔位應(yīng)保證通透。

（3）不宜在-5 ℃以下的施工環(huán)境中安裝電纜，當(dāng)環(huán)境溫度降低，電纜變硬不宜安裝時(shí)，可以適當(dāng)加熱電纜。發(fā)熱線放置在槽內(nèi)應(yīng)盡量避免有凸起現(xiàn)象，以免攤鋪機(jī)工作時(shí)將發(fā)熱線卷起。如果在安裝中道路角隅處下承瀝青面層有損壞，無法固定碳纖維發(fā)熱線，可使用鋼釘固定。

（4）發(fā)熱線布設(shè)結(jié)束后，應(yīng)立即開始上面層的攤鋪、碾壓等工作，避免裸露在外的發(fā)熱線遭到破壞。

4 結(jié)語

（1）針對(duì)碳纖維發(fā)熱線在橋面結(jié)構(gòu)內(nèi)的3種布設(shè)位置進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)，結(jié)果表明：發(fā)熱線位于上面層與中面層之間時(shí)，發(fā)熱效率最高；發(fā)熱線位于中面層與水泥混凝土鋪裝層之間時(shí)，融冰耗時(shí)過長(zhǎng)；發(fā)熱線位于鋪裝層內(nèi)部時(shí)，表面溫度幾乎無變化。因此，當(dāng)路面結(jié)構(gòu)為3層時(shí)，發(fā)熱線布設(shè)位置應(yīng)位于上中面層之間；若路面結(jié)構(gòu)為2層，則發(fā)熱線應(yīng)位于上下面層之間。

（2）發(fā)熱線間距越小，升溫速率越快，橋面融冰化雪所需時(shí)間越短。綜合考慮到發(fā)熱線成本、固定發(fā)熱線的工作量等因素，在實(shí)際施工中發(fā)熱線間距采用10 cm較為合理。

（3）室內(nèi)試驗(yàn)表明，隨著鋪裝功率的增大，發(fā)熱線溫度也隨之升高，橋面表面達(dá)到同一溫度所需時(shí)間逐漸縮短。為降低發(fā)熱系統(tǒng)運(yùn)行成本，發(fā)熱線溫度不宜超過45 ℃，同時(shí)又保證系統(tǒng)能實(shí)時(shí)地進(jìn)行融冰化雪，發(fā)熱系統(tǒng)的鋪裝功率建議采用400 W·m-2。

（4）在假設(shè)混凝土導(dǎo)熱系數(shù)的前提下，采用ABAQUS軟件模擬混凝土板的加熱過程，并利用室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，調(diào)整導(dǎo)熱系數(shù)，獲取了各層混合料熱物理性能參數(shù)。

（5）利用有限元軟件分析瀝青混凝土熱物性參數(shù)、發(fā)熱線溫度、環(huán)境條件等因素對(duì)融冰橋面溫升的影響，得出結(jié)論：隨著瀝青混凝土密度的增加，升溫速率降低；隨著瀝青混凝土導(dǎo)熱系數(shù)的增大，表面升溫速率呈幾何增長(zhǎng)；隨著瀝青混凝土比熱容的增大，表面升溫速率不斷減??；隨著發(fā)熱線溫度的升高，表面升溫速率不斷變大；隨著表面熱交換系數(shù)的增大，橋面表面的升溫速率不斷減小。

（6）選取麻昭高速公路易發(fā)生凝冰的路段，根據(jù)其項(xiàng)目的具體情況提出了內(nèi)置碳纖維發(fā)熱線融冰技術(shù)的鋪設(shè)施工方法。

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