融雪防冰关键技术分析及其道路应用发展趋势综述—毕业论文开题报告.doc

本科生毕业设计（论文）开题报告题 目：融雪防冰关键技术分析及其道路应用发展趋势综述学 院： 建筑工程学院 系 土木工程 专 业： 土木工程（道桥） 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 填表日期： 2013 年 3 月 2 日一、 选题的依据及意义：我国幅员辽阔，国土跨亚热带、北温带、北寒带三个温度带，东部位于东亚季风区，西部地处内陆，地形地貌多样，加之青藏高原大地形作用，影响我国的天气和气候系统复杂，我国成为世界上受气象灾害影响最为严重的国家之一。特别是近几十年来海温异常的影响，导致了大范围的海洋环流异常及低温雨雪冰冻灾害。 2008年我国大部分地区遭受低温雨雪冰冻天气影响，道路交通、电力运输、民航、通讯等行业遭受到了严重损失。特别是道路方面，因为雨雪覆冰，多地出现交通安全事故，乃至封闭交通，给居民出行造成严重不便。而目前的防除冰技术在工程中应用较为广泛的的也只有除冰盐、除冰剂、除冰车，不少新型的道路防除冰技术也正在不断研究中。我国防冰除冰技术主要用于道路交通、电力运输、通讯塔、飞机场以及飞机部件除冰等方面，由于各行业除冰要求以及除冰条件不同，所采取的的技术和措施也不同，以至于很难再行业之间进行交流。防冰除冰要考虑除冰效率、除冰率、环境保护、费用支出等一系列因素，各行业均由于不满足其中一条或几条的缘故，除冰技术在应用上难有突破性的进展。当前学者研究的道路防除冰方法主要有几个方面，主要是环保型除冰剂，新型高效除冰车，导热混凝土，自动防除冰路面铺装等。也得出不少成果，但是是否满足防除冰要求，在工程应用以及使用维护方面是否经济，这些还需要进一步的比较。从各行业防除冰应用着手，分析介绍了相关的防除冰技术，比较其防除冰技术的优越性，得出适合未来发展需要的有存在空间的技术，对于以后的相关研究及实际工程应用，具有指导性的意义。二、 国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）：国内外道路防除冰技术方法可以分为化学法、物理法、主动除冰法。由于现有的除冰盐除冰剂在工程应用中尚存在许多问题，目前市场上的化学除冰试剂主要是盐类和醇类，其中盐类以钠盐、钙盐、镁盐为主，醇类以乙二醇、丙三醇及其衍生物为主。鉴于除冰盐对路面的破坏腐蚀作用，一些专家学者提出了环保型除冰盐的概念。在原有除冰盐成分的基础上，增添其他成分，如甲酸钙、苯甲酸钙、贝壳粉、粉煤灰、矿渣等，以此来改善除冰盐性能，减轻对路面的腐蚀破坏。国外提出了一种名为“clearlane”的除冰盐，将氯化钠、氯化钙、氯化镁等盐类以一定配合比混合，以提高除冰盐性能。醇类融雪剂的除冰雪效果受环境温度影响较大，并具有反结冰现象，即一旦环境温度下降，被融化的积雪会再冻结成冰，使路面更滑，交通事故率更高。因此，近年来人们不断开发环保型融雪剂，具有无毒性和无腐蚀性的特点，如生物降解型融雪剂等，可以起到较好的效果。非氯盐类环保融雪剂如cma、尿素等，相对融雪效率低，对植物无危害，但是造价高，不易推广。尤其是cma,除冰高效，腐蚀小，但是密度低，粒径小，使用后易扬尘，并且价格昂贵，大概是氯化钠的十倍。由于有机酸盐类易降解，腐蚀低（几乎没有），有机酸盐的制备需要有机酸，增加了成本，许多人将此作为除冰剂的研究方向。1987年美国联邦公路局实施公路战略研究计划项目(sip)，由jack monson在道路非接触式除冰项目中又进行了研究2005年美国明尼苏达大学的hopstock提出了将铁燧岩作为沥青道路面层材料，以提高道路表层的微波吸收能力加速贴近路面的冰层融化，提高微波除冰效率美国明尼苏达州的自然资源研究所(nrri)已经转向吸收微波能力强的路面材料研究，并将修筑“微波路”，用于路面快速微波修补和快速除冰。2003年，国内原北方交通大学的徐宇工教授等使用微波炉做了部分微波除冰的室内实验。国内学者和一些公司也根据微波除冰原理，发明几种型号的微波除冰车，在一些小范围的机场、道路除冰中得到应用。并没有广泛投入到大规模的高速公路除冰中。近些年一些学者如焦生杰教授致力于提高微波除冰效率的研究，提出采用5.8ghz的频率应用到道路防除冰中，得出了一些成果。依靠热能加热除冰的研究较多。在路面加速加载试验体统中就有采用电热或水浴循环加热结构的应用。李岩峰等对采用内置发热电缆融雪化冰进行了研究。高一平介绍了太阳能融雪除冰的集热、蓄热与融雪工作原理。高青等介绍了利用地源热泵的融雪化冰技术。昆山新火车站也利用地源热泵做候车大厅的空调。pxie，sherif等相继开发导电混凝士，连通外部电力供应后，导电铺装层发热，融化冰雪。李卓球在国家自然科学基金“机场跑道智能化除冰系统的若干理论研究”对导电混凝土亦进行了研究。无论是地热、电热及太阳能除冰，由于建造成本与运行成本高，仅仅适用于局部重要路段。2002年国际道路协会(plarc)在日本举办了国际冰雪道路技术大会，会议将抗冻结路面技术作为冰雪道路主要的研究方向。抗冻结沥青混凝土路面主要分为化学类、物理类与物理化学综合类3种，蓄盐类路面和自应力弹性铺装目前已经在部分国家和地区得到应用，但是使用上仍存在各种问题需要改进。三、 本课题研究内容道路防除冰技术涉及各个学科，除冰手段多种多样，彼此之间并没有做过比较，分析其作用原理，及使用过程，找出其优点和缺点，并结合实际道路状况，提出防除冰技术的改进方向，指出道路防除冰技术的应用前景，为实际工程应用提供依据。四、 本课题研究方案 论文写作过程中，主要通过图书阅览、查询南昌大学图书馆万方、中国学术期刊网、人大复印资料，ei等文献数据库，以及其他方法来收集论文资料。简单介绍各个除冰方法的原理，研究现状，及发展前景，做出比较。五、 研究目标、主要特色及工作进度：(一)研究目标：1.总结目前各行业防除冰技术，提出改进的方案方法，促进工程建设的发展。2. 了解防除冰技术的发展方向。3. 探索合理的经济的道路防除冰技术，有利于工程安全经济的建设。（二）主要特色： 参考了国内外各个防除冰领域的最新科技应用，提出应用的工程建设中的设想。该文涵盖了道路、飞机场、飞机部位、水利等工程中的各项防除冰技术，是比较丰富的技术综述，内容更全。（三）工作进度：第一、二周（2013年2月26日至2013年3月12日）师生互选，确定指导教师，布置选题，查找资料第三 、四周（2013年3月13日至2013年3月26日）确定题目，撰写大纲、开题报告第五、六周（2013年3月27日至2013年4月9日）搜集文献资料第七、八周（2013年4月10日至2013年4月23日）整理笔记第九、十周（2013年4月24日至2013年5月8日）完成论文大纲及草稿第十一、十二周（2013年5月9日至5月22日）论文修改第 十 三、十四周（2013年5月23日至2013年6月1日） 论文材料补充整理第十五周（2013年6月2日至2013年6月8日）论文修改、打印、装订、答辩六、参考文献1 刘红瑛，郝培文道路除冰雪技术及其发展趋势j筑路机械与施工机械化，2008，25(11)：18-212 张洪伟，陈伦坤，张宝龙，潘文君. 抗冻结沥青混凝土路面国内外研究现状与进展j. 公路,2011(6):135-139.3 范杰，马颖除雪剂在除雪中的应用及