利用淺層地熱能防治公路冰雪災害技術研究.pdf

1、公路冰雪災害每年都會對交通運輸造成嚴重影響。迄今為止，公路冰雪災害還沒有較好的防治措施。淺層地熱能具有儲量巨大、清潔、可再生等特點，可作為公路冰雪災害防治的一種新選擇。針對淺層地熱能道路冰雪災害防治技術，對公路構筑物基礎換熱技術、道路融雪模型以及路面?zhèn)鳠徇^程和溫度場進行了系統(tǒng)深入研究，構架了道路融雪化冰系統(tǒng)。主要內容如下:
　　1、利用地源熱泵技術(GSHP)與公路構筑物基礎結合，對橋梁樁基埋管、隧道埋管、路基基礎埋管等公路構筑物

2、基礎的換熱管道的布置方式以及溫度場的模型進行研究，對基于公路構筑物基礎埋管的換熱技術進行研究，為實現公路修建與淺層地熱能利用一體化奠定基礎。
　　2、對影響道路融雪系統(tǒng)設計的關鍵參數進行分析和對比，在此基礎上對Chapman模型、Kilkis模型、Ramsey模型三種經典的融雪負荷模型深入分析。結合各個模型的特點，考慮風速、環(huán)境溫度、相對濕度、降雪速度因素，提出了方便于公路工程實際應用的融雪模型。
　　3、針對瀝青混凝土路面

3、，建立了加裝換熱管道的路面模型，分析了道路內部和外部傳熱過程。結合公路結構物的邊界條件，建立了相應的數值模型，對管道埋深、流體溫度以及管道間距等因素對路面溫度的影響進行了分析研究，建立在不同情況下路表溫度與距離管道中心距離的關系。
　　4、提出了地源熱泵融雪系統(tǒng)的結構框架，對各個子系統(tǒng)的工作狀況進行了初步分析。借鑒地源熱泵系統(tǒng)在房屋建筑領域的評價指標，對公路地源熱泵融雪系統(tǒng)進行初步評價。
　　5、基于有限元分析軟件對橋梁樁基