隧道碳纤维材料融冰融雪系统施工

  隧道碳纤维材料融冰融雪系统施工

    一、工作原理

    电地暖系统是以电力为能源、发热电缆为热媒体，将电能转换

为热能，把热量以对流和辐射方式传递到房间。电地暖采暖系统是暖

通工程界公认的最理想、先进的采暖方式之一，该系统无污染、节能、易施工、管理方便。

    该采暖系统是把热缆安装在面层下混凝土中间，通电后，工作温

度为55℃-65℃, 通过混凝土面层导热将热量传递到室内，使室内的

温度升高，从而达到取暖的目的。

    二、系统优点

    1、安全：本产品有屏蔽层、接地线、保护层、无辐射、地下无接

头，取暖时老幼皆可启动，零维修，不存在安全隐患。

    2、环保：系统采用清洁、高效的电能，环保、卫生、舒适、寿命

长并且不直接产生废料、废气等。完全避免了传统供暖系统安装、维

修复杂、锅炉噪音和粉尘污染等危害，同时节约了水资源。

    3、经济合理：系统宜采用温度控制系统，在加热系统达到预定温

度后将加热系统关闭，已达到节能运行的目的。

三、设计碳纤维参数

根据设计施工图纸中信息结合本公司实际情况得出数据

碳纤维规格	线径	单位电阻	线功率	线长	表面温度
24K	5mm	17Ω/m	34W/M	9.6M	140℃

试验条件：试验环境20℃, 空气流动平稳，发热线裸露在空气中

碳纤维发热电缆用于公路隧道的融冰融雪主要作用于隧道的公路路

面将路面温度提升到3-5℃，对路面因降雪或山体渗水对路面形成的冰面进行加温融化。以此达到提高隧道涵洞的通行安全性。

设计功率：考虑到隧道涵洞的实际使用情况为在因降雪或山体渗水导致路面结冰的情况下开启，并在一段较短的时间内将路面冰层融化保证行车安全，因此必须在较短的时间是路面温度达到设定温度。

3.2路面的导热率：

路面层吸收热量后，一部分用于它本身的升温，一部分传送给临近的土壤或墙体。路面具有吸收、辐射、传导热量到临近土层的功能称为热导性。热导性的大小用热导率来表示，计算公式为：

A=t1—t2／dQ／AT或A=AT(tl-t2)／dQ

式中：λ—单位路面厚度(1cm)、温差为1℃时，每秒经单位断层(1cm)通过的热量，j／cm2．S．℃;

t1-路面温度，℃；

t2一相邻温度，℃；

d一路面厚度，mm；

Q一在一定时间内(T)流动的热量；

为方便土壤热导率的计算，现将土壤不同组合成分的导热率列表归类，见表1。

表1土壤不同成分的导热率(j／cm2·S．℃)

路面组成成分	导热率
石英	4．427·10﹣²
干沙粒	1．674·10﹣²

水泥	6．276·10-²
路面水	5．021·10-²
路面空气	2．092·10-²

3．4路面的热扩散率：是指在标准状态下，在上层垂直方向上每厘米距离内，1℃的温度梯度下，每秒流入1cm：路面断面的热量，使单位体积(cm’)路面所发生的温度变化，其计算公式：

D=λ／Cv

式中：D一路面的热扩散率

   λ一路面导热率；

    Cv--路面容积热容量；

3．1．5同过以上对影响路面热负荷的因素的分析，得出公式：K=1／αΝ+∑δ／bλ+Rκ+1／αn

经计算得出隧道路面融冰融雪所需配置功率为280W／M，铺设间距为12cm。

五、施工方法

1)将公路的基层做完并保证基层的平整性，施工方可根据需要选用抗压能力可达到标准的保温材料。(保温不硬性要求)

2)根据经过的种载车辆对道路的承重要求配置相应标号的钢筋并按照12cm×l2cm的规格焊接成网格结构，并铺设在做好的基层上。

3)将碳纤维发热线按照12cm的间距用扎带固定到金属网上，并经碳纤维的接头放置到预定的位置。

4)用均匀的豆石混凝土浇灌到发热电缆上，做成的路面层厚道要求高于8cm,具体的垫层厚度应根据使用方的具体承重情况增加垫层厚度。

5）在槽钢后用专用的发热电缆接头进行连接，并且连接功率足3000w后将连接冷线与主电源通过分支接头连接并放置到合理的位置固定。