机场用导电混凝土工程应用及热功率优化研究

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1、硕士学位论文机场用导电混凝土工程应用及热功率优化研究研究生姓名：仝晔导师姓名：李龙海副教授2015年5月10日分类号：U8密级：公开UDC：625学号：1208022中国民航大学硕士学位论文机场用导电混凝土工程应用及热功率优化研究研究生姓名：仝晔导师姓名：李龙海副教授申请学位类别：工学硕士学科专业名称：交通运输规划与管理所在院系：机场学院论文答辩日期：2015年5月5日2015年5月5日ResearchonTheEngineeringApplicationsandPowerOptimizationofCleaningSnowandIceforAirportwithConductiveConcr

2、eteADissertationSubmittedtoCivilAviationUniversityofChinaFortheAcademicDegreeofMasterofScienceBYTONGYESupervisedbyAssProf.LILong-haiAirportCollegeCivilAviationUniversityofChinaApril2015中国民航大学学位论文独创性声明本人声明所呈巧的学位论文是我个人在导师指导下进巧的研巧工作及取得的研巧成果。尽我所人已经发表或撰写过的研巧成果，知，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他也不包含为获得中国民航

3、大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一同工作的同志。与我对本硏巧所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢盧。化’扯硏巧生签名：日期：中国民ｆｃ大学学位论文使用授权声明中国民航大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论支的复印件和电子文档、，可切采用影印缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的巧一致容巧。除在保密斯内的保密论文外，允许论文被査阅和借）阅，可｜＾＾公布（包括刊登论文的全部巧部分内容。论文的公布（包括刊登）授权中團民航大学研巧生部办理。巧巧化签名：导师盜名‘．化！円化与每期：：＾证摘要我国北

4、方机场在冬季都会遇到冰雪天气带来的各种问题，例如跑道湿滑造成的起降受限，甚至因为长时间的除冰雪工作造成航班大面积延误和取消，影响机场和航空公司的运行效益，甚至可能导致旅客不满出现过激行为引发安全事件；另外，机场还需要购置大量的除冰雪设备，日常的运行和维护成本也不容小觑。传统的机械除冰雪方式存在速度慢、效率低、耗时长、成本高的特点，喷洒卤盐等除冰液方式还可能造成水体和土壤的持续污染，为能及时、高效、快速、环保的解决机场除冰雪问题，各国也都在尝试新型的除冰雪方法，利用导电混凝土的电热性能就是其中一种较为先进、环保、安全、高效的除冰雪方式。碳纤维导电混凝土凭借其优良的导电性能和电加热特性，应用在机场

5、道面除冰雪工作时，具有速度快、效率高、不怕持续降雪、全道面同步除冰融雪、节省人力物力等优点；可以有效保障机场正常运行秩序，减少航班大面积延误；避免因大量使用除冰液造成的道面腐蚀；减少除冰液对机场周边的水体、土壤等造成的环境污染。论文拟通过四部分内容，解决导电混凝土在机场道面除冰雪应用的一些关键问题。（1）机场道面刻槽或压槽工艺分别对导电混凝土的电学性能和传热化雪的影响。通过伏安法测电阻，观察电阻的变化，记录相关数据，并通过相关计算得出电阻率的变化情况；计算导电混凝土试块因其表观面积改变后，电阻率的变化，并比较上述结果得出结论（2）通过ANSYS建模分析导电混凝土在日常使用阶段的温度应力大小并与

6、飞机荷载共同作用，模拟加电升温产生的温度应力以及荷载应力引起的层间剪应力是否会导致导电混凝土板剥离或者破坏。（3）导电混凝土层加电升温除冰雪的过程中，优化输入功率，在时间可控的前提下使得除冰雪能耗最低，控制运行成本是导电混凝土用于除冰雪实际可行的关键问题。应用有限的试验数据对有限元建模的可行性进行校验，然后通过有限元仿真计算得出最佳输入功率模式最终得出热和功率优化方案。（4）计算导电混凝土实际应用时建设成本和运营成本，进行成本核算，得出运营效益分析。III论文针对导电混凝土用于机场道面除冰雪所涉及的关键环节进行可行性研究，从结构安全性、电热功率优化到成本效益分析，多角度多方面进一步证明导电混凝

7、土在机场道面除冰雪应用的适用性和可行性。关键词：民用机场；机场道面；导电混凝土；热功率；成本分析IVAbstractInthenorthofChina,airportwillhaveiceandsnowinwinterwithallsortsofproblems,suchastakeoffandlandlimitedbecauseofslipperyrunway,evenlongtimeofthe