《路面凝冰技术》PPT课件.ppt

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1、抗凝冰沥青混合料应用技术交通运输部科学研究院2015年4月1.研发背景2.主要研究成果3.应用实例4.经济社会效益分析主要内容抗凝冰材料的研发背景2008年我国出现五十年一遇的雨雪冰冻灾害。这一突发性自然事件，造成我国现有的公路基础设施严重受损，削弱道路的通行能力，造成了交通中断和恶性交通事故发生。据不完全统计，在这次雨雪冰冻灾害中，造成直接经济损失1516.0亿元、129人死亡。贵州、湖南、江西等19个省份直接经济损失达573亿元。处治大面积路面凝冰灾害刻不容缓项目背景项目背景初冬或残冬季节，气温冷暖交替，路面

2、表面极易形成凝冰，严重影响车辆的操作稳定性和行驶安全性，引起交通事故。项目类型项目名称时间西部科技项目高速公路早期凝冰预警及高危路段凝冰自动化处置技术研究2009～2013贵州交通厅项目贵州山区高速公路沥青路面自融冰技术研究2012~2014云南交通厅项目隧道口路面与桥面沥青混合料凝冻防治技术研究2013~2016吉林交通厅项目高寒地区沥青路面抗薄冰处治技术研究2012~2015内蒙交通厅项目寒冷地区高速公路蓄盐沥青路面自融冰技术研究2012~2014院基本业务项目高速公路抗凝冰沥青混合料应用技术研究2013~2

3、014抗凝冰路面技术依托科研项目汇总表主要研究成果主要成果凝冰环境条件标准抗凝冰改性剂研发抗凝冰功能性研究路用能性研究1234研究内容一：凝冰环境条件标准凝冰形成原因北方：白天的雪水融化，夜晚成冰南方：冻雨雨滴从空中落下，近地面的气温很低，在电线杆、树木、植被及道路表面都会冻结上一层晶莹透亮的薄冰，气象上称为“冻雨”。形成机制：1）融化过程：大于0℃的暖空气层覆盖在冷空气上，雪花（冰晶）在下落过程中经过暖层溶解为液滴，然后在经过近地面冷层冷却、再冻结。2）过冷却暖雨过程：中层没有大于0℃暖层存在，过冷却云滴通过碰

4、并过程增长，导致冻雨出现。冻雨形成机理建立了气象环境模拟实验室，制造风、雨、雾、高温、低温等环境条件仿真模拟产生路面凝冰的温度、湿度、风速与日照等要素，对路面凝冰机理及凝冰形成气象条件进行研究。多环境综合实验室-25℃试验环境远程操作控制平台研究内容一：凝冰环境条件标准Bayes判别理论将Bayes判别理论作为预测气象要素与凝冰相关性的理论依据。基本思想是假定对所研究的对象（总体）在抽样前已有一定的认识，常用先验分布来描述这种认识，然后给予抽取的样本再对先验认识作修正，得到后验分布，而各种统计推断均基于后验分布进

5、行。对路面凝冰影响最大的因素主要有环境温度、湿度和风速3个参量。输入向量X=[x1，x2，x3]，其中xi分别为x1环境温度、x2环境湿度、x3环境风速3个变量的语言变量。用Bayes判别分析，其先验概率为q1、q2、q3（由经验给出）出；x1，x2，x3的维密度函数分别为f1（x）=-2.1919xT-7.118；f2（x）=-0.8449xH+77.616；f3（x）=-0.2888xW+9.487。根据即可得到其概率值。计算模型11气象要素名称范围预测产生凝冰次数其中实际凝冰次数预报准确率%误报率%漏报率%

6、温度-10~02800966351948湿度>75%1518856564417风速0~10m/s36001018282471风向定向30301007331971单气象因素预测凝冰准确性分析气象要素名称范围预测产生凝冰次数其中实际凝冰次数预报准确率%误报率%漏报率%温度-10~01530123680.7183湿度>75%风速0~10m/s风向定向多气象因素预测凝冰准确性分析利用Bayes进行单、多气候因素相关性预测采用多气象要素预测凝冰的形成较为准确，准确率达80.7%凝冰形成的环境条件：气温介于-10℃～0℃，相

7、对湿度大于75%，风速0～10m/s，风向比较固定。研究内容二：抗凝冰改性剂研发方案一在毛细管压力及车辆碾压作用下，沥青混合料内部抑制冻结作用的盐分逐渐析出，从而降低道路表面水的冰点，抑制道路表面积雪结冰。去冰机理盐化物有效降低路面冰点到-20℃，阻止路面结冰。有效减缓盐化物的释放，在路面使用年限内控制盐化物匀速释放，保障其使用耐久性。对道路周边的土壤、植被、水源不造成破坏。有效保护桥梁，防止出现钢筋腐蚀，适用于对环保要求较高的道路环境。有助于使改性剂颗粒承受较强压力，避免其在混合料拌和过程中被破坏。缓释剂抗腐蚀

8、剂增强剂成分组成研究内容二：抗凝冰改性剂研发缓释性能研究第一种缓释剂第二种缓释剂编号掺量编号掺量1#10%4#10%2#20%5#20%3#30%6#30%投入水中计时，至完全溶解。用氯离子含量快速测定仪分析氯离子析出快慢及浓度。时间x=600s编号含量%浓度mol/L1#0.42790.01172#0.54190.01423#0.49100.01354#0.41940.