[发明专利]一种适合桥面防治冰雪的碳纤维发热线及其布设方法

权利要求书

1.一种适合桥面防治冰雪的碳纤维发热线，其特征在于，所述碳纤维发热线包括碳纤维发热体、包覆在碳纤维发热体外的绝缘层，套设在绝缘层外的绝缘阻燃层，套设在绝缘阻燃层的PVC护套，碳纤维发热体由金属导线组成，该金属导线与电源线连接，所述绝缘层包括内绝缘层，外绝缘层，所述内绝缘层分为两层，第一层为玻璃纤维编织层、第二层为云母带编织层。

2.根据权利要求1所述的适合桥面防治冰雪的碳纤维发热线，其特征在于，所述绝缘层采用以下材料之一，玻璃纤维编织层、云母带编织层、聚四氯乙烯、聚全氟乙丙烯、氟橡胶，碳纤维发热丝按截面上碳纤维单丝的数量分为3000根单丝、6000根单丝、12000根单丝、24000根单丝四个型号，其电阻分别为140Ω/m，70Ω/m，31Ω/m，17Ω/m。

3.根据权利要求1所述的适合桥面防治冰雪的碳纤维发热线，其特征在于，所述绝缘阻燃层，其原料按重量份包括：聚乙烯45～85份，氯化三元乙丙胶10～15份，阻燃剂5～10份，2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.3～0.6份，双十二碳醇酯0.1～0.3份，硬脂酸丁酯0.1～0.5份，油酰胺0.2～0.4份，乙撑双硬脂酰胺0.1～0.5份，紫外线吸收剂0.4～1.5份，滑石粉2～6份，二硫化钼0.1～1.2份。

4.根据权利要求1所述的适合桥面防治冰雪的碳纤维发热线，其特征在于，碳纤维发热线冷热导线接头处理方法采用冷接方式、将冷线与冷线融为一体中的一种。

5.一种适合桥面防治冰雪的碳纤维发热线及其布设方法，其特征在于，碳纤维发热线在桥面铺装层中的布设高度分别设为13～15cm，布设间距为5cm～10cm，环境温度为-2℃，风速为2级，平均速度为2.5m/s，冰层厚度为5cm，采用扎丝将碳纤维发热丝按照U型走向绑缚在钢筋网上，碳纤维发热丝宜布设在钢筋侧面或底部，绑扎间距不超过20cm，最小弯曲半径为5倍发热线直径，其方法步骤如下：

1)室内试验的试件采用边长50cm、高19cm的混凝土板，其结构与桥面铺装层相同，在混凝土板的内部埋设多个电阻式温度传感器，混凝土板除上表面外，其余各面均包有聚苯乙烯泡沫塑料板；

2)在加热之前，首先将试件在冷库中-2℃条件下冷冻15小时以上，使试件的内部温度全部达到-2℃，并采用多档风速可调电风扇，通过调整电风扇与试件的距离使试件表面的风级达到2级；

3)在冰层成型后即开始通电加热，在加热过程中，外部环境条件一直保持不变；

4)采用单因素方差分析法分析碳纤维发热线的布设高度与混凝土温升的关系，在方差分析前通过社会科学统计软件(SPSS)进行方差齐性检验一确定实验数据满足方差分析条件。

6.根据权利要求5所述的适合桥面防治冰雪的碳纤维发热线及其布设方法，其特征在于，步骤1)中所述的电阻式温度传感器分别位于水泥混凝土铺装层顶部中心处和沥青混凝土下面层顶部中心处，所述混凝土板结构形式为10cm C50水泥混凝土+6cmAC-20沥青混凝土下面层+4cm SMA-13沥青混凝土上面层。

7.根据权利要求5所述的适合桥面防治冰雪的碳纤维发热线及其布设方法，其特征在于，所述步骤2)中每隔30分钟采用电子万用表测量埋设于试件内部的电阻式温度传感器的电阻值，其电阻值可以通过2K热敏电阻阻值温度对照表进行换算为对应的温度值。