在冬季,因路面结冰造成的交通事故屡见不鲜,这些交通事故往往会引起交通拥堵、道路封闭,不仅影响人们的生活出行,还会带来巨大的经济损失。目前对道路桥梁进行除雪的传统方法如人工打扫、机械除雪以及使用融雪剂等,都需要消耗大量的人力物力,并且其清除冰雪的效果不尽人意,还会对桥面及环境造成破坏。碳纤维发热线作为一种新型材料,具有导热性能好、耐高温以及使用寿命长等优点,采用碳纤维发热线作为桥面融雪化冰装置,能够有效解决目前所存在的问题。国内外学者对此进行了一定的研究,但真正实际应用相对较少。因此有必要进行更加深入的研究,使碳纤维发热线融雪化冰技术更加完善。对于选用碳纤维发热线作为桥面融雪化冰装置需要解决的问题,本文做了如下研究:(1)在传热学基础上,使用有限元软件建立了预埋碳纤维发热线的沥青混凝土桥面铺装层温度场模型。研究了环境温度、碳纤维发热线埋设深度、布设间距、发热线温度以及材料热物性参数等影响因素对桥面升温的影响,并总结其规律,提出合理的布设间距及埋置深度。(2)在建立了温度场模型的基础上,使用有限元软件对预埋碳纤维发热线沥青混凝土桥面加热过程中产生的温度应力进行分析,得出其分布规律。通过改变环境温度、碳纤维发热线表面温度及布设间距来分析其对桥面铺装层温度应力的影响。(3)对特定方案下不同环境温度及不同铺装功率融雪化冰所需时间进行了预测分析,计算了此时刻下预埋碳纤维发热线沥青混凝土桥面铺装层的温度应力,并对其规律进行了总结。(4)通过对预埋碳纤维发热线沥青混凝土试块在真实环境下的融雪化冰试验,验证了方案的可行性并对其融雪化冰效果有了直观的认识。