冬季低温环境下,部分道路、桥梁或隧道口在外界环境温度、风力、湿度的综合作用下,易出现结冰现象导致路面摩擦系数的降低,易引发交通事故,对道路的通行能力和交通安全影响很大。目前用于道路除冰雪的方式较多,但存在人力物力消耗大、对路面结构物的损坏、融雪效率低等缺点。与其他融冰化雪方法对比,发热电缆加热法具有加热效率高、无污染、热稳定性好等优点,本文优选碳纤维发热线作为导电材料进行发热电缆加热法的路面融冰化雪研究。首先,通过分析日照条件、风速、湿度、温度等方面导致路面凝冰的原因,并根据道路设计、环境、路面条件等因素,研究总结高速公路凝冰高危路段的特性,提出危险性等级评价标准,作为判断内置碳纤维融冰路面技术的适用路段范围。其次,通过碳纤维发热线的结构与外皮、规格、直径等方面分析碳纤维发热线的材料特性,结合路面结构、施工便利性、融冰效率等特点,从碳纤维发热线的布设层位、铺设方式、布设间距等方面提出碳纤维发热线在沥青路面中的布设方法。然后,根据室内试验的研究,通过ABAQUS有限元软件,选取与室内试验相同的尺寸大小与环境条件,并分别选取合理的混凝土热物性参数,通过板表面的温度分布情况与实测值进行对比,验证该模型计算方法的可靠性。最后,构建以低温环境路面作为研究对象的内置碳纤维融冰路面温度场模型,模拟分析在可接受的预热时间的前提下,能满足的不同的外界环境温度和风速组合条件下所需的碳纤维发热线的铺装间距和铺装功率,并界定该方法的环境适用范围。