随着我国经济的快速发展,机场在运输行业中的地位越来越重要。在机场的正常运营中,如何高效清除冬季机场道路上的积雪和结冰始终是一个难题。机场道路进行融雪化冰所选用的方法需要同时满足即时性和安全性两个条件。传统方法存在燃料费用高、效率低、易腐蚀道路等不足,因此采用一种新型的融雪化冰方法具有重要现实意义。本文以武汉天河国际机场道路为依托进行机场混凝土道路模型碳纤维发热线融雪化冰试验研究,并对该方法今后应用到实际工程中提出相关建议。主要研究内容及成果如下:(1)分析各类融雪化冰方法的特点后,选用碳纤维发热线作为热源进行融雪化冰,设计并制作内置碳纤维发热线的等比例机场混凝土道路模型,在室内无冰无雪情况下进行道路模型预热温升试验,分析不同工况对预热时间、温度分布均匀性的影响。结果表明:加热功率越小、环境温度越低、风力等级越大所需预热时间越长,耗电量也越大;碳纤维发热线布设间距为10cm,在不同工况下表层温度分布均匀,且发热性能稳定。(2)采用碳纤维发热线技术进行道路融雪试验,研究不同因素对融雪效果的影响。结果表明:加热功率、环境温度、积雪厚度、风力等级分别与融雪时间、耗电量之间存在线性关系;在武汉地区,当环境温度为-2~-5℃、降雪等级为小雪~大雪(积雪厚度为2.4~7.5cm)、风力等级为0~3级时,采用480W/m~2加热功率在4h内可融化道路积雪,保障机场道路正常使用;对道路进行预热能有效缩短融雪时间,环境温度为-2℃、降雪等级为中雪~大雪(积雪厚度为3~6.25cm)、风力等级为0~3级时,加热功率采用350~480W/m~2,能有效缩短融雪时间约46.3%~55.8%;风力等级在480 W/m~2加热功率作用下每提升1级,融雪时间约延长0.31h,耗电量约增加0.15kW·h/m~2。(3)采用碳纤维发热线技术进行道路化冰试验,研究相同工况下的化冰情况,并与融雪试验对比。结果表明:化冰试验与融雪试验有着相似的结论,但融雪所需时间大于化冰;积雪和冰层均在路表温度达到0℃后开始融化,积雪和结冰融化完毕的路表温度基本稳定在4.5℃左右;在武汉地区,当环境温度为-2~-5℃、冰层厚度为3~5mm,风力等级为0~3级时,采用480W/m~2的加热功率,可在3.66h以内融化路表冰层。