《道路工程碳纖維電纜融雪抗凝冰技術(shù)規(guī)程》編制說明

江蘇省團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

《道路工程碳纖維電纜融雪抗凝冰技術(shù)規(guī)

程》

編制說明

華設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司

華設(shè)檢測(cè)科技有限公司

中能欣安科技股份有限公司

江蘇興緣高溫線纜有限公司

一、編制背景及意義

隨著現(xiàn)代公路運(yùn)輸體系快速、高效和安全理念的提出，在復(fù)雜氣

候條件下道路行車安全越來越受到交通管理者的關(guān)注。

不期而至的冰雪引起路面病害頻發(fā)，給行車帶來了隱患，嚴(yán)重威

脅駕乘人員安全。以服務(wù)未來“智慧交通、平安交通”的智能自感知

道路冬季路面冰雪養(yǎng)護(hù)為目標(biāo)，將應(yīng)用傳感器技術(shù)、信息傳遞技術(shù)、

算法綜合處理技術(shù)應(yīng)用于碳纖維電纜融雪抗凝冰技術(shù)，推動(dòng)路橋面冰

雪問題的解決。將安全管理從“人防”向“物防”、“技防”轉(zhuǎn)變，提

升復(fù)雜條件下交通運(yùn)輸本質(zhì)安全，這對(duì)降低交通事故率與交通事故損

失，保障人民群眾的正常生產(chǎn)生活，提升公路冬季養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，具有重

大的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)道路基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)水平的本質(zhì)提升和交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)

與發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。

現(xiàn)階段融雪抗凝冰技術(shù)已取得相關(guān)研究成果，但缺少系統(tǒng)化的施

工方法及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，施工與驗(yàn)收缺乏規(guī)范性的約束與指導(dǎo)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)

過于粗糙，工程質(zhì)量良莠不齊，融雪抗凝冰效果較差，資源浪費(fèi)，使

用壽命縮短，對(duì)路面性能產(chǎn)生不良影響。因此，制定與完善道路工程

融雪抗凝冰技術(shù)制度體系，是現(xiàn)階段急需解決的問題。

編制道路工程碳纖維電纜融雪抗凝冰技術(shù)規(guī)程適應(yīng)我國(guó)發(fā)展形

勢(shì)，明確融雪抗凝冰系統(tǒng)的術(shù)語和定義、材料、系統(tǒng)技術(shù)要求、系統(tǒng)

設(shè)計(jì)、施工技術(shù)控制、交工驗(yàn)收及運(yùn)行與維護(hù)等內(nèi)容，形成一套完整

的凝雪抗凝冰設(shè)計(jì)體系，指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)，保障道路行駛安全，提升道

路工程的服役水平。符合國(guó)家宏觀政策、方針和行業(yè)發(fā)展水平，基于

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質(zhì)量、安全、環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約等多方面的要求，充分考慮我國(guó)國(guó)

情、現(xiàn)階段技術(shù)發(fā)展水平，做到安全耐久、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、利

于環(huán)保、便于實(shí)施。

二、工作簡(jiǎn)況

任務(wù)來源：2021年6月，經(jīng)華設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司申報(bào)，

江蘇省綜合交通運(yùn)輸學(xué)會(huì)公路分會(huì)以《關(guān)于江蘇省綜合交通運(yùn)輸學(xué)會(huì)

2021年度團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)（公路部分）立項(xiàng)的通知》（蘇交學(xué)公[2021]6號(hào)）

文確定《江蘇省道路工程發(fā)熱電纜融雪抗凝冰技術(shù)應(yīng)用規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)立

項(xiàng)，于2021年9月22日對(duì)《江蘇省道路工程發(fā)熱電纜融雪抗凝冰技

術(shù)應(yīng)用規(guī)程》編制大綱進(jìn)行了評(píng)審，同意開展編寫工作，并建議將標(biāo)

準(zhǔn)名稱修改為《道路工程碳纖維電纜融雪抗凝冰技術(shù)規(guī)程》。

主編單位：華設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司

參與編寫單位：華設(shè)檢測(cè)科技有限公司、中能欣安科技股份有限

公司、江蘇興緣高溫線纜有限公司

編制組及其成員：顧迎春、劉亞樓、李波、朱啟洋、李清雯、張

聰、李佳莉、陳娟、柳欣、嚴(yán)浩、向多銳、李宏宇、闕育梅、吳忠良。

標(biāo)準(zhǔn)主要起草人及其所作的工作：顧迎春為本標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目負(fù)責(zé)

人，劉亞樓、李波主要負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)審查工作，張聰、李佳莉主要

負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)第1~2章編制工作，柳欣、陳娟主要負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)第3章編制工

作，朱啟洋、李清雯主要負(fù)責(zé)第4~5章編制工作，嚴(yán)浩、向多銳、吳

忠良主要負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)第6~7章及附錄A的編制工作，李宏宇、闕育梅

主要負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)第8章及附錄B的編制工作。

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完成時(shí)間：本團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)于2021年6月立項(xiàng)，計(jì)劃于2023年8月

完成。

三、起草階段的主要工作內(nèi)容

為保證本標(biāo)準(zhǔn)制定的科學(xué)性、有效性、實(shí)用性，標(biāo)準(zhǔn)編制組廣泛

收集了相關(guān)文獻(xiàn)資料，包括相關(guān)論文與研究報(bào)告、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)

準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)等。通過資料與調(diào)研分析，編制組在對(duì)道路工程碳纖維

電纜融雪抗凝冰技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及關(guān)鍵問題充分調(diào)研分析的基礎(chǔ)上，開

展專題研究，明確系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工控制的關(guān)鍵技術(shù)要求。本標(biāo)準(zhǔn)的制

定工作過程簡(jiǎn)述如下：

2021年3月，提交了標(biāo)準(zhǔn)申請(qǐng)材料。

2021年6月，標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)，成立標(biāo)準(zhǔn)編制組。由華設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股

份有限公司、華設(shè)檢測(cè)科技有限公司、中能欣安科技股份有限公司及

江蘇興緣高溫線纜有限公司技術(shù)人員組成標(biāo)準(zhǔn)起草小組，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)的

調(diào)研、起草、編制和修改。

2021年9月22日江蘇省綜合交通運(yùn)輸學(xué)會(huì)公路標(biāo)準(zhǔn)分會(huì)對(duì)《道

路工程碳纖維電纜融雪抗凝冰技術(shù)規(guī)程》編制大綱進(jìn)行了評(píng)審，同意

開展標(biāo)準(zhǔn)編寫工作。

2021年10月~2022年7月，標(biāo)準(zhǔn)編制組對(duì)碳纖維電纜融雪抗凝

冰技術(shù)的材料、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、質(zhì)量驗(yàn)收及運(yùn)行維護(hù)等關(guān)鍵內(nèi)容展

開調(diào)研及分析，總結(jié)研究成果，編制標(biāo)準(zhǔn)草案。

2022年8月~2023年1月，編寫組成員完成標(biāo)準(zhǔn)編制工作，形成

《道路工程碳纖維電纜融雪抗凝冰技術(shù)規(guī)程》征求意見稿，廣泛征求

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社會(huì)公眾和行業(yè)專家意見，并根據(jù)意見進(jìn)行修改完善。

2023年3月~2023年5月，組織專家對(duì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行技術(shù)審查（初

審），編制組根據(jù)專家意見進(jìn)行修改完善。

2023年7月，組織專家對(duì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行技術(shù)審查（終審），編制

組根據(jù)專家意見進(jìn)一步修改，形成團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批稿。

四、標(biāo)準(zhǔn)編制原則與國(guó)家法律法規(guī)、強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系

在制定標(biāo)準(zhǔn)過程中，標(biāo)準(zhǔn)編制組嚴(yán)格遵循以下標(biāo)準(zhǔn)化法律、法規(guī)、

規(guī)范的規(guī)定，與現(xiàn)行有關(guān)法律法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)相協(xié)調(diào)一致。本標(biāo)準(zhǔn)

起草的重要依據(jù)如下：

（1）《中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化法》《中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化法實(shí)

施條例》《江蘇省標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)督管理辦法》《江蘇省地方標(biāo)準(zhǔn)制定規(guī)程》等

法律、法規(guī)及制度；

（2）《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)

則》（GB/T1.1-2020）；

（3）城市道路工程技術(shù)規(guī)范（GB51286-2018）；

（4）公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTGB01-2014）；

（5）《道路工程碳纖維電纜加熱法融雪化冰技術(shù)規(guī)程》（湖北省

地方標(biāo)準(zhǔn)DB42/T1503-2019）。

本標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)道路工程碳纖維電纜融雪抗凝冰系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安

裝及運(yùn)行維護(hù)進(jìn)行規(guī)定，國(guó)家、部委尚無類似可直接參考標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)

準(zhǔn)合作編制單位曾作為主要起草單位編制了湖北省地方標(biāo)準(zhǔn)DB42/T

1503-2019《道路工程碳纖維電纜加熱法融雪化冰技術(shù)規(guī)程》，本標(biāo)準(zhǔn)

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在參考上述標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合江蘇省內(nèi)氣候特點(diǎn)、地形地貌特點(diǎn)、

道路交通運(yùn)輸條特點(diǎn)，提出了基于江蘇省實(shí)際情況的材料、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、

安裝及運(yùn)維要求，對(duì)該項(xiàng)技術(shù)在江蘇省的應(yīng)用具有重要指導(dǎo)作用。

五、標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容

本標(biāo)準(zhǔn)共包括8章和2個(gè)附錄。章節(jié)內(nèi)容主要包括范圍、規(guī)范性

引用文件、術(shù)語和定義、材料、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)安裝、質(zhì)量要求與驗(yàn)

收、運(yùn)行與維護(hù)。

“材料”包括：融冰雪系統(tǒng)的碳纖維電纜及其他輔助材料的技術(shù)

指標(biāo)要求。

“系統(tǒng)設(shè)計(jì)”包括：系統(tǒng)構(gòu)成、系統(tǒng)技術(shù)要求、系統(tǒng)主要參數(shù)設(shè)

計(jì)等內(nèi)容。

“系統(tǒng)安裝”包括：加熱電纜敷設(shè)、溫控系統(tǒng)的施工、傳感器的

敷設(shè)、填充層的敷設(shè)等，以及質(zhì)量、安全要求等內(nèi)容。

“質(zhì)量要求與驗(yàn)收”包括：融冰發(fā)熱模塊、傳感器、控制柜、電

纜、橋架等質(zhì)量要求，以及隱蔽部位、交工、竣工等各環(huán)節(jié)驗(yàn)收要求。

“運(yùn)行與維護(hù)”包括：系統(tǒng)運(yùn)行及維護(hù)的操作、培訓(xùn)、檢查、測(cè)

試等要求。

附錄主要包括加熱電纜單位面積鋪裝功率計(jì)算方式、適用范圍。

六、主要試驗(yàn)（驗(yàn)證）的分析、綜述報(bào)告，技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，預(yù)期的經(jīng)

濟(jì)效果

編制組在編制過程中，重點(diǎn)開展了以下研究。主要研究成果包括：

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1、研究碳纖維發(fā)熱電纜鋪設(shè)間距、埋深、輸入電流以及環(huán)境溫

度和風(fēng)力等因素對(duì)發(fā)熱效率的影響。

①設(shè)計(jì)系列試驗(yàn)，將碳纖維發(fā)熱電纜鋪設(shè)間距、埋深、輸入電流

以及環(huán)境溫度和風(fēng)力等因素列為影響因素；

②通過控制變量法逐個(gè)分析單因素對(duì)發(fā)熱效率的影響；

③在多因素耦合作用下展開進(jìn)一步深入研究；

④模擬省內(nèi)不同地區(qū)所處的氣候環(huán)境，制定出一套系統(tǒng)的鋪設(shè)方

案。

2、確定適合于江蘇道路特點(diǎn)的電纜鋪設(shè)方案和加熱控制參數(shù)。

①分析電纜對(duì)路橋面加熱而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力，根據(jù)施工段結(jié)構(gòu)參

數(shù)，通過ABAQUS建立三維有限元模型；

②對(duì)電纜鋪設(shè)方式產(chǎn)生的溫度應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)證分析，確定合理的電

纜鋪設(shè)方案；

③綜合考慮江蘇省內(nèi)地區(qū)氣候并非東北嚴(yán)寒地區(qū)，極寒氣候極少

出現(xiàn)，在中國(guó)氣象數(shù)據(jù)共享網(wǎng)站南京站點(diǎn)獲取工況數(shù)值模擬數(shù)據(jù)，利

用ABAQUS進(jìn)行數(shù)值模擬。

碳纖維電纜融雪抗凝冰技術(shù)，屬于路面熱力融雪法。將發(fā)熱裝置

埋設(shè)于路面，利用傳導(dǎo)到路表面的熱量融雪抗凝冰，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)

能，加熱效率高、操作簡(jiǎn)單、易于控制、清潔無污染，對(duì)周圍生態(tài)環(huán)

境無影響，具有非常重要的生態(tài)意義。冬季道路工程除冰雪方法及成

本對(duì)比如下表所示。在計(jì)算中，總成本等于建設(shè)成本、運(yùn)行成本之和，

建設(shè)成本等于設(shè)備費(fèi)、安裝費(fèi)、維護(hù)費(fèi)之和；運(yùn)行成本為材料費(fèi)和人

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工費(fèi)之和。碳纖維發(fā)熱電纜擁有良好的電熱效應(yīng)，電熱轉(zhuǎn)化效率可以

達(dá)到98%以上。使用碳纖維發(fā)熱電纜進(jìn)行路面融雪，能夠持續(xù)抑制路

面凍結(jié)，減少積雪率，節(jié)約冬季道路養(yǎng)護(hù)成本。雖然使初期投資有所

增加，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度考慮，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是顯著的。

表不同凝雪抗凝冰方法成本比較

凝雪抗凝冰方法建設(shè)成本（$/m2）功率消耗（W/m2）運(yùn)行成本（$/m2）

導(dǎo)電混凝土485165.4

熱水管1614736

蒸汽管378—2.1

紅外線發(fā)熱燈9675—

發(fā)熱電纜54323-4304.8

七、采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的程度及水平的簡(jiǎn)要說明

發(fā)熱電纜融冰雪技術(shù)在北美、北歐國(guó)家已經(jīng)有較多研究和應(yīng)用，

但未檢索到相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，因此未采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

八、重大分歧意見的處理過程和依據(jù)

本標(biāo)準(zhǔn)在起草過程中暫未出現(xiàn)重大分歧。

九、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議（包括組織措施、技術(shù)措施、過渡辦

法等內(nèi)容）

（1）加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)在公路或城市道路工程的應(yīng)用，推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施

建議道路主管部門、設(shè)計(jì)單位，在需采取融雪化冰措施的路段，

以及可能因冰雪導(dǎo)致交通安全事故多發(fā)的道路中，積極應(yīng)用碳纖維電

纜融雪抗凝冰技術(shù)。

（2）加大標(biāo)準(zhǔn)宣貫力度，深入學(xué)習(xí)，廣泛宣傳

在本標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，組織標(biāo)準(zhǔn)宣貫培訓(xùn)班，對(duì)相關(guān)各方單位的人員

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進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的宣貫培訓(xùn)。標(biāo)準(zhǔn)的宣貫工作不僅包括標(biāo)準(zhǔn)文本本身，還應(yīng)

包括標(biāo)準(zhǔn)的編