我国公路冰雪治理技术正处在发展阶段,主要集中在融雪剂的改进和抗冰雪路面研究两方面,热力冰雪防治的研究尚未构成系统,撒融雪剂仍是融雪化冰的主要措施。道路桥梁里程数的迅速增加,促进了主动冰雪防治技术的发展。道路热力冰雪防治技术是主动冰雪防治技术中适用范围最广、最具有发展潜力的一项技术。本课题在此背景下,以公路桥梁防冰系统为研究对象,开展了道路热力冰雪防治的理论研究。开发了一款适应于不同环境的道路防冰热力计算软件,提出防冰控制逻辑,对今后道路冰雪防治的设计和应用具有一定的价值。概括起来,本文主要研究工作如下:第一,本课题以传热学理论为基础,建立桥梁防冰非稳态传热模型,使用逆热传导方法推导了热负荷的计算过程。在Visual Studio 2013平台上,使用Visual C++语言将理论推导程序化,实现热负荷的数值计算。从桥面初始温度场可以看出,未加热时,桥面存在结冰可能,需要进行防冰处理。计算结果表明,在典型设计日气候条件下,桥梁加热防冰系统的热负荷为0~206W/m~2。第二,为降低系统设计容量,使用Fluent分析了不同加热负荷、不同加热时长的桥面温度场。通过分析不同加热启动时间、结束时间的桥面防冰效果和运行能耗,确定了桥梁防冰系统不同设计容量及其对应的最短运行时间。结果表明,系统设计容量为100W/m~2~200W/m~2能满足工程防冰要求,其中设计容量为100W/m~2,加热运行时间为23:40~06:00能最大限度减小运行能耗,节约运行成本。第三,结合流程图分析了桥梁防冰运行策略。首先介绍了根据逆热传导理论编写的桥梁防冰热力计算软件中所提到的ON/OFF控制和PID控制逻辑。然后提出了两种用于公路桥梁防冰运行的控制策略。