冬季路面结霜结冰以及降雪会造成路面的摩擦系数降低,容易引起交通事故,威胁人民群众的人身和财产安全。在相变过程中相变材料能够释放出大量的热量,将相变温度为0～5℃的低温相变材料掺入到混凝土中制备出相变储能混凝土,应用到路面桥面上能够起到一定的融雪化冰作用,延缓路面桥面结霜结冰的时间。本课题选用癸酸、辛酸(质量比为0.3:0.7)制备相变温度为0～5℃且相变潜热比较大的复合相变材料,借助时间-温度曲线和DSC曲线分析,制备的复合相变材料的相变温度为1.89℃,相变潜热为121.9J/g,满足实际应用的需求。由于癸酸-辛酸复合相变材料的导热系数比较小,传热性能比较差,需要改善其热物性。选择纳米铜粉、纳米氧化铝、纳米氧化铁和石墨粉作为添加剂来改善相变材料的热工性能。当石墨粉的质量分数为15%时,效果最佳,此时的相变温度为1.59℃,与癸酸-辛酸复合相变材料相比,添加了石墨粉的相变材料其相变时间为85min增加了13.33%,相变潜热为130.4J/g增加了6.97%,导热系数为0.529 W/(m·K)增加了91.67%。选用膨胀珍珠岩和陶粒作为载体材料,在真空吸附条件下膨胀珍珠岩和陶粒的吸附率分别为202.2%和27.5%。采用环氧树脂和水泥对膨胀珍珠岩进行封装造壳,经300次相变循环后,相变骨料的泄漏率仅为2.37%。采用直接混合技术,按照质量比用相变骨料替代混凝土中的细骨料。将相变混凝土和普通混凝土的力学性能、热性能和耐久性进行对比试验研究。随着相变骨料替砂率的增加混凝土的力学性能(抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度)都呈现出不断降低的趋势。当相变骨料的替砂率为30%时,仍能满足C30混凝土的使用要求;此时混凝土具有良好的相变性能,相变温度为2.5℃;通过试验验证,此时1m~3混凝土能够释放出13087.96k J左右的热量,能够达到延缓结霜结冰的效果。相变材料的加入对相变混凝土冻融循环后的质量损失和强度损失的影响不大;多次相变循环后,混凝土的相变温度几乎不变,释放的热量降低了10.53%,相变储能混凝土有良好的耐久性能,能够满足长期使用的要求。