Когда приближается зимний шторм, Джейлан может использовать это приложение, чтобы включить систему обогрева дорожного покрытия и, благодаря возможности видео в реальном времени, наблюдать, как тают снег и лед.В конце прошлой осени Джейлан и его группа исследователей из Программы устойчивого проектирования и исследований дорожных покрытий штата Айова установили две испытательные плиты из электропроводящего бетона размером 15 на 13,5 футов в перрон в юго-западном углу ангара Elliott Aviation на северной стороне. международного аэропорта Де-Мойна. Ангар находится в центре перрона авиации общего назначения, предназначенного для небольших самолетов.Джейлан, профессор гражданского строительства, строительства и охраны окружающей среды штата Айова, все еще работающий с телефонным приложением системы, вызвал фотографии плит во время одного из редких снегопадов этой зимой.
Фартук вокруг испытательных плит был покрыт слоем белого снега на дюйм или два; две плиты, отмеченные раскрашенными по диагонали красными полосами, были чистыми и сохли.«Мы доказали, что эта технология действительно работает», — сказал Джейлан. «Наша цель состоит в том, чтобы аэропорты оставались открытыми, безопасными и доступными.
Мы не хотим, чтобы воздушные суда поскользнулись и упали, а также занесло самолет за пределы взлетно-посадочной полосы. Наши технологии могут способствовать обеспечению безопасных условий и сокращению задержек».Стоимость обогрева тротуараЭто первое, о чем говорит Джейлан, отметив успех испытательных плит в аэропорту Де-Мойна: «Люди задаются вопросом, сколько это стоит».
Джейлан и его исследовательская группа подсчитали: при использовании 333 ватт на квадратный метр (примерно энергии, используемой тремя лампочками) в течение семи часов эксплуатационные расходы составляют около 19 центов на квадратный метр.Семи часов «более чем достаточно, чтобы растопить дюйм льда или снега», — сказал Джейлан.
Хотя стоимость установки будет выше, чем у обычных тротуаров, технология обогрева тротуаров также позволяет сэкономить на затратах на плуги, химикаты для борьбы с обледенением и очистку сточных вод от химических стоков.Али Нахви, аспирант в области гражданского строительства, строительства и охраны окружающей среды, член исследовательской группы Джейлана, анализирует экономику обогреваемых взлетно-посадочных полос в аэропортах.И пока, по словам Джейлана, данные Нахви говорят о том, что выгода больше, чем затраты.Как это работает
Джейлан, вызвав видео с тестовых плит на следующий день после небольшого снегопада, отметил, насколько они сухие.«Сейчас не идет снег, но все еще холодно, снег и лед на земле», — сказал он. «Это действительно здорово, как это работает».
Испытательные плиты из электропроводящего бетона состоят из 1% углеродного волокна и специальной смеси цемента, песка и горных пород. Углеродное волокно позволяет бетону проводить электричество, но есть некоторое сопротивление движущимся электронам, которое создает тепло.
Алиреза Сассани, докторант в области гражданского строительства, строительства и защиты окружающей среды, руководила исследованиями бетонной смеси. С помощью Национального центра технологии бетонных покрытий в штате Айова он подготовил сотни образцов бетона в лаборатории, чтобы найти правильное сочетание прочности на сжатие, прочности на разрыв, удобоукладываемости, долговечности и электропроводности.Испытательные плиты в аэропорту Де-Мойн имеют толщину 7,5 дюймов в два слоя: нижние 4 дюйма представляют собой обычный бетон, верхние 3,5 — это электропроводящий бетон. Между слоями расположены двенадцать металлических электродов, по шесть на пластину, по ширине каждой пластины.
Электроды подключаются к электросети ближайшего ангара.К плитам также подключены различные датчики: датчики температуры, тензодатчики, датчики влажности и многое другое. Рядом установлены две камеры наблюдения. И команда только что приобрела новейший исследовательский инструмент — высококачественную тепловизионную камеру.
Хешам Абдуалла и Саджед Садати, докторанты в области гражданского строительства, строительства и защиты окружающей среды, недавно продемонстрировали камеру, подав напряжение 70 вольт через испытательный образец электропроводящего бетона, который имел длину 14 дюймов, ширину 4 дюйма и толщину 4 дюйма.Али Арабзаде, еще один докторант в области гражданского строительства, строительства и защиты окружающей среды, установил тепловизионную камеру поблизости, и вы могли наблюдать, как нагреваются электроды, создавая тепловые изображения в красных и белых тонах.
Затем, когда углеродные волокна в тестовом образце распространяли электричество и тепло, изображения камеры меняли цвет от синего до зеленого и желтого. Через несколько минут камера зафиксировала температуру образца около 75 градусов.Перспектива аэропорта
Исследования Джейлана с подогревом тротуаров проводятся в рамках партнерства Центра передового опыта Федерального авиационного управления по повышению общей безопасности полетов, доступности и устойчивости, или PEGASAS. Партнерство было создано в 2012 году и возглавляется исследователями из Университета Пердью. Другие основные члены — из штата Айова, Университета штата Огайо, Технологического института Джорджии, Технологического института Флориды и Техасского университета AM.Центры передового опыта FAA устанавливают исследовательские партнерства с разделением затрат с федеральным правительством, университетами и промышленностью.
Исследователи PEGASAS изучают множество вопросов авиации общего назначения, включая технологии аэропортов, безопасность полетов и работу в условиях неблагоприятных погодных условий.Программа предоставляет около 2,2 миллиона долларов для полномасштабной демонстрации в штате Айова покрытых снегом и льдом покрытий аэродромов и других исследований нагретых покрытий. Университет пополняет эти средства.
После раннего успеха с подогревом тротуаров в лаборатории своего кампуса, Джейлан и его исследовательская группа были готовы перейти к более масштабным исследованиям. Это привело к обсуждению испытаний в аэропорту с Брайаном Белтом, директором по проектированию и планированию международного аэропорта Де-Мойн.
Белт сказал, что это первый крупный исследовательский проект в аэропорту. Он считал, что Эймс и штат Айова находятся всего в 40 милях от аэропорта, а Федеральное управление гражданской авиации является основным партнером аэропорта.«Координация с аэропортом — важное достижение, — сказал Джейлан. «Мы очень ценим сотрудничество».В ходе своих обсуждений Джейлан и Белт подумали, что было бы лучше и безопаснее провести начальные испытания на участке перрона аэропорта, прежде чем опробовать эту технологию в других частях аэропорта.
Джейлан отметил, что перроны являются наиболее загруженными местами в аэропортах, и их очистка от снега и льда занимает много времени, потому что большие плуги и другое тяжелое оборудование не могут работать в таких загруженных местах.Таким образом, Бельт определил площадку, и с помощью проектной группы из Foth Infrastructure and Environment в октябре и ноябре были установлены испытательные плиты.
Ремень трижды проверял на тестовых плитах в снежную или ледяную погоду.«Было восхитительно видеть, что это сработало», — сказал Белт, отметив, что Джейлан сейчас «пытается победить погоду», включив нагретые тротуары еще до того, как пошел снег.По словам Белта, он видит, что эта технология может быть полезна в воротах и вокруг них, где есть много наземного оборудования в аэропортах и активность сотрудников.
Он также сказал, что тротуары с подогревом будут большим подспорьем в передней части терминала с его тротуарами, пешеходными переходами и пандусами — он сказал, что требуется много работы, чтобы поддерживать чистоту и безопасность на территориях.«Определенно есть некоторые возможности для технологии», — сказал он.Но он сказал, что будет ждать и ждать, пока не будут проведены дополнительные испытания и не появится дополнительная информация об установке и эксплуатационных расходах.«Испытания еще не закончились», — сказал Джейлан.
Он сказал, что помимо сбора дополнительных данных о электропроводящем бетоне, команда вскоре добавит гидрофобное покрытие на одну из испытательных плит. Водоотталкивающее покрытие предотвращает прилипание снега и льда к асфальту, благодаря чему его намного легче сохранить чистым и сухим.
«Мы рассматриваем гибридные системы тротуаров с подогревом», — сказал Джейлан. «Мы думаем, что можем воспользоваться преимуществами нескольких технологий, чтобы аэропорты оставались открытыми и безопасными в зимний период».