交通运输是国民经济的重要组成部分,各种交通设施保持通畅、运营良好是国民经济稳定、可持续发展的重要前提。但在我国冬季气温较低、降雪过多的地区会因道路路面积雪结冰过多而引发众多交通事故。这些事故不仅影响了正常的车辆、行人的通行,而且给我国经济造成了巨大损失。每年由于严重的交通事故造成的损失不计其数,所以道路的融雪化冰技术就成为当今社会研究的重要课题。目前,常用的融雪化冰技术主要有人工机械类、化学融雪剂类以及电热制加热融化类等。这些技术通常会存在效率低、适用范围有限、造价高昂、污染环境腐蚀路面等一系列问题,致使并不能充分的应用于清除道路上的积雪结冰。因此,研究智能、高效的融雪化冰技术就显得尤为重要。本论文的核心为以三维石墨烯/水泥发热体CMGA作为热源的智能发热路面结构,研究的内容主要分为以下几部分:(1)通过改进水热法与“自下而上”制备流程,制备得到的三维GA与复合材料都具有微观结构稳定、排列有序以及宏观上整体形貌饱满、没有裂纹,能够满足一定的使用需求等特点。(2)基于CMGA优异的焦耳热效应,构建了新型智能发热路面结构。通过设置多种参数,进行了室内的融冰实验,并研究了冰层厚度、环境温度等参数对于融冰所需总时间以及能量利用率的影响。(3)通过ANSYS的模拟,实现了实验与理论的结合。通过实际实验路面系统升温曲线与模拟的对比,验证了ANSYS模拟精度较高,并因此开展了阵列模式下的模拟研究。