利用碳纤维发热线加热融化桥面冰雪对保障车辆安全通行具有重要的意义。为了解决桥梁内置碳纤维发热线设计理论不足的问题，该文分析了桥面热能交换过程，提出采用综合换热系数表征潜热通量与对流换热量，成型C50水泥混凝土+AC-20沥青混凝土+SMA-13沥青混凝土大板试件进行室内温升试验模拟碳纤维发热桥面的加热过程，基于能量守恒定律研究了碳纤维发热桥面的热量耗散机理。研究结果表明：对流换热和潜热是影响碳纤维发热桥面热量耗散的主要方式;温度对碳纤维发热桥面融雪化冰影响作用最大，风速次之，冰层厚度影响作用最小。根据桥面综合换热系数，同时考虑不同地区桥梁所处的气候环境和应急通行需求，可以经济合理地设计出桥面内置碳纤维发热线的布设方案。