隧道溫泉水橋面融雪化冰技術(shù)研究.pdf

1、冬季我國很多山區(qū)公路的隧道口路面和橋面均有積雪,影響行車通行能力和行車交通安全。各國交通與科研部門提出了多種方法來實際解決道路積雪問題,這些方法均對道路除冰雪起到了一定的效果。然而,很多方法在公路的特殊路段比如隧道口、橋梁、山區(qū)、長大縱坡等使用具有局限性,因此,選擇和利用合理的融雪方式對于公路特殊地段交通安全尤其關(guān)鍵。
　　本文針對山區(qū)高速公路隧道口的橋面積雪影響行車安全這一問題,因地制宜,通過在隧道出口附近的橋面鋪裝層內(nèi)埋設(shè)熱管

2、,采用山區(qū)高速公路可循環(huán)再生資源隧道溫泉水作為熱流體介質(zhì)來融化橋面積雪。本方法結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、生產(chǎn)成本低,既達到了節(jié)約現(xiàn)有資源的目的,又能夠消除冬季冰雪路面行車安全隱患,在國內(nèi)尚屬首次,具有廣泛的應(yīng)用前景。主要研究內(nèi)容包括:(1)介紹基于山區(qū)溫泉水給橋面加熱融雪這一新型系統(tǒng)組成與運行原理,從能量守恒角度,對橋面融雪系統(tǒng)進行能量分析,并建立相應(yīng)的數(shù)學物理模型,闡述了融雪負荷計算的基本數(shù)學計算方法。(2)利用有限差分法并通過有限元軟件建

3、立穩(wěn)態(tài)情況下橋面二維溫度場模型進行數(shù)值仿真,研究了不同埋管深度、埋管間距、瀝青鋪裝層厚度、溫泉水水溫、表面風速及環(huán)境氣溫條件下,橋面表面的溫度場以及熱流密度的分布影響規(guī)律,直觀地反應(yīng)道路融雪過程的物理特性,并對基于傳熱和融雪效果的最佳管網(wǎng)設(shè)計方案進行分析研究。(3)從車輛荷載出發(fā),利用有限元軟件進行數(shù)值模擬,研究車輛荷載對融雪化冰特殊橋面的影響,對埋入熱管的橋面鋪裝層進行結(jié)構(gòu)力學分析,研究不同埋管間距與埋深、不同鋪裝層結(jié)構(gòu)組合、鋪裝層厚