長大隧道熱鋪瀝青混合料的溫度時效過程研究.pdf

1、隨著西部大開發(fā)的深化,山區(qū)公路建設(shè)規(guī)模得到了迅速的發(fā)展。由于隧道能夠大幅度縮短里程、提高運(yùn)營效率、節(jié)約土地、保護(hù)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn),長大隧道在公路工程中得到了越來越多的采用,長大隧道內(nèi)瀝青路面施工所面臨的問題也更為突出。熱鋪瀝青混合料會釋放出大量的熱量和有害氣體,導(dǎo)致隧道中的施工環(huán)境惡劣,嚴(yán)重影響施工機(jī)械和施工人員的正常施工。因此,隧道內(nèi)熱鋪瀝青混合料的溫度場隨時間的變化規(guī)律一直為學(xué)術(shù)界所關(guān)注,其研究成果可為施工環(huán)境的優(yōu)化提供參考。
　　

2、 本論文基于傳熱學(xué)的基本原理,通過建立3D有限元數(shù)值模型,對隧道內(nèi)熱鋪瀝青混合料的過程進(jìn)行了動態(tài)模擬,分析了隧道內(nèi)熱鋪瀝青混合料時的溫度場分布特點(diǎn),本論文主要包括:
　　 (1)根據(jù)能量守恒的原理,通過FLUENT中的用戶子程序,以熱流密度的形式對模型的熱拌瀝青混凝土單元進(jìn)行賦值,從而模擬在隧道限定空間內(nèi),熱拌瀝青混合料的動態(tài)鋪筑過程。
　　 (2)通過有限元軟件的數(shù)值模擬計算,探討不同工況下鋪筑熱拌瀝青混合料時,隧道

3、內(nèi)溫度場分布特點(diǎn)。縱向溫度分布特點(diǎn):在隧道內(nèi)縱坡為零時,隧道內(nèi)空氣縱向溫度分布呈現(xiàn)“沙漏”狀,隧道中的熱空氣從兩端的洞口流出,溫度相對較高區(qū)域發(fā)生在已鋪筑段長度中點(diǎn)附近；當(dāng)有縱坡存在時,隧道中的熱空氣主要從高程較高的洞口流出,空氣中溫度相對較高區(qū)域向上坡方向偏移。
　　 橫向溫度分布特點(diǎn):在縱坡為零的隧道內(nèi),已鋪筑段內(nèi)溫度較高區(qū)域橫斷面上的溫度,隨距路面高度增加而減小,隨距中心對稱軸距離增加而減?。灰唁佒蝺?nèi)(不包括溫度較高區(qū)域

4、)距路面一定高度范圍內(nèi)溫度隨距路面高度增加而減小,一定范圍外溫度隨距路面高度增加而增大。
　　 (3)通過改變鋪筑速度、隧道縱坡和鋪筑厚度不同工況下,施工作業(yè)區(qū)間溫度的對比分析,考察影響施工人員和施工機(jī)械工作環(huán)境溫度的因素。結(jié)果表明在規(guī)范推薦的鋪筑速度范圍內(nèi),改變鋪筑速度對隧道內(nèi)溫度的分布趨勢和大小改變不大；鋪筑的混凝土越厚,隧道內(nèi)溫度相對越高,因此,薄層混凝土更有利于施工；隧道縱坡的存在有助于熱空氣的排出,有利于改善施工環(huán)境,