基于加热寒区公路隧道路面防滑技术试验的研究和数值分析

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1、Keytechnologystudyoncold-regionhighwaytunnelroadanti-skiddingADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：GongCheng-bingSupervisor：Rrof.XieYong-liChang’anUniversity，Xi’an，China摘要近年来交通基础设施建设的规模在不断增大，公路交通路网的完善更是首当其冲，从而出现了公路隧道修建的一个新―高‖特点，交通路网的完善要求交通基础设施延伸至自然条件恶劣、过去人迹罕至的高纬度或高海拔的寒冷地

2、区。寒区隧道洞口段路面常受到冰雪的侵扰造成交通安全事故，以往的融雪化冰方法通常会造成路面结构的破坏和环境的污染，论文提出一种新型的融雪化冰方式―在路面结构层铺设发热电缆加热路面方式。论文通过现场测试、室内实验、理论分析、数值模拟等方法进行系统研究，与现场试验段对比分析，验证防滑效果，不断优化从而形成一种寒区公路隧道洞口段路面防滑重要技术。本文主要内容如下：1.通过发热电缆融雪化冰的现场试验和室内试验，研究系统在不同条件下的有效性和可行性。2.建立路面结构有限元模型，分析各种工况下的路面温度场，与实验效果进行对比，验证系统的准确性，并确定系统的最佳预热时间。3.通过

3、系统的数值模拟计算，确定不同外界条件下的铺装功率，并综合各种因素设置合理的铺设长度。4.对系统提出控制要求，实现系统在不同气温和不同交通流情况下的有效的、分层次、分部位的控制，完成系统的初步控制。关键词：寒区隧道，洞口段路面，防滑技术，发热电缆，融雪化冰IAbstractRecentyears，thescaleoftransportationinfrastructureisincreasing，andtheimprovementofhighwaysbearthebrunt，whichleadtoanew‖high‖characteristicsinthehighw

4、aystunnelconstruction.Theimprovementofthelandtransportnetworkcallsforthetransportinfrastructure’sextentiontotheharshnaturalconditions，thehighlatitudeorhighaltitudecoldregionswhichareinaccessibleinthepast.Trafficaccidentsoftenhappenbecauseofthesnowandiceontheroadsinthetunnelentranceofc

5、oldregions.Themethodofmeltingsnowandiceinthepastalwayscausethedestructionofthepavementstructureandthepollutionoftheenvironment.Thispaperpresentsanewwayofdeicing-layingheatingcableinthepavementlayer.Depthandsystematicresearchwillbemadeinthispaperunderfieldtest，laboratoryexperiments，the

6、oreticalanalysisandnumericalsimulationmethods.What’smore，acontrastanalysiswiththetestsectionwillbemadetoverifythenon-slipeffect，finallytoformthekeynon-skidtechnologiesofthecoldareahighwaytunnelentrance.Themainworkofthispaperisasfollows:1.Tocarryoutthefieldtestsandlaboratoryexperiments

7、onthawingicethroughheatingcable，andstudytheeffectivenessandfeasibilityofthesystemunderdifferentconditions.2.Establishafiniteelementmodelofthepavementstructure，analyzethevariousconditionsofroadsurfacetemperaturefield，andexperimentalresultswerecomparedtoverifytheaccuracyofthesystemandde

8、termi