[博士]基于環(huán)境因素的公路隧道路面結構型式研究

內容簡介

　　[博士]基于環(huán)境因素的公路隧道路面結構型式研究　　學科專業(yè):道路與鐵道工程　　授予學位：博士　　學位授予單位：長安大學　　學位年度：2009　　近年來，隨著我國公路建設的迅速發(fā)展，隧道里程不斷增多，但由于隧道路面處于較為封閉的環(huán)境中，按照一般路段路面結構設計方法進行隧道路面結構設計不一定適應隧道路面的實際情況，因此公路隧道路面結構型式的選擇引起了越來越多的關注。本文通過對公路隧道內溫度、交通噪聲、照明等環(huán)境進行定量分析，并據此對隧道路面結構與材料選擇、公路隧道內降噪優(yōu)化設計等問題進行深入研究，以期為科學地進行公路隧道路面結構與材料選擇提供理論依據?！　? 本文主要進行了以下幾方面的研究工作:(1)采用有限元理論對公路隧道內空氣溫度進行測算，并對比了長、短公路隧道內空氣溫度的差異，分析了引起這種差異的因素，突破了傳統(tǒng)的對公路隧道內環(huán)境僅進行粗略的測量現狀。(2)對比分析隧道內外路面溫度場的影響因素，認為公路隧道內路面溫度場分析中僅需考慮空氣對流換熱和空氣輻射換熱2種路表與外界熱交換的形式，通過建模對長、短公路隧道內瀝青路面溫度場的相關指標(包括路面結構溫度、變溫速率和溫度梯度)進行深入分析，將分析結果用于隧道內水泥混凝土路面結構設計，提出長隧道內水泥混凝土板長可增加到8-12mo (3)對公路隧道內的聲場特性進行分析，提出一種簡便適用的公路隧道內交通噪聲預測方法一修正的相干模型，并將其與國際上常用的不相干模型和ASJ模型方法進行對比，分析了聲源固定、長空間內均為硬邊界和聲源移動、長空間內設有吸聲材料時的三種理論預測值與實測值，證明了本文提出的預測方法可用于進一步進行公路隧道內降噪優(yōu)化設計。(4)通過構建縮尺模型和現場實測進行公路隧道內降噪優(yōu)化設計，研究了吸聲材料的五種布設位置和三種鋪設數量對降噪效果的影響，提出了吸聲材料或吸聲結構的最佳設置位置和最佳設置數量，相關研究結論對提高公路隧道內降噪設計的經濟效果、節(jié)約建筑材料具有重要意義。(5)推薦了具有抗滑、降噪、阻燃、反光性能的公路隧道瀝青路面結構型式，從滿足公路隧道路面功能的角度合理確定了混合料的各項設計參數，重點試驗研究了玻璃珠不同粒徑和不同摻加比例對混合料空隙率、各路用性能、反光效果的影響狀況，推薦最佳的反光材料摻加方案，所得結論對提高隧道內照明效果、促進節(jié)能減排具有重要應用價值。(6)推薦具有抗滑、降噪性能的公路隧道刻槽水泥路面結構型式，結合室內試驗進行了刻槽參數優(yōu)化設計，研究了刻槽參數對路面抗滑、降噪及強度性能的影響，提出最佳的刻槽走向、槽型、槽寬、槽深、槽間距方案。此外，以上研究成果均在試驗路上進行了驗證。

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