本文關(guān)鍵詞：公路隧道瀝青路面燃燒機制及影響因素的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：公路隧道由于其特殊的結(jié)構(gòu)物類型,隧道中一旦發(fā)生交通事故,很容易由于汽車碰撞而引起火災(zāi)。隧道發(fā)生火災(zāi)時,洞內(nèi)的溫度急劇上升,并且產(chǎn)生大量煙氣,造成無法估計的經(jīng)濟損失以及人員傷亡。因此,開展對于瀝青路面的燃燒機制以及影響因素的分析具有重要的現(xiàn)實意義。在總結(jié)分析國內(nèi)外對瀝青及瀝青混合料燃燒試驗,阻燃劑的研制開發(fā)以及理論計算研究的基礎(chǔ)上,從可燃液體在瀝青混合料上的滲透模式以及燃燒模式兩個方面,深入分析了瀝青混合料的燃燒機制以及對應(yīng)的影響燃燒機制的因素。首先選取了水、酒精和汽油三種不同類型的液體,分析了它們在瀝青混合料上的滲透模式以及可燃液體(酒精、汽油)在瀝青混合料上的燃燒分析。其次,通過瀝青混合料的燃燒試驗和模擬隧道路面火災(zāi)試驗,得出了瀝青混合料的燃燒機制及其影響因素。最后運用流體動力學(xué)CFD軟件FLUENT,模擬了隧道發(fā)生火災(zāi)時的溫度以及煙氣流動情況。具體研究內(nèi)容和成果如下:(1)采用SK-70的基質(zhì)瀝青以及兩種添加劑:SBS改性劑和聚磷酸銨阻燃劑,通過瀝青性能的相關(guān)實驗確定了最佳的添加劑比例。并且選取了工程實際中常用的AC-13和SMA-13級配,通過馬歇爾試驗確定最佳油石比,制成燃燒試驗所需要的瀝青混合料。(2)開展了對液體,尤其是可燃液體在兩種不同級配的瀝青混合料上的滲透模式以及燃燒模式研究。采用將液體傾倒在瀝青混合料上的擴散面積來計算液體在垂直方向的滲透度和水平方向的滲透度。結(jié)果表明可燃液體在AC-13級配的瀝青混合料上的垂直滲透度大于等質(zhì)量液體在SMA-13級配瀝青混合料上的垂直滲透度。而對于燃燒模式的研究,研究結(jié)果表明與滲透模式相似,即AC-13級配的瀝青混合料垂直燃燒度大于水平燃燒度,此外可燃液體在瀝青混合料上的垂直燃燒度遠大于對應(yīng)其在水平方向的燃燒度。(3)深入研究了瀝青混合料的燃燒機制。通過單獨燃燒一定質(zhì)量的汽油和將其助燃瀝青混合料在時間上的對比,發(fā)現(xiàn)瀝青混合料的燃燒時間基本在單獨燃燒汽油的時間2倍以上,說明瀝青在瀝青混合料的燃燒過程中起促進作用。而對于燃燒機制的影響因素,本文主要選取了級配和瀝青性能兩個方面進行分析。通過馬歇爾試件的燃燒試驗和車轍試件在模型隧道中的燃燒試驗,結(jié)果表明SMA-13級配的瀝青混合料燃燒時間比AC-13的長。而瀝青性能方面,加了阻燃劑的瀝青混合料燃燒時的表面溫度要低于同樣級配下的基質(zhì)瀝青和SBS改性瀝青混合料。(4)本論文還開展了通過流體動力學(xué)CFD軟件對隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi)進行了數(shù)值模擬,具體分析了兩種不同的工況。結(jié)果表明在實際火災(zāi)過程中,火勢一開始沿著與行車道垂直的方向向洞頂擴散,再到貼著路面方向的擴散。模擬情況還包括在不同的通風(fēng)風(fēng)速下的燃燒情況,結(jié)果表明在入口處機械通風(fēng)風(fēng)速為1m/s時,火災(zāi)所產(chǎn)生的煙氣會隨著風(fēng)向被吹散,形成單向擴散。除以上兩種工況外,還對相應(yīng)的救援機制和防災(zāi)安全提出了建議。
【關(guān)鍵詞】：隧道路面 隧道火災(zāi) 燃燒模式 燃燒機制 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U416.217
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 課題提出的目的以及研究意義11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3 主要研究內(nèi)容19-20
• 1.4 本文技術(shù)路線20-21
• 第二章 可燃液體的擴散模式研究21-50
• 2.1 引言21
• 2.2 燃燒路面的瀝青混合料性能21-36
• 2.2.1 燃燒試驗路面的瀝青性能21-27
• 2.2.2 集料性能27-29
• 2.2.3 級配類型的選取29-31
• 2.2.4 瀝青混合料的最佳瀝青含量31-33
• 2.2.5 瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性33-36
• 2.3 可燃液體在不同路面類型中的擴散模式研究36-45
• 2.3.1 易燃液體泄漏擴散的概述36-37
• 2.3.2 可燃液體在路面中的擴散模型37
• 2.3.3 液體在路面中的擴散模式試驗37-43
• 2.3.4 不同液體的滲透模式與瀝青混合料級配的關(guān)系43-45
• 2.4 可燃液體在瀝青混合料上燃燒的模式研究45-48
• 2.4.1 可燃液體在瀝青混合料上燃燒模式的試驗45
• 2.4.2 燃燒模式試驗結(jié)果分析45-48
• 2.5 小結(jié)48-50
• 第三章 隧道瀝青路面燃燒機理及影響因素的試驗研究50-76
• 3.1 引言50
• 3.2 瀝青對瀝青混合料燃燒的影響50-53
• 3.3 敞開空間下瀝青混合料的燃燒試驗53-61
• 3.3.1 馬歇爾試件的燃燒試驗53-56
• 3.3.2 馬歇爾試件燃燒試驗分析56-61
• 3.4 公路隧道空間內(nèi)不同混合料瀝青路面燃燒模擬試驗61-69
• 3.5 隧道空間瀝青路面燃燒模擬火災(zāi)的實驗結(jié)果69-74
• 3.5.1 燃燒時間69
• 3.5.2 燃燒時的溫度69-71
• 3.5.3 溫度梯度及可燃液體的燃燒速率71-74
• 3.6 燃燒機制以及影響因素分析74
• 3.7 小結(jié)74-76
• 第四章 隧道火災(zāi)的流體動力學(xué)CFD數(shù)值模擬研究76-102
• 4.1 引言76-77
• 4.2 隧道火災(zāi)CFD研究理論基礎(chǔ)77-84
• 4.2.1 質(zhì)量守恒方程77-78
• 4.2.2 動量守恒方程78-79
• 4.2.3 能量守恒方程79
• 4.2.4 湍流模型79-81
• 4.2.5 輻射模型81-82
• 4.2.6 燃燒子模型82-84
• 4.3 隧道火災(zāi)CFD求解方法84-87
• 4.3.1 控制方程的通用形式84-85
• 4.3.2 建立離散方程的方法85-86
• 4.3.3 離散方程的基本解法86-87
• 4.4 隧道火災(zāi)CFD模擬建模方法87-91
• 4.4.1 計算軟件的選取87
• 4.4.2 建模中關(guān)鍵參數(shù)的處理87-88
• 4.4.3 火災(zāi)源88-90
• 4.4.4 火災(zāi)規(guī)模的確定90-91
• 4.5 幾何模型及計算條件91-94
• 4.5.1 實際工程概況91-92
• 4.5.2 模型建立以及邊界條件92-94
• 4.6 數(shù)值模擬的火災(zāi)工況94-100
• 4.6.1 工況Ⅰ——不同規(guī)模火災(zāi)發(fā)生于隧道中部的模擬分析94-97
• 4.6.2 工況Ⅱ——機械通風(fēng)下的燃燒模擬分析97-100
• 4.7 小結(jié)100-102
• 第五章 結(jié)論與展望102-105
• 5.1 主要結(jié)論102-103
• 5.2 進一步研究的建議103-105
• 致謝105-106
• 參考文獻106-110
• 在學(xué)期間發(fā)表的論文和取得的學(xué)術(shù)成果110

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬紅全,王穎;改善瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的措施[J];交通科技與經(jīng)濟;2003年02期

2 唐世紅 ,趙福祥 ,孫興平;淺談瀝青混合料的再生及設(shè)備[J];工程機械;2004年01期

3 君潔;21世紀的瀝青混合料公路[J];交通世界;2004年04期

4 俊杰;歐洲瀝青混合料的標準化[J];交通世界;2004年09期

5 李祝龍,丁小軍,趙述曾,吳德平;瀝青混合料應(yīng)用中的環(huán)境保護[J];交通運輸工程學(xué)報;2004年04期

6 Elk Richter,Willi Dietrich;復(fù)合式瀝青混合料修復(fù)與筑路新設(shè)備[J];工程機械;2005年01期

7 王艷麗;;改善瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的措施[J];黑龍江交通科技;2006年02期

8 孫朝云;沙愛民;姚秋玲;張惠玲;;瀝青混合料自動檢測系統(tǒng)研究[J];儀器儀表學(xué)報;2006年04期

9 王穎;王永生;;淺析纖維對瀝青混合料的作用[J];交通科技與經(jīng)濟;2006年04期

10 陳為成;張玉斌;;SMA瀝青混合料在亳阜高速公路中的應(yīng)用[J];交通標準化;2006年10期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張成功;;溫拌瀝青混合料施工應(yīng)用[A];全國城市公路學(xué)會第二十次學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

2 邱峰濤;王嘵建;鄭鑫;;溫拌瀝青混合料概述[A];第十屆中國科協(xié)年會論文集（四）[C];2008年

3 袁曉宇;湯文輝;張若棋;;瀝青混合料本構(gòu)方程理論分析[A];第五屆全國爆炸力學(xué)實驗技術(shù)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

4 張成功;任立忠;;溫拌瀝青混合料應(yīng)用技術(shù)探討[A];全國城市公路學(xué)會第十八屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

5 楊圣楓;楊新華;陳傳堯;;粒徑和骨料級配對瀝青混合料流變行為的影響[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

6 蔡緒梅;王芳;;利用試驗數(shù)據(jù)有效指導(dǎo)瀝青混合料生產(chǎn)[A];公路交通與建設(shè)論壇（2009）[C];2010年

7 丁育青;劉海;湯文輝;冉憲文;;一種瀝青混合料在沖擊載荷下的動態(tài)本構(gòu)關(guān)系[A];第六屆全國爆炸力學(xué)實驗技術(shù)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

8 宋曉燕;李源淵;周衛(wèi)峰;;溫拌瀝青混合料的性能及工程應(yīng)用研究[A];第十三屆中國科協(xié)年會第19分會場-公路在綜合交通運輸體系中的地位和作用研討會論文集[C];2011年

9 吳建昌;;熱鋪瀝青混合料變異分析與控制[A];中國公路學(xué)會2002年學(xué)術(shù)交流論文集[C];2002年

10 喻光華;喻榮華;黃善華;曾輝;;瀝青混合料施工配篩[A];中國公路學(xué)會2003年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2003年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃繼匯;殼牌在華推出瀝青混合料業(yè)務(wù)[N];中國證券報;2008年

2 雨文;殼牌在華啟動瀝青混合料業(yè)務(wù)[N];中國建材報;2008年

3 記者 栗清振;殼牌在中國推出瀝青混合料業(yè)務(wù)[N];中國石油報;2008年

4 周中華;瀝青混合料力學(xué)機理研究取得突破[N];中國交通報;2007年

5 馬昭;兩項研究成果國內(nèi)領(lǐng)先[N];西安日報;2007年

6 李寶凡邋記者 王迪;瀝青混合料再生修補車標準鞍山制定[N];鞍山日報　;2007年

7 李錚;環(huán)保瀝青混合料扮靚長安街[N];科技日報;2009年

8 項煜虹;長安街披上環(huán)保衣[N];大眾科技報;2009年

9 郭少言 劉嶄;西安公路院成功研制瀝青混合料微波加熱車[N];中國交通報;2010年

10 首席記者 齊澤萍;我省溫拌瀝青混合料技術(shù)達國際先進水平[N];山西經(jīng)濟日報;2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 丁彪;考慮加載歷史的瀝青混合料疲勞損傷性能研究[D];長安大學(xué);2015年

2 王毅;瀝青混合料細觀疲勞機制與疲勞預(yù)估模型研究[D];長安大學(xué);2015年

3 王聰;基于CT技術(shù)的瀝青混合料均勻性及最佳瀝青用量研究[D];大連海事大學(xué);2015年

4 侯明昊;水—溫耦合作用對瀝青混合料性能影響及防治措施研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

5 董雨明;硬質(zhì)瀝青及其混合料流變特性與低溫性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

6 陳劍華;MA用混合瀝青觸變及老化特性的多尺度研究與應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2015年

7 李銳鐸;基于分數(shù)階導(dǎo)數(shù)理論的瀝青膠砂及混合料力學(xué)特性研究[D];鄭州大學(xué);2016年

8 張蕾;基于細觀分析的瀝青混合料組成結(jié)構(gòu)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

9 劉建勛;溫拌瀝青混合料施工關(guān)鍵技術(shù)研究[D];長安大學(xué);2010年

10 呂得保;瀝青混合料施工溫度控制研究[D];吉林大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳思宇;基于芯樣性能的瀝青混合料均勻性分析[D];華南理工大學(xué);2015年

2 趙大勇;基于灰色關(guān)聯(lián)分析的瀝青混合料紫外線老化影響因素研究[D];西安建筑科技大學(xué);2015年

3 化高偉;抗紫外光添加劑對改善瀝青及瀝青混合料路用性能的對比研究[D];西安建筑科技大學(xué);2015年

4 李正道;大粒徑透水性瀝青混合料組成設(shè)計及適用性研究[D];鄭州大學(xué);2015年

5 蘇沛;基于離散元法的瀝青混合料真空壓實特性研究[D];長安大學(xué);2015年

6 張軻;瀝青混合料松散破壞研究[D];長安大學(xué);2015年

7 宋靜靜;不同拌和類型瀝青混合料能耗排放研究[D];長安大學(xué);2015年

8 楊茜;瀝青路面用棉秸稈纖維的制備及性能研究[D];長安大學(xué);2015年

9 金浩;抗車轍劑/新型橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料技術(shù)性能研究[D];長安大學(xué);2015年

10 張東陽;瀝青混合料粘彈性連續(xù)損傷疲勞特性研究[D];長安大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：公路隧道瀝青路面燃燒機制及影響因素的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：447812