基于环境因素的长大公路隧道沥青路面施工控制研究

论文摘要

随着高等级公路的发展,人们对路线线型、行车安全性和舒适性有了更高的要求,公路隧道的修建是不可或缺的,于此同时,公路隧道路面形式也趋向于使用沥青混凝土路面,但采用沥青混合料铺筑道路,在近似封闭空间的公路隧道内,摊铺碾压沥青混合料过程中,温度、沥青烟、通风等环境因素都为沥青路面的施工带来了困难,危害施工作业人员身体健康。针对这些困难,通过调查与数值模拟方法,总结分析隧道内沥青路面施工环境,基于隧道内沥青路面施工环境危害因素,在传统沥青路面施工工艺基础上,提出改善措施和施工控制要点,提出新的施工工艺,最后依托阜新至盘锦高速公路海棠山隧道沥青路面工程,得以应用并作效果评价。主要研究内容及结论如下：(1)系统总结公路隧道内沥青路面的施工环境因素,分析隧道内环境因素对沥青路面施工的影响。从温度、湿度、通风、烟尘方面分析隧道内环境因素,得出这些环境因素会给现场施工作业人员造成伤害,加大了隧道内沥青路面施工难度；(2)针对沥青路面摊铺碾压后隧道内温度场分布情况进行数值模拟研究,分析沥青混合料铺后隧道某一横断面处温度场分布特点,得出空气温度分布特点为在纵向距离沥青路面中心点1m以内、距离中心点两侧0.8m范围内温度较高,变化不明显,路面两侧临近外壁热流密度较大,温度变化快。(3)结合隧道内沥青路面施工中危害环境因素,运用定性和定量分析方法,从通风、照明、空气质量控制、运输车与摊铺机衔接、预防措施方面对隧道内传统沥青路面施工方案提出了安全技术措施和控制要点,同时提出将转运车运用于隧道内沥青路面施工当中,在保证隧道沥青路面连续稳定施工的基础上,能够降低隧道内路面施工环境对工人的危害。(4)最后依托阜新至盘锦高速公路海棠山隧道沥青路面工程,将提出的安全技术措施及施工控制要点得以应用,经现场效果评价,文章中提出的施工控制要点及安全技术措施能够改善隧道内施工环境,同时能够降低隧道内施工环境对施工作业人员的危害。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究的背景及意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 沥青路面温度场研究现状
• 1.2.2 公路隧道内空气温度场研究现状
• 1.2.3 公路隧道沥青路面施工控制要点研究现状
• 1.3 研究内容及技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 2 长大公路隧道沥青路面施工环境分析
• 2.1 长大公路隧道沥青路面施工环境
• 2.1.1 温度
• 2.1.2 湿度
• 2.1.3 有害气体、粉尘和烟气污染物
• 2.1.4 通风
• 2.1.5 照明
• 2.1.6 其他
• 2.2 长大公路隧道沥青路面施工适宜环境分析
• 2.2.1 温度适宜性条件
• 2.2.2 湿度适宜性条件
• 2.2.3 风速适宜性条件
• 2.2.4 照度适宜性条件
• 2.2.5 有害气体卫生标准
• 2.2.6 长大隧道内沥青路面施工适宜性指标
• 2.3 本章小结
• 3 隧道沥青路面铺筑后空气温度场分析
• 3.1 传热学基本概念及理论
• 3.1.1 热传导
• 3.1.2 温度场
• 3.1.3 等温面（等温线）
• 3.1.4 温度方向导数及温度梯度
• 3.1.5 导热微分方程
• 3.1.6 稳态导热与非稳态导热
• 3.1.7 隧道内空气传热方程
• 3.2 ANSYS数值模拟软件简介
• 3.3 隧道模型尺寸
• 3.4 模型参数分析
• 3.4.1 空气热物理参数
• 3.4.2 热拌沥青混凝土热物理参数
• 3.4.3 隧道外壁及路基热物理参数
• 3.4.4 瞬态热分析初始条件及载荷步设定
• 3.5 隧道温度场有限元计算及结果分析
• 3.5.1 隧道内横向温度分布趋势
• 3.5.2 隧道内特征点温度变化趋势
• 3.5.3 隧道内热流密度变化趋势
• 3.6 本章小结
• 4 长大公路隧道沥青路面施工控制及新工艺研究
• 4.1 长大公路隧道沥青路面施工控制
• 4.1.1 隧道内的通风技术研究
• 4.1.2 隧道内的照明方案
• 4.1.3 隧道内空气质量控制
• 4.1.4 隧道内噪声控制和通讯设备选取
• 4.1.5 摊铺机与拌和站协调
• 4.1.6 运输车与摊铺机衔接
• 4.1.7 劳动保护措施
• 4.2 传统工艺中存在的主要问题
• 4.2.1 沥青混合料的生产
• 4.2.2 沥青混合料运输
• 4.2.3 沥青混合料卸料
• 4.2.4 沥青混合料摊铺碾压
• 4.2.5 机群联合作业
• 4.3 长大隧道内沥青路面施工新工艺研究
• 4.3.1 转运—摊铺工艺
• 4.3.2 转运车简介
• 4.3.3 转运—摊铺工艺应用效果
• 4.3.4 经济效益分析
• 4.4 本章小结
• 5 工程应用
• 5.1 工程概况
• 5.2 施工工艺及方案
• 5.2.1 对下承层检查与清扫
• 5.2.2 沥青混合料的拌合
• 5.2.3 热拌沥青混合料的运输
• 5.2.4 热拌沥青混合料的摊铺
• 5.2.5 沥青混合料的压实成型
• 5.2.6 开放交通及其他
• 5.2.7 安全技术对策与预防措施
• 5.3 海棠山隧道沥青路面施工控制措施
• 5.3.1 通风措施
• 5.3.2 照明措施
• 5.3.3 劳动保护措施
• 5.3.4 空气质量控制
• 5.3.5 预防措施
• 5.3.6 运输车与摊铺机衔接
• 5.4 现场检测与效果评价
• 5.4.1 温度环境
• 5.4.2 烟气环境
• 5.4.3 照明环境
• 5.4.4 湿度环境
• 5.5 本章小结
• 6 结论及展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集