发热电缆在寒区公路隧道路面防滑中的应用.pdf

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1、发热电缆在寒区公路隧道路面防滑中的应用卢晓玲，樊浩博2，赖金星2(1．中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西西安710075；2．长安大学公路学院，陕西西安710064)摘要：寒区公路隧道洞口段受积雪影响而事故多发，因此要提高隧道洞口段的安全性，就需及时除去路面积雪或使其融化，以提高洞口段路面的防滑能力。本文以图珲高速东南里隧道为工程依托，利用现场试验，对隧道洞口段发热电缆的铺设进行研究，提出了发热电缆铺设的合理长度、形式、结构及其施工方案。关键词：路面防滑；发热电缆；铺设长度；~x-2r案中图分类号：U45文献标识码：

2、B冰系统的能耗非常大，在隧道包括隧道外路面全长范1工程概况围内都布设发热电缆的做法不仅是不经济，也是不科图们至珲春段高速公路起点位于延吉至图们段高学的。因此，有必要对其铺设范围和长度进行研究。速公路终点处，与延吉至图们高速公路顺接，起点桩影响道路设防长度的因素主要有环境温度、应急号K338+800，终点桩号K403+535．811，设计速度长度、3s车辆行程和“雪坎”效应。为80km／h的4车道高速公路标准。路线处于东北东(1)外界环境及其它因素对温度场的影响。根部山地湿润季冻区。年平均降水量：图们473．4mm、据前文的

3、研究，从理论上设防长度要基于隧道内负温珲春606．8mm；年最大降水量：图们683．3mm、珲段落的长度，这可以通过前面现场对隧道区域温度场春842．9mm。春季干旱多风，春融期一般在4月～5的测试确定出来。通过地域温度场的测试会发现，当月上旬；夏季炎热多雨，每年7月至8月是雨季，此进入隧道600—800m之后，隧道内全年低于零度的间是土方施工的最不利季节；日极端最高气温：图们天数只有几十天。隧道外的冷空气(冬季)在流入37．6℃、珲春36．0~C；秋季晴凉，是施工的黄金季隧道后，隧道因开挖而使围岩内部释放出来的热量会节，

4、但秋末、冬初季节，路面经常出现雨后结冰，影与冷空气进行热量交换，这使得空气温度随着进洞深响行车安全；冬季严寒，初雪发生于l0月中旬，终度的增加而升高，而且隧道纵向越深，此现象越明雪在翌年4月，日极端最低气温分别为：图们一27．2显。从这个角度来看，设防长度应设置600～800m，℃、珲春一32．5c(=，历年最大积雪深：图们48cm、但显然这是不合常理的。另外还需要考虑2个修正珲春53cm，历年最大冻深：图们1．81m、珲春因素：一是随着地热与冷空气的热交换越来越多，1．55m。查公路自然区划图，本路段属Ⅱ1区。隧道内气温

5、可能会继续上升，那设防长度应该更东南里隧道属长隧道，左幅中心里程为LK363+短；二是随着隧道的通车运营，隧道内空气的流动140，长1410m，隧道洞顶最大埋深117m；右幅中心会更加频繁，这会降低隧道内的气温，设防长度应里程为RK363+205，长1290m，隧道洞顶最大埋该加长。深101m。(2)应急长度和3s车辆行程。冰雪道路给行车带来的危险主要是因为冰雪造成路面附着系数变小，2设计方案汽车行驶中的路面附着力降低，路面摩擦系数降低，2．1发热电缆铺设长度的确定易造成汽车行驶中车辆侧滑，刹车中方向难以控制。发热电缆融雪

6、化冰的主要目的是在下雪时及时将而隧道区域的洞口段又是事故的重灾区，这样我们可隧道洞口路面的降雪及时融化掉，防止积雪碾压或者以将设防长度设置为安全区域的长度，安全距离则是成冰降低路面抗滑强度，危害行车安全；同时由于隧从洞门向内向外在紧急情况下的安全刹车距离，在汽道洞口内部由于进入车辆轮胎夹带泥水导致路面结车遇到紧急情况下可以在设防长度以内安全停车。安冰，同样危及车辆行驶安全。但是，发热电缆融雪化全距离的计算公式如下：2012年12期(总第96期)271=2as0=I．tg方案1：将加热电缆放置在沥青混凝土面层和沥式中：V为设

7、计行车速度，一般隧道的设计行车速度青混凝土基层之间。是80km／h。n是加速度，是路面与轮胎摩擦系数和方案2：将加热电缆放置在沥青层和水泥混凝土重力加速度g之积。经过查阅相关资料可知：在通常基层之间。情况下，干燥的沥青路面摩擦系数取0．6，雨天取通过2个方案比较得出融冰与路面使用寿命的最0．4，下雪后的路面则降低到0．28，结冰的路面低至佳方案。0．18。经过电加热系统的工作，洞口路面冰雪融化干在隧道内外的试验段加热功率每m200W、300W燥，路面摩擦系数直线上升。为谨慎起见，取干燥沥可调，洞15纵向5m范围每m600W

8、(单、双回路控青路面和雨天路面的中间值0．5；重力加速度则取制)。10m／s。经过计算可以得到此情况下的安全距离试验段选择在隧道进口的上坡路段。路面发热电为49．38m。缆布置示意图见图1、图2。《公路隧道设计规范》中第4．3．5条规定：设计高速公路隧道时，考虑停车视距，隧道洞内外各3s设计速度行程长度