[发明专利]一种隧道沥青路面结构阻燃方案设计方法

摘要

本发明是一种隧道沥青路面结构阻燃方案设计的新方法，属于沥青路面火灾安全技术领域，解决目前隧道火灾过程沥青路面结构阻燃性能差的问题。先基于数值模拟方法建立隧道火灾模型，重现火灾过程路表面温度场分布及其随时间变化的规律；再分析隧道火灾产生的热量通过辐射、对流、传导对路面结构内部温度场影响，了解火灾过程路面结构不同深度处可能达到的最高温度、燃烧范围，绘制不同路表温度条件下路面结构内沿深度方向温度场分布图；最后，根据温度场分布图和现行沥青路面设计规范规定沥青闪点不低于在230℃要求而设计出不同沥青路面阻燃方案，并优选与温度相匹配的沥青阻燃剂供沥青路面使用。本发明能提高沥青路面阻燃效果，改善路面火灾安全性。

主权项

一种基于数值模拟重现火灾过程沥青路面温度场分布规律的隧道沥青路面结构阻燃方案设计的新方法，其特征在于该方法的具体步骤如下：(1)根据具体隧道工程，采用计算流体力学数值模拟方法，建立基于有限体积法的带有源项修正的标准k‑ε紊流模型，并与足尺寸隧道火灾试验结果进行比较，验证隧道火灾模型的可靠性；(2)利用该隧道火灾模型，分析火灾规模、发生位置、通风速度等不同工况下隧道空间温度场、流场的变化规律，确定临界风速，并了解在临界风速下隧道火灾过程路表面温度场分布及其随时间变化的规律；(3)基于有限元热分析方法，分析隧道火灾产生的热量通过辐射、对流、传导对沥青路面结构内部温度场影响，明确隧道火灾过程沥青路面结构不同深度处达到的最高温度、燃烧范围及其随时间变化的规律，绘制不同路表温度条件下路面结构内部沿深度方向温度场分布图，如图1；(4)根据上述沥青路面结构内温度场分布图和现行沥青路面设计规范规定沥青闪点不低于在230℃要求，当隧道火灾过程路表面温度不超过500℃时，只需在上面层(约4cm)采用阻燃措施；当路表温度超过500℃时，中面层部分温度也超过230℃，需在上面层和中面层(共计约10cm)同时采用阻燃措施；(5)针对不同隧道沥青路面结构内可能达到的最高温度，优选与该温度相匹配的沥青阻燃剂供隧道沥青路面阻燃方案设计时使用。