道路用沥青燃烧特性的研究

基于沥青的易燃缺陷,引燃后,会在短时间内释放出大量的热、烟和毒气,并快速蔓延,隧道内一旦发生火灾逃生和救援将十分困难.针对隧道沥青混凝土路面火灾的危害,采用两种形式存在的沥青,结合对比样,通过试验和分析,明确了沥青材料的燃烧特性和燃烧机理,论证了沥青及沥青混凝土火灾过程的危害因素.研究证实,沥青材料在火灾过程中放热及发烟剧烈,放热量及发烟量大,释放的烟尘会造成可见度低;而以混合料形式存在的沥青虽然一定程度上难以燃烧,但其燃烧依然剧烈并伴有大量烟尘和热量.该研究可为沥青阻燃技术的研究提供参考,以便为火灾发生时的救援和逃生创造条件并争取时间,为降低火灾危害的研究提供理论依据.     

沥青燃烧特性的试验研究

由于沥青具有易燃缺陷,一旦引燃,会在短时间内释放出大量的热、烟和毒气,并快速蔓延,为逃生和救援带来困难。该文针对隧道沥青路面火灾的危害,研究两种形式存在的沥青,结合对比样,通过试验和分析,明确了沥青材料的燃烧特性,燃烧机理。论证了沥青及沥青混凝土火灾过程的危害因素。研究证实,沥青材料在火灾过程中放热及发烟剧烈,放热量及发烟量大,释放的烟尘会造成可见度低;而以混合料形式存在的沥青虽然一定程度上难以燃烧,但其燃烧依然剧烈并伴有大量烟尘和热量。该研究可为进一步研制无毒、抑烟以及低放热、低发烟速率的沥青阻燃材料,从而为火灾发生时的救援和逃生创造条件并争取时间,降低火灾损失提供理论依据,可改善和提高公路隧道沥青混凝土路面的运行安全。     

高海拔公路隧道火灾烟气控制临界风速研究

为了探究高海拔与低海拔公路隧道火灾燃烧特性的差异,掌握高海拔隧道火灾烟气控制临界风速计算方法,给高海拔隧道防灾通风及人员疏散设计提供参考,建立1∶16的缩尺寸移动式水平模型隧道试验台,对海拔高度为504、3 297、3 544、4 103、4 446 m的5个地点开展隧道火灾热释放率试验研究,并采用三维数值计算方法和量纲分析,对不同海拔高度、不同火灾热释放率工况下水平隧道内烟气控制临界风速进行研究和分析。结果表明：在油盘尺寸相同的情况下,随着海拔高度的增加,火灾热释放率明显减小,燃烧时间显著增长,当海拔超过3 000 m时,高海拔地区隧道稳定段火灾热释放率仅为海拔504 m隧道火灾稳定段热释放率的60.9%。隧道火灾临界风速随着海拔高度的增加而增大,其表现出2种典型变化规律：火灾热释放率大于30 MW时,海拔高度对临界风速影响较小,同一火灾热释放率下,海拔5 000 m时隧道内临界风速较海拔0 m时提高了不到2%;火灾热释放率小于30 MW时,海拔高度对临界风速的影响显著增强,且随着热释放率的减小影响不断增大,当火灾热释放率分别为5.73、12.67 MW时,海拔5 000 m隧道内临界风速较海拔0 m时分别提高了26%和13%。基于高海拔隧道火灾热释放率及隧道火灾临界风速的变化规律,提出了典型双车道高海拔隧道火灾烟气控制临界风速的计算方法。     

阻燃沥青胶浆在隧道沥青路面中的应用研究

沥青胶浆在燃烧时会产生烟雾和有害气体,一旦隧道内发生火灾后果不堪设想,尤其是对于长大隧道,通风困难其危害性更是不言而喻。通过TGA和LOI试验分析,对含有氢氧化铝和氢氧化镁等无机阻燃剂的不同沥青胶浆的相关性能进行分析。通过热重分析能够选择合适的阻燃剂材料与相对应的沥青共同发挥作用,更好地改善材料的燃烧性能。通过LOI试验,得知阻燃剂材料的阻燃效果不仅与所含化学成分有关,而且与阻燃剂颗粒的大小有一定的相关性。     

沥青混合料阻燃性能试验研究

针对隧道沥青混凝土路面火灾的危害,采用锥形量热仪法对沥青混合料SMA13进行阻燃性能评价,其中,沥青胶结料采用了两种阻燃改性沥青和一种非阻燃改性沥青。试验结果表明,沥青混合料在热辐射作用下,短时间内即可引燃,并且释放出大量的热和浓烟(包括有毒气体)。阻燃剂的加入,可延长沥青混合料的引燃时间,对其发热发烟均有明显的抑制作用,可大大提高隧道沥青混凝土路面的安全性。     

公路隧道路面用沥青的阻燃技术研究

针对隧道沥青路面火灾的危害,通过大量的试验和研究,明确了安全阻燃改性的技术途径,分析了方案的阻燃性能、阻燃机理及安全性,论证了该类安全环保型阻燃技术对于提高隧道沥青混凝土路面火灾安全的可行性。研究证实,该种阻燃方案可以实现沥青的阻燃、无毒、抑烟以及降低放热和发烟速率的作用,为火灾发生时的救援和逃生创造条件并争取时间,可极大改善和提高公路隧道的运行安全,降低火灾损失。     

抗滑降噪型隧道沥青混合料设计

针对隧道路面噪音大、抗滑性能差、发生火灾时易引起沥青产生浓烟等缺陷,设计了抗滑降噪型沥青混合料,采用大空隙沥青混合料结构降低隧道路面噪音、提高抗滑性能,并采用阻燃剂降低隧道火灾危险性。对抗滑降噪型沥青混合料的降噪性能、抗剪性能、水稳定性能、渗水性能、抗滑性能等综合性能与空隙率的关系进行研究,确定合理空隙率,并铺筑试验路进行验证。结果表明:抗滑降噪型隧道沥青路面比普通隧道沥青路面噪音降低约6dB,抗滑性能提高20%;混合料的目标空隙率宜控制在19%,施工现场路面空隙率宜控制在16%～21%。在隧道中采用该混合料可有效提高隧道路面的使用性能,改善隧道运营环境。     

沉管隧道侧向集中排烟模式烟雾流动规律研究

为解决海底沉管隧道火灾工况下人员疏散及救援难题,以港珠澳大桥海底沉管隧道为工程依托,在中国首次建立了1：1的侧向集中排烟实体试验平台,基于火源标定试验及理论分析,通过失重法和热辐射法对火源功率进行标定,得到热释放速率随燃烧时间的变化关系曲线。通过沉管隧道侧向集中排烟物理试验以及FDS数值模拟对比分析,得到了油盆火的火灾规模、油量、油盆燃烧面积三者间的对应关系。通过FDS数值模拟计算,得到了火灾峰值功率为50 MW时,在不同纵向诱导风速下,沉管隧道侧向集中排烟模式下烟雾的温度场分布规律、能见度分布规律和烟雾蔓延范围。研究结果表明：火灾峰值功率为50 MW时,随着纵向诱导风速增大,火源附近隧道顶板处的最高温度出现先升高后降低的现象;当纵向风速由1.0 m·s^-1增加到2.5 m·s^-1时,隧道内沿程各点2 m高度处的能见度呈现逐渐提高的现象,且能见度受影响的范围逐渐减小,当纵向诱导风速由2.5 m·s^-1增大至3.5 m·s^-1时,隧道下游2 m高度处的能见度出现逐渐降低现象,且能见度受影响的范围逐渐变大;采用纵向诱导通风+侧向集中排烟模式时,沉管隧道内合理的纵向诱导风速为2.5 m·s^-1。     

铁路隧道火灾事故及其规模研究综述

铁路隧道火灾规模是隧道火灾防治的关键问题。通过对国内外铁路隧道火灾事故及列车火灾规模大小的统计,分析了铁路隧道火灾事故发生的原因和产生的后果,提出了减少铁路隧道火灾事故的相关建议。总结了影响铁路隧道内列车火灾规模大小的因素,建议列车材质采用难燃材料、设计合理的防灾通风速度、尽可能减少列车门窗的开启数量等措施来降低隧道内列车火灾规模。在此基础上,结合我国铁路客车的特点及国外相关研究结果,建议在铁路隧道和隧道群火灾后果评估中,可采用15 MW的稳定热源作为参考。     

公路隧道火灾热冲击和二衬混凝土防火研究

文章通过对隧道货车火灾案例进行统计分析,除具有一般隧道火灾特征外,隧道货车火灾还具有温度较高、火势易蔓延、持续时间长的特点,总结得出货物总量、货物种类以及长大隧道交通量是影响货车火灾规模的关键因素。同时结合国内外现有关于货车的燃烧试验,确定出隧道货车火灾最高温度取值为1200℃,热冲击曲线的大致范围符合RABT曲线。并对货车火灾后衬砌损伤程度及预防技术进行归纳整理,以期为进一步研究隧道衬砌结构耐火性提供理论依据。