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冬季我国很多山区公路的隧道口路面和桥面均有积雪,影响行车通行能力和行车交通安全。各国交通与科研部门提出了多种方法来实际解决道路积雪问题,这些方法均对道路除冰雪起到了一定的效果。然而,很多方法在公路的特殊路段比如隧道口、桥梁、山区、长大纵坡等使用具有局限性,因此,选择和利用合理的融雪方式对于公路特殊地段交通安全尤其关键。本文针对山区高速公路隧道口的桥面积雪影响行车安全这一问题,因地制宜,通过在隧道出口附近的桥面铺装层内埋设热管,采用山区高速公路可循环再生资源隧道温泉水作为热流体介质来融化桥面积雪。本方法结构简单、使用方便、生产成本低,既达到了节约现有资源的目的,又能够消除冬季冰雪路面行车安全隐患,在国内尚属首次,具有广泛的应用前景。主要研究内容包括:(1)介绍基于山区温泉水给桥面加热融雪这一新型系统组成与运行原理,从能量守恒角度,对桥面融雪系统进行能量分析,并建立相应的数学物理模型,阐述了融雪负荷计算的基本数学计算方法。(2)利用有限差分法并通过有限元软件建立稳态情况下桥面二维温度场模型进行数值仿真,研究了不同埋管深度、埋管间距、沥青铺装层厚度、温泉水水温、表面风速及环境气温条件下,桥面表面的温度场以及热流密度的分布影响规律,直观地反应道路融雪过程的物理特性,并对基于传热和融雪效果的最佳管网设计方案进行分析研究。(3)从车辆荷载出发,利用有限元软件进行数值模拟,研究车辆荷载对融雪化冰特殊桥面的影响,对埋入热管的桥面铺装层进行结构力学分析,研究不同埋管间距与埋深、不同铺装层结构组合、铺装层厚度、超载、水平力对桥面铺装层结构的影响,从铺装层结构受力的角度确定和验证埋管式桥面融雪系统铺装结构组成与管网布设方案。(4)根据试验路的地理与气温环境情况,在此基础上确定了桥面融雪系统的布置方案,并现场铺设了漫水式和埋管式桥面融雪的试验路,并进行现场的管道通水试验,保证系统的顺利运行。