冻融及绝缘材料的稳定性能的测试，是为了模拟在冻融循环作用后实际使用

的保温材料的基本性能指标的变化情况。对本次试验的2种保温材料：聚氨

酯硬质泡沫板、聚酚醛保温板分别进行了5、15、25次冻融循环后，再

次测试其在相同条件下，其内部温度梯度情况，与未经反复冻融时的情况对比，

得出反复冻融后5、15、25次以上2种保温材料的导热性能。

首先对未经反复冻融的聚氨酯硬质泡沫板、聚酚醛保温板上表面

施加温度荷载，测出其下表面的温度T：再分别对进行了5、15、25次的冻融循

环后的PU聚氨酯硬质泡沫板、聚酚醛保温板上表面施加相同的温度荷

载，测量其在相同温度荷载条件下，下表面的温度T；；对比T；得出经过反复冻

融5、15、25次后Pu聚氨酯硬质泡沫板、聚酚醛保温板2种保温材料的

保温性能。控制上表面温度保持相同的温度条件，测得下表面温度值，若温度值

升高则说明由于反复冻融使得保温材料的导热系数下降，保温效果提高，反之则

导热系数升高，保温效果降低。测试结果见表5．5：

表5．5保温材料稳定性试验测试结果

材料类型 循环次数 上表面温度(℃) 下表面温度(℃)

一12．1 —2．3

PU聚氨酯硬 5

．11．3 ．2．1

质泡沫板

15 ．10．2

．2．2

25 ．10．8 —1．9

．10．8

．2，1

．13．3 一1．4

聚酚醛(福利凯)

5 ．12．7 一1．1

保温板 15 ．12．3 ．1．5

25 一12．7 ．1，4

．12．6 ．1．3

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试验结果表明，保温材料的冻融循环导热系数表现出一定的波动性，随冻融

循环略有下降趋势。这种结果可能因为保温材料内部结构性质在反复冻融后的改

变或因为受试验本身测量仪器和计算方法的精度所限，但抛开误差等因素的影

响．冻融循环后保温材料的保温性能不仅没有丧失，而且总体变化对隧道保温是

有益的。所以在寒区隧道保温层计算分析时应用的保温

聚酚醛保温板厚度对冻融圈变化规律影响：

聚酚醛保温板保温效果不仅受到保温层安装位置和材料类型的影响，还和保温

层厚度有很大的关系，所以对不同保温层厚度条件下，冻融圈变化规律的研究必

不可少。下面对隧道保温选用的聚酚醛保温板，分别选择三种不同的保温层

厚度(3．5、5．0和6．5cm)，对其保温效果进行对比分析。鉴于计算原理与前面完全

相同，这里不再给出详细的计算过程，只给出不同保温层厚度条件下，隧道施工

一年时间内，典型位置的冻深，见表5．8所示。从表中可以看到拱顶、拱腰的

冻深均随着保温材料厚度的增加而减小，当保温层厚度为3．5cm时，隧道拱项冻深为0．3m，当聚酚醛保温板厚度为5．Ocm时，冻深则减小到了0．14m，减小了54％

左右，而当保温层厚度为6．5cm时，该位置则己经不会出现O℃以下的情况，拱腰

位置情况与拱项类似，说明聚酚醛保温板厚度对温度场的分布影响明显。底板的冻深比

拱顶和拱腰大很多，主要原因是底板没有铺设隔热保温材料：拱腰冻深比拱顶的

要稍微小些，主要原因是计算断面埋深较浅，拱项的温度受到了上表面山体温度

的影响。

表5．8不同厚度保温层下的冻结深度

厚度 保温层厚度(cm)

位置

3．5 5．0 6．5

底板位置(cm)

180 188 176

拱项位置(cm)

25 18 0

拱腰位置(cm)

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