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

主洞一次衬砌和二次衬砌之问施加50ram厚聚氨酯保温

材料、泄水洞来保温；主洞和泄水洞一次衬砌和二次衬砌之问施加50mm厚聚氯

酯保温材料：-：洞未施加保温、泄水洞一次衬砌和二次衬砌之间施加50mm厚聚

聚酚醛保温板(注：隧道仰拱和防寒泄水洞铺地位置出于受力考虑，三种工况均未

施作保温层)，主洞尚未贯通前，2月份的围岩温度场分布情况：图5-3(d)-(O为8

月份的温度场分布情况。从两图可以清楚的看到，保温层对阻止其背后的混凝土

衬砌和围岩温度受洞内环境温度的影响发挥了巨大作用。另外，从图5-2(a)可以看

到，防寒泄水洞不施作保温层工况下，衬砌内会出现负温的不利情况，在一衬和

二衬之间施作50ram厚的聚酚醛保温板后，保温层背后的次衬砌和围岩温度虽

然比(a)图有了明显的升高，但是仍然低于O'C．这就意味着一次衬砌和二次衬

砌之间施作50mm厚的聚酚醛保温板尚不能满足目前的保温要求，应当及时变更

设计，并采取补救措施，加大保温层厚度至65mm。图5．4给出了加与不加保温层两种工况下，

防寒泄水洞一次衬砌表面温度从2012年7月15臼至2013年7月15日期间的变

化情况，它更直观的展现了保温层在防寒保温中的巨大作用。

隧道工程安全运营的重点要做好是防寒保温，如果没有解决好该问题，在运

营后期会接连出现一系列的病害症状：衬砌开裂、酥碎、剥落、衬砌挂冰、隧底

冒水积冰、洞门开裂等。严重影响行车安全，缩短隧道使用寿命，给养护与管理

增加了难度。因此寒区隧道宜设置保温措施，从而有效保护隧道结构不受冻胀

而产生破坏。

因此，在隧道设计上，应在防寒保温方面采取相应的措施。在隧道衬砌表面

采用聚酚醛保温材料或其他保温残料，参数应达到相关标准。

保温材料按材质可分为三大类：无机绝热材料(如膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、

泡沫石棉、微孔硅酸钙等)，金属绝热材料和有机绝热材料(聚乙烯、聚氨酯、

聚氯乙烯、泡沫塑料、聚乙烯等)。目前隧道上常用的保温材料是聚酚醛和聚氨酯材料，而这些材料的保温性能还与其配比、生产工艺都有密切的关系。

由于寒区隧道气候条件特殊，保温材料用量大，为保证保温效果和质量，为保证隧道

工程使用的保温材料合格，隧道工程部应对保温材料开展调研工作。组织邀请专家、研究院、设计、监理、施工等单位的相关技术人员，对调研结果进行咨询论证。

实地考察取样，考察产品参数及隧道保温实际应用中的的保温效果。