瀝青路面溫度場的數(shù)值模型研究.pdf

1、研究極端溫度條件下瀝青路面溫度場的數(shù)值模型，并預(yù)估路面結(jié)構(gòu)任意深度處最不利溫度情況，能夠為瀝青路面的設(shè)計提供一定的理論指導(dǎo)。本文以連續(xù)2年瀝青路面全厚度范圍內(nèi)的溫度實(shí)測值為數(shù)據(jù)支撐，分析了高溫期、低溫期、常溫期溫度場的變化規(guī)律；采用“雙試件平板式”熱傳導(dǎo)試驗裝置，測試了常用半剛性基層瀝青路面材料的導(dǎo)熱系數(shù)；通過數(shù)值回歸分析的方法建立了高溫時刻和低溫時刻溫度場在數(shù)學(xué)意義上的數(shù)值模型，分析了瀝青路面的熱傳導(dǎo)機(jī)理，并將極端高溫時刻和極端低溫時

2、刻溫度場簡化為穩(wěn)態(tài)溫度場，建立了熱傳導(dǎo)意義上的折線式溫度場數(shù)值模型；對比分析了數(shù)值回歸模型與折線式溫度場模型的精度以及適用性。
　　研究表明，瀝青路面的溫度呈周期性變化，以日周期變化最為顯著，路面溫度的變化主要集中于瀝青層，基層溫度變化較小，底基層溫度基本不變；水穩(wěn)基層的導(dǎo)熱系數(shù)大致在1.03~1.60W·(m·K)-1之間，瀝青面層導(dǎo)熱系數(shù)在0.70~2.10W·(m·K)-1之間；影響路面材料導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)鍵內(nèi)因首要是空隙率，其

3、次為粒徑，外因則是溫度；瀝青路面的熱傳導(dǎo)通常是瞬態(tài)而非穩(wěn)態(tài)，高溫和低溫時，路面溫度場在理論上具有相同的分布規(guī)律，只是數(shù)值大小有別，分布曲向相反且對稱，但高溫時瞬態(tài)強(qiáng)烈，低溫時更趨穩(wěn)態(tài)；路面在極端高溫時刻的溫度場可以用指數(shù)衰減的數(shù)值模型來表示，瀝青層衰減幅度較大，進(jìn)入基層后逐漸趨于穩(wěn)定，溫度升高的過程體現(xiàn)了路面溫度場從瞬態(tài)到穩(wěn)態(tài)的變化過程，極端高溫時刻接近穩(wěn)態(tài)的溫度場的數(shù)值模型可用折線來表示，其斜率與各結(jié)構(gòu)層材料的導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)；相反，極端