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沥青路面材料吸放热测试方法及吸放热特性研究

作 者: 郭艳明
导 师: 李炜光
学 校: 长安大学
专 业: 材料学
关键词: 沥青路面 热平衡 表面特性 结构组合 降温效果
分类号: U414
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要


由于沥青路面能持续储存太阳辐射热,使沥青路面长时间处于高温状态,在外部荷载的作用下就很容易产生流动变形,既影响行车安全,同时加速了路面的破坏。不仅如此,还加剧了城市的“环岛效应”。鉴于此开展沥青路面降温措施研究,降低路面温度对沥青路面的影响,缓解沥青路面的“热岛效应”。本研究提出了改变路面表面特性、改变路面结构形式等降温技术,并对其降温效果进行评价。首先,针对沥青路面所处的光热环境,从路面受热因素出发,建立了沥青路面的热平衡方程,通过显著水平分析,确定了室内模拟主要因素。提出改变路表面特性,即通过增大路面辐射、蒸发潜热、路面与路基的交换热,以降低沥青路表面的热平衡温度,减少路面热储量。其次,根据沥青路面辐射理论和影响因素显著分析,开发了室内模拟环境温度测试装置,在此基础上,制订了室内模拟试验方案及试验方法。模拟了现场五种典型沥青混合料和五种结构组合方式,对其在模拟条件下的吸放热规律进行了分析,结果显示OGFC-13试件上表面的升温幅度介于0.2-1.5℃,降温幅度介于0.9-2.4℃;底部温度的升温幅度介于0-4.4℃,降温幅度介于1.7-6.4℃。在同一种条件下,结构2cm、5cm处,沥青组合高于水泥组合2.2-10℃、1.5-2.8℃。最后,采用了反光性材料、隔热材料、结构组合形式,并其对降温效果进行了对比分析,结果显示,表面处理方案中,反光性涂抹涂料降温最好,其次为采用浅色石料莫来石最佳,掺配浅色石料的沥青混合料方案中,掺配陶瓷方案优于掺配莫兰石方案;由于OGFC路面结构组合能够把热量散发出去,使其具有低储热量、低路面辐射特性,使用效果最佳。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章 绪论  9-15
  1.1 项目概述  9-11
  1.2 国内外现状  11-13
  1.3 主要研究内容  13-15
第二章 技术路线及试验方案  15-18
  2.1 技术路线  15
  2.2 试验方案  15-18
第三章 沥青路面热平衡及降温技术机理分析  18-43
  3.1 基本原理  18-23
    3.1.1 热传导  18
    3.1.2 热对流  18-20
    3.1.3 热辐射  20-22
    3.1.4 热平衡  22-23
  3.2 沥青路表面热平衡及热平衡温度分析  23-40
    3.2.1 环境因素对沥青路面的影响  23-24
    3.2.2 沥青路表面的热平衡  24-27
    3.2.3 实际沥青路表面热平衡分析  27
    3.2.4 沥青路表面热平衡温度分析  27-40
      3.2.4.1 主要影响因素显著水平分析  27-34
      3.2.4.2 各个主要因素对沥青路表面平衡温度的影响  34-40
  3.3 降温技术机理分析  40-42
    3.3.1 提高路面材料反射率降温机理  40-41
    3.3.2 结构组合降温机理  41-42
  3.4 本章小结  42-43
第四章 沥青路面材料吸放热测试装置及室内试验方法研究  43-49
  4.1 设计原理  43
  4.2 试验仪器介绍  43-45
  4.3 模拟参数确定  45
  4.4 室内试验方法研究  45-49
    4.4.1 测试方式  45
    4.4.2 准备工作  45-46
    4.4.3 试验步骤  46-49
第五章 反光、隔热材料降温效果的测试研究  49-71
  5.1 室内标准试验研究  49-61
    5.1.1 试验材料  49-51
    5.1.2 试件制备  51
    5.1.3 室内测试及结果分析  51-59
    5.1.4 室外试验测试  59-61
  5.2 反光、隔热材料降温效果的测试  61-69
    5.2.1 涂抹反光材料  62-64
    5.2.2 表面浅色石料处治  64-65
    5.2.3 外掺隔热材料  65-67
    5.2.4 室外试验测试  67-69
  5.3 本章小结  69-71
第六章 结构组合降温效果的测试研究  71-89
  6.1 室内组合测试  71-79
    6.1.1 组合测试方式一  71-75
    6.1.2 组合测试方式二  75-79
  6.2 室内降温测试  79-85
  6.3 室外试验测试  85-87
  6.4 本章小结  87-89
第七章 结论  89-91
参考文献  91-93
致谢  93-94
攻读学位期间取得的研究成果  94

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 道路工程 > 道路建筑材料
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