沥青路面高温温度场数值分析与试验验证
沥青高温指标与其高温路用性能的相关性研究
０ 前
言
事故， 因此沥青路面要求具有较好的抗车辙性能闭 。
评价沥青高温性能的指标较多，本研究采用软化点、 黏
的测试， 以及高温车辙试验结果的对比分析， 来评价各种指标
动态剪切和重复蠕变试验， 通过对沥青 ４ 种高温性能指标 沥青作为粘弹性材料， 在夏季持续高温的条件下， 沥青由 度、
弹性体向粘弹性体转化， 劲度模量降低， 抗变形性能下降， 在
Ｃ ｎ ｍｅ ， ｉ ｎ， Ｉ Ｙ ｎ ＭＥ ｈ ｎ ｉｇ ＡＩＨｏ ｇ ｉＸＵ Ｊ＂ Ｌ Ｕ ａ ｇ， Ｉ Ｓ ｕ ｐ ｎ ａ
（ａ ｈｕ Ｅ ｔ － ｘ ｎｐ ｃｉ ｎ ｕｒｎｉｅＢ ｒａ ，ａｚｏ ２ ３０ Ｊａｇｕ Ｃ ｉａ Ｔ ｉ ｏ ｎｒ Ｅ ｉ Ｉｓｅｔ ｎ ａ ｄ Ｑ ａａｔ ｕｅｕ Ｔ ｉ ｕ２ ５０ ，ｉｎ ｓ ，ｈｎ） ｚ ｙ ｔ ｏ ｎ ｈ
通 过 率， ％
１０ ０
９． ８ ３
８． ９３
６． ６９
４ ． ２９
２． ４９
１ 试 验 方法 ． ２
的关系可以得出， 当两沥青软化点差超过 １ ℃时， ． ０ 软化点的高
ｓｕ ｉｄ ｈ ｃ ｒｅｔ ｅｓ ｎ ａ ｃ ｒｃ ｏ ｓｆｅ ｉｇ ｏｎ ， ｉｃ ｓｔ ａ ６ ℃ ， ｙ ｍｉ ｓ ｅ ｒ ｈ ｏ ｔｒ ｎ ｍｕｔ ｌ ｓｒｓ ｃｅ ｐ ｔ ｄｅ ｔｅ ｏｒｃｎ ｓ ａ ｄ ｃ ｕ ａ ｙ ｆ ｏ ｎｎ ｐ ｉｔｖｓ ｏｉ ｔ ｙ ｔ ０ ｄ ｎａ ｃ ｈ ａ ｒｅ ｍｅｅ ａ ｄ ｌｐｅ ｔｅ ｓ ｒｅ ｉ
高温条件下沥青路面性能研究
高温条件下沥青路面性能研究随着气候变化的加剧和全球变暖的影响，高温天气越来越常见。
在这样的状况下，沥青路面的性能变得尤为重要，因为它直接影响道路的使用寿命和交通安全。
本文将探讨高温条件下沥青路面的性能研究，涉及到沥青材料的变化、路面结构的设计以及使用技术的改进。
一、沥青材料的变化高温条件下沥青材料会出现一系列的变化，这对路面的性能和寿命造成了一定的影响。
首先，高温会导致沥青材料的软化和粘度的降低。
这使得沥青路面容易变形，出现凹陷和龟裂。
其次，高温还会引起沥青的老化，降低材料的弹性模量和粘附力。
这将直接影响路面的承载力和抗滑性。
因此，研究沥青材料在高温条件下的性能变化，对于改善路面的耐久性至关重要。
研究人员可以通过实验室测试和试验场的观察来获得相关数据，并根据这些数据设计出更耐高温的沥青配方。
二、路面结构的设计除了沥青材料本身，路面结构的设计也对高温环境下路面性能的改善起着重要作用。
在设计路面结构时，应该考虑到高温天气对路面的影响，并采取相应的措施来降低热应力和温度升高。
例如，可以增加路面的厚度或采用特殊的隔热层来减少热辐射和热传导。
此外，选择合适的填料和土工材料，以提高路面的导热性和热稳定性，也是一个重要的方面。
通过合理的路面结构设计，可以减轻高温天气对路面的损害，延长路面的使用寿命。
三、使用技术的改进除了沥青材料和路面结构的改进，使用技术的改进也是提高路面性能的关键。
在高温条件下，施工和维护过程应该更加谨慎和专业。
首先，在施工前应该对沥青材料进行充分的测试，确保其在高温下的性能符合要求。
其次，施工时应选择合适的施工时间和条件，避免高温时段施工，减少沥青材料受热时间。
此外，建议采用冷却技术，在施工后立即降低沥青温度，防止沥青材料因高温而过早老化。
维护方面，定期检查路面的热裂缝和龟裂情况，及时进行修补，以保持路面的均匀和平整。
总结：高温条件下沥青路面的性能研究是一个重要的课题。
通过研究沥青材料的变化、路面结构的设计以及使用技术的改进，可以提高路面的耐久性和安全性。
沥青混凝土路面温度场数值分析
图 ３为路 面体 不 同位 置处 随时 间变 化 的温 度场 。
从 图 ３可 知 ， 面体 内 的温度 场 随着 外界 路 面气 温 的 路
周期 变化 而改 变 ， 这 种 影 响 主要 发 生 在 沥青 面 层 和 但
收 稿 日期 ：０ １０ —５； 回 日期 ：０ １０ —６ ２ １ －３ １ 修 ２ １ －９０
表 １ 路 面 各 结 构 层 热 力学 参数
２ 计 算 及 分 析 结 果
２ １ 夏 天 １ｄ温度 变化 下路 面结构 层温度 场分 布 ． 假定 夏 天 １ｄ地 面温度 变化 如表 ２所示 。
表 ２ 夏 天 １ ｄ地 面 温 度 变 化
时 刻
项目
ｕ ： ｚ：ｕｕ ４：ｕ ｕｕ ｕ Ｏ ： ＵＵ ： ｕｕ １ ： ０ ＵＵ Ｊ ： ｚ ｕＵ Ｊ ４：Ｕ０ ＩＯ：Ｌ ’ ｕ ｌ ： ＵＵ ２Ｕ ： ＺＺ：ＵＵ ２ ： Ｌ ４ ＵＵ
温度 变化 以及路 面层产 生 的温度 应 力也越 大 ； 始 温度 越 高， 初 各结 构层 温度 也越 高 ， 各 结构 层 温度 差 但
与初 始 温度 关 系不明显 。
关键 词 ： 沥青 混凝 土
路 面 温度 场
中图分 类号 ：４６ ２７ 文 献标 识码 ： Ｕ １ ． １ Ａ
（ 昌大 学 建 筑工 程学 院 ， 西 南 昌 南 江 ３０ ３ ） ３ ０ １
摘 要 ： 用三 维模 型 ， 采 对夏 日全天 温度 变化 下路 面结 构层 温度场 分布 及不 同降温速 率下 沥青路 面温度 场
分布进 行 了分析 。结果表 明 ： 表 以下 ０ ４ ｍ 深度 内（ 地 ． 即沥 青 混凝 土 面层 ） 度 场 受 到 外界 温 度 影 响 温 大 ， 下各 结构 层 温度场 变化 不 明显 ； 同一 结构层 ， 别是 面层 ， 其２１ ０ １年 第 １ ２期
公路路面温度场分析
根据有关实验，常用的几种半刚性基材料的导热性能相差不大，因此它们的导热性能的差别对沥青面层温度分布产生的 影响不大，面层较厚时，这一影响可忽略不计。 分别对沥青面层厚度为8cm和15cm下垫10cm煤渣(导热系数0.43,导温系数0.0022)和通常半刚性材料〔导热系数1.2和 导温系数0.0028)的情形进行计算，结果绘于图3-17和3-18中。
从图3-I3和图3-14所示的1月份温度分布曲线可见，路面表面温度的日波动量最大约为20}℃, 5cm深处温度的日波动量 最大约为11℃，在沥青面层底部温度日波动量很大约为6℃，在上基层中部约为3℃，而在下基层中，温度日波动量不超 过1.5℃。 不同深度及不同结构层之问的温度分布曲线存在相位差，相 对于表面而言，5cm深处的温度分布曲线的相位差约为1h,沥青 面层底部的相位差约为5h，在40cm的底基层中，温度达到最大 值的时间一般在0点前后，其相位差约为12h。无论是在夏季温 暖季节，还是在冬季寒冷时期，路面温度的最大值和最小值均 在路表面达到，路表最高温由于太阳辐射等影响远比当天的最 高气温高，而路表最低温度由于夜间路表放热的原因，可能比 最低气温还低，这表明路表温度在整个路面温度场中具有控制 意义。 由于太阳辐射，路表最高温度一般出现在最大太阳辐射后的 2h，通常在下午1-3点之间达到，而路表最低温度一般在清晨5 点左右达到。
在L1边界上，m=1，l=0，由此得边界条件:
经计算整理可得按位移求解温度应力时位移分量满足的边界问题:
注:温度应力问题一般宜按位移求解，按位移求解原则上可适用于任何平面问题，这是按应力求解时不可能做到的。 式中μ 为材料的泊松比
且T(x，y)=T0(x,y,t1)一T0(x, y,t2) 式中T0= T0(x,y,t)表示时刻t路面结构的温度场。 求解上述边值间题，可分两步进行: 1.求方程组(3-24)的通解 2利用通解及边值条件式(3-25)，确定所求解 由于日变化的外界气温对一定深度以下的路面温度场的影响可忽略不计，因此 T( x，y)→0，y→∞ (3-28) 对某一计算点而言，一定远处以外的温度变化对该点温度应力的影响可忽略不计，因此: T(x，y)→0,x→∞ (3-29) 所以，当要计算不同水平位置的温度应力时，只须相应移动坐标系，并使温差分布关于计 算点对称。 引入复变量Z=x+iy，则有 IT(z)I→0 IzI→0 (3-30) 假定T(z)满足条件: I T(z) I ≤ e-mlzl I z I→∞ 式中m>0 (3-31) 1.偏微分方程组(3-24)的通解， 求偏微分方程组(3-24)的通解，可分两步进行: (1)求偏微分方程组(3-24)的任意一组特解，只需满足式(3-24]，不一定要满足式(3-25) (2)不计变温T，求出方程组(3-24)的一组补充解，使它和特解叠加后能满足边界条件式 ( 3-25 )。 步骤1，引入辅助函数Φ (x,y)使得
沥青路面温度场的量测分析
栅温度传感器量测精度可达 ０ ． ０ １ ０ ３ ℃。
１ ． １ ． ２ 传感器的布置方案
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ４ — ０ ３ 作者简介 ： 钟 阳（ １ ９ ５ ５ ．） ， 男， 教授 ； 杨
图 １ 光纤光栅温度传感
２ ） 光纤光栅温度传感器 的标定试验 。 利用水浴法对光纤光栅 温度传感器进行 标定 ， 标 定 曲线 如
１ ） 不 同深度 处路 面 结构 温度 的最低 值 一般 出现 在 ４ ： ０ ０～
图 ２所示 。光纤光栅温度传感器的温度灵敏系数 ＝１ ０ ． ３ ０ ｐ ｍ ：Ｃ， ７ ： ０ ０之间 ， 最高温度 出现的时问随深 度的增加 而推迟 ， ２ ｃ ｍ处在 由于波长调节系统的波长解调灵敏度为 １ ｐ ｍ， 所 以本文 的光纤 光 ｌ ４ ： ｏ ０ 左 右达 到最大值 ， ７ ｃ ｍ处在 １ ５ ： ０ ０左 右达 到最 大值 ， １ ２ ｃ ｍ，
２ 温度 场 的观测 结 果及分 析
依据实测沥青路面结构 内的温度数 据 ， 给出部分 日期沥 青路 面结构在不同深 度处 的温度 变 化 曲线 。图 ４给 出的是 其 中 １ ｄ
（ １ １ 月２ ５号 ） 的沥 青路 面 结构 温 度场 变 化 曲线 ， 图 ５给 出 的是 ２ ０ １ ２年 １ １月 ２ ２日～２ ０ １ ２年 １ １月 ２ ９ 日的沥青 路面结 构温 度场
基层 中部 （ ２ ７ ｃ ｍ处 ） 各布置一个温度传感器 川 ， 如图 ３所示。
５ ５ ０ ． ４ ５ ５ ５ ０ ． ４ ０
５ ５ ０ ． ３ ５ ５ ５ ０ ． ３ Ｏ ５ ５ ０ ． ２ ５
目前 ， 国内外路 面温度场 的研究 主要有 两种 方法 ： １ ） 统计 法 ， 即根据实测 的路面温度 和气象资料 分析路面 温度 与其影响 因素之间 的关系 ； ２ ） 理论和半 理论 分析 法 ， 即根据 传热 学 和气 象学 的基本 原 理， 采用数值 分 析 的方法 建立 模 型和 方程 对 路 面温度 场 进行 预 估 。我 国对路面温度 场 的研 究起 步较 晚 ， 且 以理 论研 究为 主 ， 对 沥青路面结构层 内温度 测量实 例较 少。本文在 沥青 路 面 中埋 设
沥青路面热物性参数试验研究
图 １ 单 一 材 料 比热 随 温 度 的 变 化 曲 线
和４ ５ ℃分别 出现两个 吸热 峰。由于沥青是 由很 多
组 分组 成 的混合 物 ， 不 同 组分 的相 态 转 化 温 度 并 不
线 上表现为峰的产生 ， 表明发生 了结晶组分 的熔 融或是非晶组分 的相 变化。其 中基 质沥青 的 Ｄ Ｓ Ｃ 曲线在４ ０ ℃左右出现一个吸热峰 ， 改性沥青在１ ５ ｑ ｃ
２ ． １ 导 热 系数 试验 测 定
试 验 采用 的设 备 为 Ｔ Ｃ ３ ０ ０ ０系 列 导 热 系 数 仪 ，
设备关键参数如表 ３ 所示。
表 ３ 设 备 参 数 表
设备 系数
测 量 范 围 准 确 度
数值
０ ． ０ ０ ５～ ２ ０ Ｗ／（ ｍ・ Ｋ）
±３ ％
本文运用 目前 比较先进 的差示 扫描 量热仪 Ｊ
与导热系数仪测定了不同级配的沥青混合料及不同 种 类 的沥青 、 集料 在不 同温度条 件下 比热 的变化 ， 以 及混合料的热传导系数等参数。实验结果表明沥青 材料有着特定的比热变化曲线 ， 比热随温度的不 同 而变化且呈非线性变化。这种性质对沥青混合料也 存在影 响， 随混合料级配不 同影 响效果不 同。导热 系数的变化呈现随温度升高而降低 的趋势 ， 这与在 高温状态下沥青物象发生改变有关 。为温度场模型 的建立提供了计算参数。 １ 比热 试验研 究 比热的测定试验采用了 目 前较精确的差示扫描 量热 仪 （ 型号： Ｄ ｉ ａ ｍ ｏ ｎ ｄ Ｄ Ｓ Ｃ ； 生 产 厂 商： 美 国 Ｐ ｅ ｒ ｋ ｉ ｎ Ｅ ｌ ｍ ｅ ｒ 公司） ， 温度标定采用正癸烷和铟（ 熔点 分别为 一 ２ ９ ． ６ ６ ｃ Ｃ 和１ ５ ６ ． ６ ０ ｃ Ｃ） 。样品质量精确到
沥青路面温度场分析及控制技术研究
沥青路面温度场分析及控制技术研究一、研究背景沥青路面是目前城市道路建设中广泛使用的路面材料。
随着城市化进程的加快和交通量的不断增加，沥青路面的温度问题越来越受到关注。
高温会导致沥青路面软化和龟裂，严重影响道路使用寿命和行车安全。
因此，研究沥青路面温度场分析及控制技术是当前道路建设领域的重要问题。
二、沥青路面温度场分析1. 沥青路面温度场形成机理沥青路面温度场的形成是由多种因素综合作用的结果。
在太阳辐射作用下，路面吸收能量，产生热量，导致路面温度升高。
同时，地下水位、土层和路面下面的热传导也会影响路面温度。
此外，雨、雪、风等天气条件也会对路面温度产生影响。
2. 沥青路面温度场分析方法目前，常用的沥青路面温度场分析方法有数值模拟方法和实测方法。
数值模拟方法主要采用有限元分析、有限差分法等数学模型，对沥青路面温度场进行模拟和分析。
实测方法主要采用温度计、红外线热像仪等设备对路面温度进行实测，然后进行数据分析和处理。
三、沥青路面温度控制技术1. 沥青路面温度控制方法当前，常用的沥青路面温度控制方法主要包括防水措施、白色涂料、降温剂和地下水利用等。
防水措施主要是通过在路面上铺设防水层或涂刷防水涂料等方式，减少路面温度的升高。
白色涂料主要是采用具有反射性能的涂料，将部分太阳辐射反射回去，减少路面吸收能量的量。
降温剂主要是通过在路面上喷洒降温剂，将路面温度降低。
地下水利用主要是利用地下水进行降温，将地下水引入路面下方，通过热传导降低路面温度。
2. 沥青路面温度控制技术的优缺点防水措施和白色涂料的优点是对路面温度控制效果显著，但成本较高。
降温剂的优点是成本较低，但需要频繁喷洒，对环境也有一定影响。
地下水利用的优点是技术成熟，对环境影响较小，但需要考虑地下水资源的可持续利用。
四、结论当前，沥青路面温度场分析及控制技术已经成为道路建设领域的重要问题。
通过数值模拟和实测方法对沥青路面温度场进行分析，可以为温度控制提供科学依据。
SMA-13沥青路面温度场的分析与研究
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图 ３ 买测 温 度 随 时 间 变 化 曲线 图
才 能合 理安 排压 实 时间 。本 次试 温度 １ ７ ０℃， 风速 １ ． ５ ｍ ／ ｓ ， 机器设备运转正常 ， 其试 青 路 面 的温度 分 布 ， 验每 ３ ｍ ｉ ｎ 采集一次数据 ， 当表面温度低于 ９ ０ ｑ Ｃ 时， 验 段路 面 结构 如 图 １ 所示 停止数据的采集 ， 之后的数据对研究无效 ， 为保证试 ４ ｅ ａ 改性 沥青混凝 土（ ｒ Ｓ ＭＡ 一 １ ３ ）
２ ０ ｃ ｍ水 泥粉煤 灰稳 定碎石 ２ ０ ｃ ｍ水泥 粉煤灰 稳定 土
土 基
图 １ 路 面 结构 模 型
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６ — １ ０ — １ ３
作者简介 ： 宋 乐（ １ ９ ８ ４ 一） ， 男， 四川成都人 ， 副处长 ， 硕 士研究生 ， 研究 方向 ： １ 二 程 信息 ； 许 彪（ １ ９ ８ ９ 一 ） ． 男， 安徽萧县人 ， 技术员 ， 硕十研究生 ， 研究方 向 ： 施工作业质量控制 ； 张 锋（ １ ９ ８ ７ 一 ） ， 男， 陕西西 安人 ， 技术 员 ， 硕士研究生 研 究方 向 ： 施 工作业
１ ． ２ 摊 铺温 度场 数据 的 采集及 分 析 大量 的研 究 数据 及经 验 表 明 ， Ｓ Ｍ Ａ一 １ ３沥青 路 面 碾压 温 度 在 ９ ０ — １ ５ ５℃ 比较 合 理 ， 因此 ， 只有 掌 握 沥
路面用普通沥青温度敏感性评价指标选择与分析
路面用普通沥青温度敏感性评价指标选择与分析路面用普通沥青温度敏感性评价指标是指用于评价沥青混合料抗高温和低温变形性能的指标。
沥青混合料在高温环境下会产生软化和流动，而在低温环境下则会变硬和脆化。
因此，为了确保路面的稳定性和耐久性，评价沥青混合料的温度敏感性是非常重要的。
对于评价指标的选择和分析，主要考虑以下几个方面：1.高温性能指标：高温性能指标主要是评价沥青混合料在高温下的变形性能，其中最常用的指标是软化点和黏度。
软化点是指沥青在高温下开始软化和流动的温度，通常以球和锥试验法测定。
黏度描述了沥青混合料在高温下的流动性，通常使用旋转黏度计测定。
2.低温性能指标：低温性能指标主要是评价沥青混合料在低温下的变形性能，其中最常用的指标是弯曲斯托。
弯曲斯托是指低温下应变比例下的沥青混合料弯曲变形，通常使用三点弯曲测试方法测定。
3.动态剪切流变性能指标：动态剪切流变性能指标主要是评价沥青混合料在不同温度和应力条件下的变形性能。
其中最常用的指标包括复合模量、相位角和频率扫描。
在选择适合的评价指标时，需要根据不同的道路类型、交通量和气候条件进行考虑。
比如，对于高温地区来说，草案软化点和黏度可能是更为重要的指标；对于低温地区来说，弯曲斯托和动态剪切流变性能指标可能更具意义。
此外，评价指标的选择应该考虑到实际施工和试验的可行性。
一些指标可能需要复杂的试验设备和技术，因此在选择时需要综合考虑经济性和可操作性。
总的来说，选择合适的评价指标可以更准确地评估沥青混合料的温度敏感性，提高路面的稳定性和耐久性。
在选择时需要综合考虑不同的因素，并结合具体的道路条件和气候条件来做出决策。
沥青路面温度场及应力场的数值模拟研究
沥青路面温度场及应力场的数值模拟研究沥青路面是道路交通中最常见的路面材料之一，具有较好的耐久性和适应性，然而在夏季高温条件下，沥青路面温度的升高可能引发沥青材料的变形和开裂，从而对道路的正常使用产生不利影响。
因此，研究沥青路面的温度场及应力场变化规律，对于提高道路性能和延长使用寿命具有重要意义。
本文将通过数值模拟方法，对沥青路面的温度场和应力场进行研究和分析。
首先，我们需要了解沥青路面的基本特性。
沥青路面通常由矿物骨料、粉料和沥青混合而成，其温度场和应力场的变化与外部环境因素、路面结构及材料特性密切相关。
在夏季高温条件下，沥青路面受到太阳辐射和车辆交通的共同作用，导致温度升高。
另外，沥青材料的热导率、热膨胀系数也会影响温度场和应力场的分布。
接下来，我们将采用有限元方法进行数值模拟。
有限元方法是一种常用的工程数值分析方法，适用于复杂结构和边界条件下的问题求解。
通过在计算网格中离散化沥青路面的几何形状和物理特性，我们可以得到相应的数学模型。
在模拟中，我们需要考虑沥青材料的非线性特性和热-力耦合效应，以准确描述温度场和应力场的变化。
另外，为了提高模拟的准确度，我们还需考虑路面结构和材料的均匀性、温度边界条件以及外界环境的影响等因素。
在模拟过程中，我们将采用计算流体动力学模型和有限元法进行耦合计算。
通过建立沥青路面的热传导方程、弹性力学方程和动量守恒方程，可以得到温度场和应力场的数值解。
通过对不同工况下的温度场和应力场进行分析，我们可以研究沥青路面的变形和破裂情况，并对路面结构和材料进行优化设计。
经过数值模拟和分析，我们可以得到以下结论：首先，在夏季高温条件下，沥青路面温度场呈现明显的非均匀分布，热点区域出现在日照强烈的部位。
其次，沥青路面应力场较为复杂，存在较大的横向和纵向应力差异。
最后，温度场和应力场的变化对沥青路面的宏观性能产生重要影响，特别是在高温环境下，容易引发路面变形和开裂。
综上所述，本文通过数值模拟的方法对沥青路面的温度场和应力场进行了研究和分析。
沥青路面高温温度场模拟分析
对 高速 公路 半 刚性 基 层 沥 青路 面结 构 而 言 ， 沥青面层 和半 刚性 基层 材料都 有相对稳 定 的密实 度和湿 度 。因此 ，在一般 情况 下 。 材料 参数 可 以按 照表 ｌ 取值 。
观测所得某地区的连续 ７ｄ 高温中风速差异
不大，以平 均风速 ２０Ⅱ ｓ ． ｌ 计算 ，其他参数 见 ／
特征 分级 指 标 。２０ ０２年 Ｎ Ａ Ｃ Ｔ的 环 道 试 验 研 究 报 告 中 ，提 出沥青路 面的车辙 发 生在 ７ｄ最 高空 气温 度高 于 ２ ℃ 的 １ 里 。我 国 大量 发 生 车辙 ８ ３子 的高 速公路 ，最一 致 的特点是 发 生在夏 季 高温季 节 ，有 时仅仅 发生 在最 高气 温 的几天 里 ，而低 于
２０ ０９年 １ ０月
石 油 沥 青
ＰＴ Ｏ Ｅ Ｍ ＡＰ ＡＴ Ｅ Ｒ Ｌ Ｕ ＳＨ Ｌ
第 ２ 卷第 ５ ３ 期
沥青 路 面 高 温 温 度 场 模 拟 分 析
黄 飞云 李凌林
东南大学交通学 院 （ 京 ２ ０９ ） 南 １０ ６
摘要
高温是 沥青路 面车辙形成 的主要 因素 ，因此对 高温作 用下 沥青路 面温度 场的分析
某 个 温度 ，路 面几 乎不 会发 生 流动变形 。根 据我
１ 数值 模型 的建 立 １ １ 路 面结 构形 式与 尺寸 ．
调查 目前我 国高速公路 的典型路 面结构形
式 ，选 取半 刚性基 层 沥青 路 面结 构 （ 图 １ 进 如 ）
们 的直观 观 察 ，气 温 低 于 ３ ℃ 一 般 不 会 有 大 的 ０ 车辙 ，甚 至 气 温 低 于 ３ ｃ ５Ｃ，车 辙 能 够 限 制 在 几 毫米 的 范 围 内 ，而气 温超 过 ３ ℃ ，车 辙 就 会 很 ５ 快增 长 。２０ ０ ３年 夏季 ， 国 闽浙 赣湘 鄂 粤 诸 省 都 我 遭遇 了几 十年 不 遇 的连 续 高 温 ， 多 之 前使 用状 许 况 良好 的高速 公 路 发 生 了严 重 的车 辙 损 坏 ， 北 湖 省京 珠高 速公 路 、 湖南 省陵长 高 速公路 、 西省 梨 江 温 高速公 路 、 福建 省福 宁高 速公 路 、 东省 京珠 高 广
沥青混合料高温稳定性评价指标的试验研究
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沥青混合料高温稳定性评价指标的试验研究
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相关性不是很理想市政技术具很好的相关关系当动稳定度数据很大时二者的相关关系较差当动稳定度数据较大时其远远偏离回归曲线上述试验数据分析说明动稳定度与相对变形用于衡量沥青混合料的高温性能并不能完全统一特别是在车辙动稳定度很大时n显然相对变形反映的是沥青混合料受载时间内的总变形而动稳定度是一个阶段性间接指标当车辙动稳定度测试值很大时并不一定能说明其车辙试验的总变形就小这一点可以从车辙动稳定度的定义上找到解释o仅测量试验后的变形作为计算的基础数据p我国采用车辙试验的动稳定度指标作为衡量混合料高温性能的一个间接指标主要是基于实践的试验认识过程在整个变形中开始阶段的几次碾压能产生很大的变形与试件接触的好坏是数据波动的重要原因另外总变形能区分试验结果的差别但不便估计变形的发展情况因此采用动稳定度作指标以避免试验开始阶段尤其是开始与试件接触的影响理论上分析是比较合理的同时对于预测沥青混合料长期的抗变形性能具较大的意义总变形指标反映的是沥青混合料受荷载作用下的变形性能包含沥青混合料初期的压密变形但是实际的试验情况并非这样车辙要求成型的空隙率在混合料的设计空隙率附qn按此要求混合料的压密变形应很小另一方面当车辙试验动稳定度数值很大时要求测量变形的精度很高国产仪器的试验误差就显得较大为此采用相对变形指标来衡量沥青混合料的高温性能具很大的优点结论本文基于试验基本数据对评价沥青混合料高温性能的各项指标进行了研究概括如下
热反射改性沥青路面温度场数值模拟和模型试验研究
热反射改性沥青路面温度场数值模拟和模型试验研究摘要：沥青路面的使用寿命与路面温度场休戚相关。
本文以路面温度场物理模型为基础，采用ansys有限元分析软件对热反射改性沥青路面的温度场数值分析。
结果显示，与一般沥青路面相比，其内部最高温度能降低约5℃。
为了反映热反射改性沥青路面实际效果，进行实际环境下对比模型的温度观测。
结果表明，热反射改性沥青路面的温度降低2℃，与模拟结果基本吻合。
因此，增加沥青路面的热反射率，降低路面内部温度，能提高路面使用寿命。
关键词：沥青路面，温度场，热反射，对比模型中图分类号： u416.217 文献标识码： a 文章编号：夏季，我国大部分地区高温炎热，气温普遍在35℃以上，太阳辐射强度高。
沥青路面吸收大量的热量，并在沥青路面内蓄积，导致路表温度远高于气温，最高时超过60℃，形成了沥青路面的“热岛效应”。
沥青路面的使用寿命除受到车辆荷载影响外，还与路面内部温度场紧密相关。
在温度荷载和车辆荷载的日复一日共同作用下，最终导致路面破坏，失去功能。
因此，降低沥青路面的温度场是提高其寿命重要途径。
文献[1]~[8]对各种情况下的沥青路面温度场分布规律、数值模拟、试验研究做了大量的研究，但关于由增加路表热反射率导致路面温度场变化的研究很少。
本文以路面温度场物理模型为基础，采用ansys有限元软件进行沥青路面温度场模拟。
通过计算分析，得出不同热反射率下沥青路面的温度场分布和变化规律。
然后通过对比模型的试验结果验证其正确性。
1路面温度场物理模型1.1传热模型基本假设为了分析路面结构的温度场，对路面结构作如下基本假设：(1) 路面各层材料是均质各项同性；(2) 温度变化只与厚度有关，与道路长度无关；(3) 路面各结构层接触良好，热传导连续。
1.2基本方程从实际情况看，沥青路面结构温度场分布应视为二维分布。
由n 层组成的层状路面温度场，按平面应变问题进行研究，某一位置任意时刻的温度场，假设路面路面结构层的导热系数和导温系数分别为和，厚度为 ( ，其中 )，并令，可推导出满足热传导方程：1.3层间接触边界条件设路面各层接触良好，则在层间接触的上下层的温度和热流的连续的，即层间的温度函数满足传热学的第四类边界条件：上式中，为路表按导热方式传给路面体的热量，为沥青路面对太阳辐射的吸收率；为太阳总辐射；为空气与路表的辐射换热；为空气与路表的对流换热系数；、分别为气温和路表温度。
高模量沥青混合料高温评价指标及试验结果分析
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高模 星沥青混合料高温评价指 标及
试 验 结 果 分 析
陈 红 叶 炜 。
（． 安 县 交 通 局 ，江苏 １ 海 海 安 ２６ ０ ；２南 京 东 交 工 程 检 测 有 限 公 司 ，江 苏 南 京 ２ ０ ０ ） ２６０ ． １０ ０
沥青路面热物性参数试验研究
沥青路面热物性参数试验研究沥青路面是公路建设常用的路面材料之一，其热物性参数对路面的热稳定性和使用寿命有着重要影响。
本文将探讨沥青路面的热物性参数试验研究。
在沥青路面热物性参数研究中，最常用的试验方法是热传导系数试验和热膨胀系数试验。
热传导系数是指单位时间内通过单位面积材料的热量，在通过一个单位温度梯度的情况下所传导的长度。
热膨胀系数是指材料在单位温度升高下的长度变化。
热传导系数试验通常使用热板法或热线法。
热板法是将一个恒定温度的热板放置在被测材料上方，通过测量热板上的温度分布来计算热传导系数。
热线法是在被测材料中插入一个稳定的加热丝，并通过测量丝的温度分布来计算热传导系数。
这些试验方法可以测量不同温度下的热传导系数，从而研究沥青路面的热导性能。
通过对热传导系数的测量数据进行分析和处理，可以得到沥青路面在不同温度下的热传导特性，为路面设计和工程施工提供依据。
热膨胀系数试验常使用线膨胀仪进行。
线膨胀仪是通过测量被测材料在线膨胀过程中的长度变化来计算热膨胀系数。
试验过程中，被测材料被加热至一定温度，然后通过膨胀仪测量线膨胀量。
通过多次试验，可以得到不同温度下的热膨胀系数，从而研究沥青路面的热膨胀性能。
除了热传导系数和热膨胀系数，沥青路面的其他热物性参数还包括热容量和热导率。
热容量是指单位质量材料在单位温度变化下所吸收或释放的热量，通常通过差示扫描量热法进行测量。
热导率是指单位时间内单位面积材料的单位温度梯度所传导的热量，通常通过直接测量法进行测量。
沥青路面热物性参数试验研究对于路面设计、材料选择和工程施工等方面都具有重要意义。
通过研究沥青路面的热物性参数，可以优化路面结构设计，提高路面的热稳定性和承载能力，延长路面的使用寿命。
此外，还可以为路面材料的选择和研发提供依据，提高路面材料的性能和质量。
总之，沥青路面热物性参数试验研究对于公路建设具有重要意义。
通过研究沥青路面的热传导系数、热膨胀系数、热容量和热导率等参数，可以为路面设计和工程施工提供依据，优化路面结构设计，提高路面的热稳定性和使用寿命。
沥青路面就地热再生加热温度场模拟分析
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沥 青 路 面 就 地 热 再 生 热 温 场 模 拟 分 析 加 度
张德 育 黄 晓 明 马 涛 陈 辰 金 晶 顾 凡
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第４ ０卷 第 ６期 ２１ ０ ０年 １ １月
东 南 大 学 学 报 （自然 科 学 版 ）
Ｊ Ｒ Ｌ Ｏ ＯＵ Ｈ ＡＳ ＮＩ Ｒ Ｉ Ｙ （ ｔｒｌ ｃ ｎ ｅＥ ｉｏ ） ＯＵ ＮＡ Ｆ Ｓ Ｔ Ｅ Ｔ Ｕ ＶＥ ＳＴ Ｎａ ａ Ｓ ｉ ｃ ｄｔ ｎ ｕ ｅ ｉ
日周期变温条件下沥青路面温度场的数值模拟分析
日周期变温条件下沥青路面温度场的数值模拟分析作者：李坤来源：《科技资讯》 2013年第29期李坤（辽宁铁道职业技术学院,辽宁锦州 121000)摘要：路面破坏成为人们普遍关注的问题，沥青路面不可避免地会受到周围环境和气候变化的影响，而温度的变化是引起路面破坏一个很重要的因素，所以能够合理的计算出路面温度场变得尤为必要。
本文根据传热学和气象学的基本原理，并采用ABAQUS有限元软件模拟连续变温条件下沥青路面的温度场，对其变化规律进行了分析。
关键词：周期性气候条件温度场沥青路面 Abaqus中图分类号：U416 文献标识码：A文章编号：1672-3791(2013)10(b)-0000-001 影响沥青路面温度分布的因素影响路面温度场的因素可分为两类，即外部因素和内部因素。
外部因素主要包括气温、太阳辐射、相对湿度、风速等气候因素；内部因素包括路面结构的层次组合以及路面材料的热学参数等。
沥青路面处于自然环境中，同时受到内外因素的共同影响，从而引起路面结构体的温度呈周期性变化。
研究表明，在诸多外部因素中，气温和太阳辐射对沥青路面温度场的影响最大。
太阳辐射与天空辐射的能量一部分被路表反射，另一部分则被吸收并转变为热能，这部分热能与外界气温相叠加，由此产生的可观的路表温度，沿路面深度方向向温度较低处传导。
而其他因素，如风速、云量、降雨等都与气温和太阳辐射相关。
1.1 太阳辐射的影响由于太阳辐射的作用，使得大气温度在昼夜之间产生明显的差异，并且呈现出周期性的变化特征。
太阳辐射的这种周期性变化规律对路面结构温度场的影响可以近似地用周期性变化的边界条件描述。
1.2 气温及对流热交换的影响空气温度的变化主要是由太阳辐射和地表辐射造成的，根据相关的气象资料分析，可以得到我国各地正常天气时气温周期性日变化规律：气温在14时左右达到最高，在5:00~6:00时降至最低。
气温变化的周期性及非对称性，可以用三角函数的线性组合来拟合：1.3 路面有效辐射在沥青路面的表面除了发生对流换热，还存在另外一种传热方式，即热辐射。
路面高温温度场数值分析与试验验证
摘要：利用气象资料预估夏季高温季节沥青路面结构内温度场的分布状况，有助丁二合理地设计沥青路面结构，在不同结构 层使用合适的沥青等级，以防止路面出现过量的车辙。根据传热学基本理论，分析了沥青路面在夏季高温季节的热能传导方 式，建立了沥青路面显式格式二维非稳态温度场数值分析模型，并实现了基于有限差分的数值求解。为了解不同地域和气候 条件对沥青路面高温温度场的影响，进行了温度场现场试验验证。试验观测结果与数值分析结果的对比，证明了本文数值计 算模型的合理性和正确性。 关键词：沥青路面；高温温度场；数值分析：试验验证；有限差分法 中图分类号Ｉ
ＷＡＮ Ｚｈｉ２
ｏｆＣｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８２，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｈｕｎａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００１５・Ｃｈｉｎａ； ３．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ
ｏｎ
ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆｉｅｌｄｓ ｉｎ ａｓｐｈａｌｔ
ｐａｖｅｍｅｎｔｓ，ｔｈｅ ｉｎ—ｓｉｔｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｖａｌｉｄａｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．
Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ
ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎ・ｓｉｔｅ ｄａｔａ ｐｒｏｏｆｓ ｔｈｅ ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ．
气逆辐射（Ｊ／Ｉｎ２．ｓ）；￡．为沥青路面对于太阳短波辐 射的吸收系数。 ２．３二维非稳态温度场数值分析方法 沥青路面在自然环境因素下产生的温度变化属 于非稳态导热问题。对于常物性、无内热源的二维 非稳态导热问题，微分方程式为：
就地风热再生沥青路面温度场计算方法研究
就地风热再生沥青路面温度场计算方法研
究
随着城市化进程的加快，道路建设和维护成为城市发展的重要组成部分。
沥青路面作为城市道路建设的主要材料之一，其性能和寿命直接影响着道路的使用寿命和安全性。
为了延长沥青路面的使用寿命，提高道路的安全性和舒适性，就地风热再生沥青路面技术应运而生。
就地风热再生沥青路面技术是指在路面破损、老化或者需要改造时，将旧沥青路面进行回收再生，加入新的沥青材料，通过加热、混合、铺设等工艺，形成新的沥青路面。
这种技术不仅可以减少对环境的污染，还可以节约资源，降低成本，提高路面的使用寿命和性能。
在就地风热再生沥青路面技术中，温度场的计算是非常重要的一环。
温度场的分布直接影响着沥青路面的性能和寿命。
因此，如何准确地计算就地风热再生沥青路面的温度场，成为了研究的重点。
就地风热再生沥青路面温度场计算方法主要有两种：数值模拟方法和试验方法。
数值模拟方法是通过建立数学模型，利用计算机模拟沥青路面的温度场分布。
这种方法可以准确地计算温度场分布，但需要大量的计算资源和时间。
试验方法是通过实验室或者现场试验，测量沥青路面的温度分布。
这种方法可以直接测量温度场分布，但需要大量的试验数据和设备。
综合比较，数值模拟方法和试验方法各有优缺点，可以根据具体情况选择合适的方法。
在实际应用中，可以结合数值模拟方法和试验方法，进行综合分析和评估，以提高就地风热再生沥青路面技术的效果和可靠性。
就地风热再生沥青路面技术是一种环保、节能、经济、高效的道路建设和维护技术。
温度场的计算是该技术的重要组成部分，需要进行深入研究和探索，以提高技术的可靠性和应用效果。
沥青路面温度场的数值模型研究
沥青路面温度场的数值模型研究一、引言沥青路面温度对交通运输和城市发展具有重要影响。
为了更好地了解沥青路面温度场的变化规律，提高路面温度的预测精度，研究者们开始采用数值模型进行研究。
本文将探讨沥青路面温度场的数值模型研究，从模型的建立、参数的选择以及结果的分析等方面进行阐述。
二、沥青路面温度场数值模型的建立1. 模型基本原理沥青路面温度场的数值模型是基于热传导理论建立的。
模型考虑了太阳辐射、空气温度、路面材料特性等因素对路面温度的影响，并通过求解热传导方程得到路面温度的分布情况。
2. 模型参数的选择模型的参数选择对于模拟结果的准确性至关重要。
在数值模型研究中，常用的参数包括路面材料的热导率、太阳辐射的强度、空气温度的变化等。
通过实地观测和实验数据的分析，可以确定这些参数的取值范围，进而提高模型的可靠性。
三、沥青路面温度场数值模型的应用1. 路面温度的预测通过数值模型可以对沥青路面温度进行准确预测。
预测路面温度对于交通管理部门和驾驶员来说具有重要意义，可以合理安排交通运输计划，提前采取措施防止路面温度过高导致路面损坏或事故发生。
2. 路面温度对城市发展的影响沥青路面温度的变化对城市发展具有重要影响。
高温天气下，路面温度过高会导致沥青路面软化、龟裂，降低路面的使用寿命。
此外，路面温度的升高还会影响城市热环境，加剧城市热岛效应，对城市居民的生活和健康产生负面影响。
四、沥青路面温度场数值模型的改进与展望1. 模型参数的优化当前数值模型中的参数选择仍有待进一步优化。
可以通过大量的实测数据和实验数据来确定参数的取值范围，提高模型的准确性和可靠性。
2. 模型的扩展与应用沥青路面温度场的数值模型主要关注路面温度的预测。
未来的研究可以将模型扩展到其他方面，如路面温度对车辆燃油消耗的影响、路面温度与空气质量的关系等，以更全面地了解沥青路面温度的影响因素。
五、结论沥青路面温度场的数值模型研究对于提高路面温度的预测精度和保障交通安全具有重要意义。