沥青路面温度场理论预估研究概述
沥青路面温度预测模型及应用
以往曾由９ 个试验路段测得数据回归出温度预 测模型公式。该公式使用参数有路表温度及测量时
间、 测量时前 ５ 平均气温和待预测点深度。现在该 ｄ 原始模型基础上利用第二轮试验 ２ ５个试验路段 的
数据 回归新 的系数 。 由新数 据 回归 的温度预 测公式
如下 ：
时两者能较好吻合 ， 见图 ３ 。
据进行分析。由于不 同的温度测量均具独立性 ， 因 而需对其进行 比较 ， 以分析其中可能存在的误差。
（ ） 工记 录温度 与 机测 温度 比较 １人 分析 数 据 发现 两 种 温度 存 在差 异 ， 除数 据 处理 误 差外 ， 工记 录数据 有时 有 明显错误 。为此 ， 人 将二 者 数据 中对 应 数 值 差小 于 ５ 的数 据 再 作 比较 ， ℃ 此
放人其中。人工记录弯沉测试时各孔内的温度。
Ｓ Ｐ 目共进行了两轮试验 ， Ｍ 项 分别在 １９ ． ～ ９４ ３ １９ ． ９ ５５和 １９ ． １９ ．０完成 ， ９５７— ９６ １ 其试验路段覆盖 了美国大部分地区及加拿大部分地区。两轮试验存 在明显差别 ： 第二轮试验数据更新 ， 其试验路段更靠 近南部 ， 所测路 面厚度均大于 １ｅ 第一轮试验则 ０ｍ， 有三处小于 １ｅ ０ｍ。本文用第一轮数据建立模 型， 第
再 乘 以 ２ｒ ，弧度 。 ｒ 上 述公 式 跟原 始 模 型 相 比系数 有 很 大不 同 ， 原
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・
６・ ６
北 方 交 通 商标的红外线温 度计本 身也 存在量 测差异 ， 只有 Ｒ ｙ ｃ Ｒ 测量的数据跟实际符合较好。因此用调 ａｔ ｅＩ 整 标定后 的 Ｒ ｙｅ Ｒ数 据 回归预 测模 型 。 ａｔ Ｉ ｃ
３ 温度预 测模 型
沥青路面高温温度场的经验预估模型
沥青路面高温温度场的经验预估模型
一、背景介绍
沥青路面是目前常见的道路铺设材料之一，但是在高温季节，沥青路面温度往往会超过50℃，这会对路面的性能和使用寿命产生不利影响。
因此，对沥青路面高温温度场进行研究，具有重要的现实意义。
二、研究内容
本研究基于实测数据，建立了沥青路面高温温度场的经验预估模型。
模型考虑了沥青路面的各种因素，包括路面材料、气象因素、交通流量等，并采用统计学方法进行数据处理和建模。
模型的主要输入参数包括：
外界气象因素：如空气温度、相对湿度、风速等。
路面材料参数：如沥青混合料类型、厚度、热传导系数等。
交通流量：路面上行驶车辆的数量、车速等。
模型的主要输出参数是路面温度场，包括路面表层温度、底部温度、混凝土基层温度等。
三、研究结果
经实测数据验证，本研究建立的沥青路面高温温度场经验预估模型预测精度高，可用于实际工程中的路面温度场预测和设计计算。
四、应用价值
提高路面设计和施工的精度和可靠性。
优化路面材料的选择和使用，降低施工成本和维护成本。
提高路面的耐久性和使用寿命，减少路面病害和事故发生的可能性。
对于城市交通管理和路况预警等方面具有重要意义。
五、总结
本研究建立的沥青路面高温温度场的经验预估模型可用于预测路面温度场，并能提高路面设计和施工的精度和可靠性，具有重要的应用价值。
在未来的研究中，可以考虑将模型应用到
其他气候条件下的路面温度场预测中，以拓展其应用范围和提高其预测精度。
沥青路面温度场的分布规律研究
沥青路面温度场的分布规律研究[摘要]路面结构持续经受着各种环境因素的综合作用，这种作用的结果集中体现为路面温度场的复杂分布。
深入地研究了环境因素对路面温度场的影响机制和路面温度场的分布规律后发现，气温和太阳辐射强度是影响沥青路面温度场的主要因素，二者对沥青路面温度场的影响具有累积性和滞后性的特点。
通过对我国多个地区路面温度实测数据和气象资料进行回归分析，建立了以气温、太阳辐射强度和路面深度为主要输入参数的沥青路面温度场预估模型。
[关键词]沥青路面温度场分布规律预估模型路面结构持续经受着各种环境因素的综合作用，这种作用的结果集中体现为路面温度场的复杂分布。
沥青材料是一种典型的温度敏感性材料。
温度对沥青路面的承载能力和使用性能都有显著影响。
沥青路面的各种常见损坏，也直接或间接的与路面温度的分布状况有关。
因此，准确预测沥青路面温度场的分布特性和变化规律，具有重要的理论和现实意义。
0引言研究表明，用于铺筑沥青路面的沥青混合料是一种感温性材料，温度的变化会导致其性能有较大的差异。
具体表现为：不同温度条件下路面会产生不同的损坏形式，如低温开裂、高温车辙、拥包等；其疲劳寿命也受温度影响。
因此，脱离了温度而谈沥青混合料的性能或进行沥青路面设计，都将是毫无意义的。
本文中笔者在以往研究的基础上，以大量实测的沥青混凝土路面温度场数据为基础，建立基于不同温变阶段的沥青混凝土路面温度预估模型。
1 统计分析1.1 温度场研究方法路面温度场的研究方法大体上有两种：理论法和数理统计法。
这两种方法各具优缺点。
理论方法是根据气象资料和路面材料的热特性参数，应用传热学原理及相关假设和边界条件求得路面温度解析表达式。
其缺点是温度场的解析表达式过于复杂，数值计算过于烦琐，不利于实际工程应用，同时该方法需要大量的气象资料和路面材料热特性参数，这些都限制了其推广，但理论方法具有较强的适应性，不受地域限制。
整理统计方法是根据实测的路面温度，结合气象资料，通过回归分析建立路面温度的推算公式。
沥青路面温度场的预估模型
预测值的对比表明， 预估模型具有广泛的适应性和较高的预测精度．
关键词 ： 沥青路 面；温度场 ； 预估模 型 ； 区差 异 地
中图分 类号 ： ４ ６ ２ ７ Ｕ １ ． １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ５ ２ ３—３ ４ ２ ０ ）４ ０８ —０ ７Ｘ（０ ６ ０ ４ ０ ４
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第 ３ 卷第 ４ ４ 期
２０ ０ ６年 ４月
同 济 大 学 学 报 （ 然 科 学 版） 自
Ｊ １ Ｎ ＬＯ ｔ Ｇ Ｉ ＮⅣＥ Ｓ （ ｒ Ｒ ＬＳ ｌＮ Ｅ Ａ Ｆ＂ ０ ＯＮ Ｊ Ｕ Ｒ Ｉ Ｕ Ａ ＣＥ ｃ ）
Ｖｏ． ４Ｎ０ ４ Ｉ３
Ａ ｓｒｃ ：Ｗ ｉ ｅ ｒｓ ｉｎ ａ ａｙ ｉ ｏ ｈ ａ ｕ ｅ ａ ｅ ｎ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｄ ｔ ｎ ｔｏ ｏｏ ｉ ｌ ｂ ｔａ ｔ ｔ ａ ｒｇ ｅｓｏ ｎ ｌｓ ｆｔ ｅ ｍｅ ｓ ｒｄ ｐ ｖ ｍｅ ｔｔｍｐ ｒｔ ｒ ａａ ａ ｄ ｍｅｅ ｒｌｇ ｃ ｈ ｓ ａ ｄ ｔ ｒ ｍ ａｈ ｒｓａｉｎ ， ｒｄ ｃｉｎ ｍｏ ｅｓｏ ａ ｅ ｅ ｔｔｍ ｐ ｒ ｔｒ ｉｌ ｒ ｔｂｉｈ ｄ．Ｔｈ ａ — ａａｆｏ ｗｅ ｔ ｅ ｔｔ ｓ ｐ ｅ ｉｔ ｄ ｌ ｎ ｐ ｖ ｍ ｎ ｅ ｅａｕ ｅｆ ｄ ａｅｅ ａ ｌ ｅ ｏ ｏ ｅ ｓ ｓ ｅｃｕ ｓｔ ｎ ａ ｄｓ ｌｔ ｎ ｏ ｅ ｉｎ ｌ ｉ ｅ ｅ ｃ ｆｐ ｅ ｉｔ ｎｍ ｏ ｅ ｒ ｎ ｌｚ ｄａ ｄ ｍｏ ｔ ｌ ｉ ｏｉａ ｖ ｒ ａｉ ｎ ｏｕ ｉ ｆｒ ｇｏ ａ ｆ ｒ ｎ ｅｏ ｒｄｃｉ ｄ ｌａｅａ ａｙ ｅ ｎ ｎ ｈｙ ｈｓ ｒｃ ｌ ｅ— ｏ ｏ ｄｆ ｏ ｔ ａ
Ｐｒ ｄｉｔｏ ｄ ｅ ｃ ｉｎ Ｍｏ ｅｌ ｏｎ Ｔｅｍｐ ａ ｕ ｅ Ｆｉ ｌ ｎ Ａｓ ａｌ Ｐ ｖ ｍｅ ｔ ｅｒ ｔ ｒ ｅ ｄ ｉ ｐｈ ｔ ａ ｅ ｎ
沥青路面温度场预估方法研究
沥青路面温度场预估方法研究作者：任仲山来源：《建筑工程技术与设计》2014年第14期摘要：针对沥青路面温度场预估方法问题，以便更好地指导路面有关病害的预防、结构设计等，本文系统阐述了两种类型的温度场预估方法，对每种类型方法进行了具体方法的介绍；基于传热学基本原理，利用有限元法构建了温度场有限元模型，结合某地沥青路面具体工况，进行了数值模拟，得出具体结论如下：1）在路面体不同位置处的温度变化曲线大致相同，路表面温度变化幅度要大于其它位置处，且沿深度方向，一天内温度变化幅值逐渐减小；2）路表面最高温度远远大于了最高气温，说明了路面温度提高来自于多种因素，如对流、辐射等，且路表面温度要大于近地空气温度；3）由于温度向路面结构体传递时需要一定的时间，导致路面温度场沿深度方向出现了滞后现象。
关键词：沥青路面；温度场；理论分析法；统计分析法沥青路面暴露于自然环境中，当外界环境发生变化时，会引起路表面温度的变化，通过热传导方式进一步传给路表面以下部分。
当外界温度骤然变化时，在结构体自身约束前提下会产生温度应力，应力过大会导致路面结构发生破坏。
因此，准确预估沥青路面温度场是很有必要的。
国内外对沥青路面温度场做了大量的研究工作。
Barber[1]在假设路面为均质体结构，综合考虑大气温度、辐射等作用，构建了路面结构体的最高温度预估模型；SHRP[2]研究认为在冬季，路表面的温度最小值要小于大气温度，并给出了路面结构体最低温度随深度变化的函数表达式；Hermansson[3]利用有限差分构建了一维模型预估路面深度方向的温度变化情况；我国学者严作人[4]将路面结构体视为层状体系，给出了路面结构温度分布的解析解；孙立军[5]通过实测统计分析法建立了路面结构体温度场预估模型；倪富健等[6]通过有限元法，分析了沥青路面温度分布情况，并与实测值进行对比验证。
综上所述可以看出，沥青路面温度场预估方法众多，大致分为两大类：理论分析法和统计分析法。
沥青路面高温温度场的经验预估模型
９ 月
郑 州 大 学 学 报 （工 学 版 ） Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ（ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ）
Ｓ ｅ ｐ． ２０１ ５ Ｖｏｌ ＿ ３ ６ ＮＯ ． ５
基金项 目： 国家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目（ ５ １ ４ ０ ８ ０ ４ ４ ） ； 中 国博 士后 科 学 基 金 项 目（ ２ ０ １ ３ Ｍ ５ ３ ２ ０ ０ ４ ） 作者简 介 ： 王延海（ １ ９ ６ ７ 一） ， 男， 江苏徐州人， 研 究员 高 级 工 程 师 ， 研 究 方 向为 道 路 工 程 ， Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ： ｗ ａ ｎ ｇ — ｙ ｈ ６ ７ ＠
预 估 的方法 ．ห้องสมุดไป่ตู้
０ 引 言
由于 沥青 路面在 不 同温度 下表 现 出不 同的黏
笔者通 过在 淮海 经济 区 ３种典 型沥青 路 面结
构 中埋设 温度 传感 器 ， 测 试 夏 季 高 温 期 的路 面 温
度场 ； 引人 大气 温度 、 太 阳辐射 、 风 速及湿 度 ， 建立 夏季 高温期 沥 青路 面 日最高温 度 与 日平 均温 度 的 经验 预估 模 型 ， 并与 Ｓ Ｈ Ｒ Ｐ 、 Ｌ Ｔ Ｐ Ｐ模 型 对 比 以验 证本 模型 的适 用性 ．
Ｔ
＝
…
数ｏ 与。 为负 值 ， 说 明路 表 与风 速 、 湿 度负 相 关 ，
符合 实 际情况 ．
Ｔ… ＝２１ ． ９２ ９＋１ ． ５ ２ ３Ｔ ＋
（ … ＋ ０ ． ０ ０ ６ １ ８ ＋ ０ ． ２ ２ ８ ９ ＋ ４ ２ ． １ ８ ）×
沥青路面温度场数值预估模型
第３ ５卷第 ８期
２０ ０ ７年 ８月
同 济 大 学 学 报（ 然 科 学 版 ） 自
Ｊ Ｕ Ｎ ＬＯ Ｏ Ｇ Ｉ ＮⅣＥ ＳＴ （ ＡＩ瓜Ａ ，ＣＥ Ｃ ） Ｏ Ｒ Ａ ＦＴ Ｎ Ｊ Ｕ Ｒ ＩＹ Ｎ ｒ １ ＩＳ ＩＮ Ｅ
Ｖｏ ３ １ ５Ｎｏ． ８
值预估模 型 ， 并使用有 限差分方法对其求解 ． 了验证 该模型 的精度 ， 为 在全 国多个 地区设立 观测站 ， 埋设 温度 传感 器， 实测沥青路面温度 分布数据 并收集与其相关的各种气 象数据 ， 如气 温 、 阳辐射 、 太 风速等 ． 结果表 明 ， 型可 以 模 较为准确地预估不 同地 区、 不同季节沥青路面 内的温度分布状况 ． 关键 词 ： 沥青路 面 ； 温度场 ； 数值 预估模 型 ； 热传导理论
ｉ ｓ ｅ ｔ ｅ ｐ ｖ ｍｅ ｔ Ｓ ｍｅ ｒ ｌ ｔ ｄ ｅ ｖｒ ｎ ｅ ｔ ｌｄ ｔ ， ｓ ｃ ｓ ａｒ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ，ｓ ｌ ａ ｉｔ ｎ ａ ｄ ｎ ｉ ｈ ａ ｅ ｎ ． ｏ ｅａ ｅ ｎ ｉ ｍ ｎ ａ ａ ａ ｕ ｈ ａ ｉ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｏａ ｒ ｄａ ｉ ｎ ｄ ｏ ｒ ｏ ｗｉｄ ｓ ｅ ｄ ｅ ｃ ｎ ｐ ｅ ｔ ．ｗｅ ｅ ｒ ｃ ｒ ｅ ｅ ． ｉ ｎ ｍ ｅ ｉａ ｐ ｅ ｉｔ ｎ ｍｏ ｅ ｒ ｖ ｓ ｖ ｒ ｆ ｃ ｉｅ ｉ ｒ ｄ ｃ ｉ ｇ ｒ ｅ ｏ ｄ ｄ ｔ ｏ Ｔｈ ｓ ｕ ｒ ｌ ｒ ｄ ｃ ｉ ｄ ｌ ｏ ｅ ｅ ｙ ｅ ｆ ｔ ｐ ｅ ｉｔ ） ｃ ｏ ｐ ｅ ｖ ｎ ｎ
Ａｕ ．２ ０ ｇ ０７
沥 青 路 面 温度 场 数 值 预 估 模 型
贾 璐 孙立军 黄立葵２秦 ， ， ， 健
（ １同济大学 道路与交通工程教育部重点实验室 ， 上海 ２０９ ； ． ０ ０ ２ ２ 湖南大学 土木工程学院 ， 湖南 长沙 ４ ０ ８ ） １０ ２
沥青路面温度场的预估方法
Ｐｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ｉ ｎ ａ ｓ ｐ ｈ ａ ｌ ｔ ｐ ａ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ
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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。
路面温度场预报模型研究
路面温度场预报模型研究第一章：前言随着人们对交通安全和效率的不断需求，路面温度场预报已成为一个热门话题。
在寒冷地区，道路结冰是一个常见的问题，而在炎热地区，高温对道路的影响也是不可忽视的。
因此，能够准确预测道路表面温度场对交通管理和路面维护具有重要意义。
本文旨在研究路面温度场预报模型，以及其在实际应用中的价值和挑战。
第二章：路面温度场预报模型的原理路面温度场的预报需要建立一个基于气象因素和路面特性的预报模型。
这个模型通常由以下几个方面的数据组成：气象数据、路面材料和路面结构参数、路面状态数据。
具体的原理如下：2.1 气象因素气象数据是预测路面表面温度的主要输入变量。
该数据集包括空气温度、风速、相对湿度和太阳辐射等。
这些数据可以通过气象站和其他传感器来进行采集。
其中，太阳辐射是一个特别重要的变量，因为它可以通过扩散和反射，影响路面表面的温度。
2.2 路面材料和路面结构参数路面材料和路面结构参数也对路面温度的预测起到重要作用。
常见的路面材料有沥青混凝土、水泥混凝土、沙石路面等。
每种材料都有不同的热导率和热容量，因此对于每种材料，需要确定其特定的热学参数。
路面结构参数包括路面的厚度和层数。
这对于研究路面的热传递和储能过程非常重要。
2.3 路面状态数据路面的状态数据通常由温度数据和含水量数据组成。
路面温度可以通过测量涂层表面的温度来获得。
由于路面表面温度和路面内部温度的温差比较大，因此需要建立一个温度场模型来计算路面的内部温度。
含水量数据对冬季道路结冰的预测非常重要，因为当路面温度低于冰点时，含水量较高的路面更容易结冰。
第三章：路面温度场预报模型的应用3.1 预测道路冰雪当气温低于冰点时，路面易于结冰。
因此，预测道路冰雪是公路交通管理的一个重要组成部分。
道路冰雪的预测将会提前至少几小时，使道路工作人员采取措施来避免或减轻冰雪带来的影响。
3.2 预测道路酷热在炎热的夏季，道路表面的温度经常达到非常高的水平，这可能会导致许多问题，例如车辆气压变化，甚至引发轮胎爆炸的风险。
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。
沥青路面路表温度预估模型研究
第27卷 第3期2010年3月公 路 交 通 科 技Journal of Highway and Transportation Research and DevelopmentVol 127 No 13 Mar 12010文章编号:1002O 0268(2010)03O 0039O 05收稿日期:2009O 06O 06基金项目:交通部联合攻关项目(2005353341200);山东省交通科技计划项目(2005Y001)作者简介:庄传仪(1980-),男,山东青州人,博士研究生,从事道路工程研究1(jcc1717@si na 1com)沥青路面路表温度预估模型研究庄传仪1,2,王 林2,申爱琴1,付建村2(11长安大学 特殊地区公路工程教育部重点实验室,陕西 西安 710064;21高速公路养护技术交通行业重点实验室,山东 济南 250031)摘要:以山东省永久性沥青路面试验路为研究对象,通过在试验路布设气象观测站,在沥青路面结构不同深度处埋设温度传感器,实测了2007)2008年每1h 的路面温度和气象数据。
以距路表面20mm 深度处的路面温度作为路表温度,研究了试验路路表温度的分布规律,对路表温度与气温、太阳辐射强度、降雨之间的相关关系进行了计算分析。
考虑到降雨对路面材料热学传导参数的影响,分别研究了雨天和晴天(或阴天)两种天气情况下沥青路面路表温度与气温的相关关系,建立了基于晴天(或阴天)和雨天时路表温度的预估模型。
分析结果表明,沥青路面的最高温度和最低温度均出现在距路表面一定深度范围内,雨天情况下路表温度与气温存在着密切相关性;晴天和阴天时,前1h 的平均气温和前3h 的平均太阳辐射强度可以较为准确地反映路表温度。
路面温度实测值和预测值的对比表明,预估模型具有较高的预测精度和实用性。
关键词:道路工程;路表温度;预估模型;温变速率;降雨中图分类号:U4161217 文献标识码:APrediction Model of Surface Temperatu re of Asphalt Pavemen tZHUANG Chuanyi 1,2,W ANG Lin 2,SHE N Aiqin 1,F U Jiancun 2(11Key Laboratory for Special Area High way Engineering of Ministry of Education,Chang .an University,Xi .an Shaanxi 710064,China;21Key Laboratory of Expressway Maintenance Technology of M inistry of Transport,PRC,Jinan Shandong 250031,China)Abstract:Taken the test road of Shandong perpetual asphalt pavement as research object,weather observation station was set up near the test road and temperature sensors were installed at different depths of the asphaltpavement to measure the hourly climate data in 2007and 20081Taken the pavement temperature at 20mm depth from the surface as the surface temperature of asphalt pavement,distribution pattern of asphalt pave ment surface temperature were studied,and the relation of surface temperature with air temperature,solar radiation intensity and rainfall were analyzed 1C onsidering the effect of rainfall on thermal conductivity of asphalt pavement material,the relations between air te mperature and surface temperature of asphalt pavement during sunny (or cloudy)and rainy days were researched respectively,and the prediction model of surface temperature based on sunny (or cloudy)and rainy days were established 1The results indicate that (1)the maximum temperature and minimum temperature of asphalt pavement occur at a certain depth from the pavement surface;(2)there is a close relation between surface temperature and air temperature when raining;(3)during sunny and cloudy days,the average temperatures before 1hour and the average solar radiation intensity before 3hours can more accurately reflect the float of road surface temperature 1Comparison between measured and predicted pavement temperatures indicates that the prediction model has excellent accurac y and good applicability 1Key words:road engineering;surface temperature;prediction model;temperature changing rate;rainfall0引言路基路面结构直接暴露在大气之中,经受着自然环境因素如太阳辐射、外界气温、风速、降雨及蒸发等的影响,而这种作用的结果集中体现为路面温度场的复杂分布。
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预估的LSTM神经网络模型
沥青路面高温温度场预估的LSTM神经网络模型为了有效地预估沥青路面的高温温度场，本研究提出了一种基于LSTM（Long Short-Term Memory）神经网络模型的预测方法。
该方法利用历史数据和气象因素作为输入，通过训练预测模型来估计未来的高温温度场。
下文将介绍该方法的原理、实现以及实验结果。
1. 方法原理LSTM神经网络是一种递归型神经网络，专门用于处理和预测时间序列数据。
由于沥青路面的温度场具有一定的时间关联性，利用LSTM模型可以更好地捕捉温度场的演化规律。
2. 数据准备为了训练和测试LSTM模型，我们需要收集足够的历史数据和相关的气象因素。
历史数据包括沥青路面的温度场测量值，而气象因素则包括气温、湿度、风速等。
这些数据需要进行预处理和标准化，以便与LSTM模型的输入要求相匹配。
3. LSTM模型的构建LSTM模型包含输入层、隐藏层和输出层。
输入层接收历史数据和气象因素，隐藏层采用LSTM单元来处理时序数据，输出层则生成对应的高温温度场的预测结果。
通过优化算法（如反向传播算法）对模型进行训练，以使预测结果尽可能地接近真实值。
4. 实验设计为了评估提出的LSTM模型的预测性能，我们从实际的路面温度场中随机选取一部分数据作为训练集，剩余数据作为测试集。
然后，利用训练集对LSTM模型进行训练，并利用测试集进行模型的验证和评估。
5. 实验结果将训练过的LSTM模型应用于测试集中的数据，并与实际观测值进行对比，我们可以得到模型的预测误差。
通过计算平均绝对误差（MAE）、均方根误差（RMSE）等指标，可以评估模型的准确性和稳定性。
实验结果表明，提出的LSTM模型在预测沥青路面高温温度场方面具有较好的性能表现。
结论：通过本研究中提出的基于LSTM神经网络模型的方法，可以准确预估沥青路面的高温温度场。
该方法充分利用历史数据和气象因素，能够捕捉温度场的时序关联性，从而提供更精确的预测结果。
未来的研究可以进一步优化模型的参数设置和训练策略，以提高预测性能，并将该方法应用于实际的工程项目中，为路面温度的调控和管理提供参考依据。
柔性基层沥青路面温度场的预估模型
( 1. 江苏省交通科学研 究院 , 南京 211112; 2. 东南大学交通学院 , 南京 210008)
摘
要:
以实测气象数据和路面温度场为回归分析的研究对象 , 建立了柔性基层沥青路面温度场预估模型 。 采用分层
统计方法 , 克服了预估模型在路面较深处精度降低的困难 。 充分考察了气温 、 太阳辐射对路面不同层位的温度 场的影响 的滞后时间 。 模型中引入了温度随深度增加的衰减 因子 。结 果表明 , 气温 、 太阳辐射对路面不同层位表现出不 同的滞后 时间 , 各 层模型引入的影响因素应不一 。 引入温度衰减因子后 , 通过分 层统计方法建立的各层温度场模型均呈 现较高精 度。 关键词 : 道路工程 ; 沥青路面 ; 柔性基层 ; 温度场 ; 预估模型 ; A 分层统计 ; 衰减因子 中图分类号 : U 416. 2 文献标识码 : 文章编号 : 1671 4431( 2010) 24 0084 06
第 32 卷
第 24 期
李浩天 , 贾
渝 , 白琦峰 : 柔性基层沥青路面温度场的预 估模型
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误差会随着路面结构层深度的加深而增大[ 1 7] , 预测精度不尽如人意。此外, 温度场应考虑环境因素对其影 响的滞后性和累积性[ 5] 。针对这种现状, 作者通过对 2008 年 8 月 ~ 2010 年 11 月间温度场实测数据和5 554 组气象资料进行统计回归分析 , 采用分层统计分析方法 , 充分考察影响因素的滞后性以及温度沿深度方向的 3 次方衰减等 , 建立了深至柔性基层的、 具有较高精度的沥青路面温度场预估模型。
从表 2 可以看出 , 全天各个时刻的温度值与深度的函数关系以三次函数的相关系数 R 为更高。路面温 度场的建立亦需考虑该特点。
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。
沥青路面温度场预估方程比较与分析
沥青路面温度场预估方程比较与分析路面结构处于自然环境条件下，经历大气温度、太阳辐射、湿度、风速的变化，直接表现为路表温度变化及路面结构温度场的复杂分布。
由于沥青材料的显著感温性，温度变化对沥青路面的承载能力和使用性能都有着较大的影响。
比较分析沥青路面温度场预估方程的适用性及精度，采用理论分析法时，有限差分法可获得足够高的预估精度；采用统计分析法时，50%可靠度下的UW模型较适合极端高温预估，50%可靠度下的SUPERPA VE模型较适合极端低温预估。
标签：沥青路面；温度场；预估方程1 路面温度场预估方法分类影响路面温度场的因素分为内部因素和外部因素。
内部因素包括路面热传导、对辐射吸收的能力、路面的结构和热容量。
外部因素包括大氣温度、太阳辐射、湿度、降雨量等天气因素，其中温度是最关键的影响因素。
确定路面温度的方法分为理论分析法和统计分析法。
理论分析法是根据热学和气象学的基本原理并采用数值分析方法建立沥青路面温度场分析模型。
统计分析法是根据路面实测温度和气象资料，采用统计回归方法建立起沥青路面温度与外部环境、内部环境之间关系模型。
路面温度场预估方法研究，早期主要以理论分析法为主，20世纪90年代后统计分析法成为研究主流方向[1]。
2 沥青路面温度场理论预估方法研究沥青路面温度场理论预估方法具有较强的适应性，只根据气候、环境资料和路面结构的热物理参数，预估路面温度场的分布，不受地区路面类型限制。
2.1 沥青路面温度场理论预估方法基本原理预估方法采用的基本原理是热学理论，根据能量守恒与转化定律来描述热流密度矢量和温度梯度之间的关系，通过微分方程的形式表示为[2]：2.2 沥青路面温度场理论预估法的求解方法沥青路面温度场理论预估法常用的求解方法主要有以下三种：解析法、有限差分法和有限单元法。
（1）解析法。
所谓解析法，就是根据抛物线型微分方程分离变量基本求解方法结合一些假设条件，将复杂沥青路面热传导问题转化为简单层状体系的热传导问题。
季节性冻土地区沥青路面温度场的预估模型
季节性冻土地区沥青路面温度场的预估模型郭学东;常孟元;孙明志;陈星【摘要】In order to accurately grasp the distribution characteristics and variation law of the temperature field of asphalt pavement, a certain road temperature was observed in a seasonal frozen soil area for more than two years, and analysed the temperature changes in the whole year, as well as the specific summer and winter temperature of the whole day, on the basis of that, combined with meteorological data, and analysed the reasons for the difference in temperature field and its influencing factors.Introduced the factors such as temperature, solar radiation and so on, research on the temperature field of asphalt pavement, and the method of regression analysis was adopted to establish an appropriate predictionmode.According to the temperature at different depth of the road, the depth attenuation factor is introduced.And taking into account the effects of time to establish annual average temperature model.The comparison of the experimental values and the predicted values shows that the model has good accuracy and practicability.%为了准确掌握沥青路面温度场的分布特点和变化规律,在季节性冻土地区观测某段道路实测温度两年多时间,分析全年路段的温度变化情况,以及夏季和冬季全天具体的实测温度;并在此基础上,结合气象资料,分析温度场差异的原因以及影响因素.对沥青路面温度场进行研究,采取回归分析的方法,引入气温、太阳辐射等因素,建立路表的预估模型.考虑道路不同深度处的温度,引入深度衰减因子;并考虑时间的影响,建立全年日平均温度模型.将实验数据与预估数据比较表明:该模型具有较好的精确性与实用性.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2017(017)010【总页数】5页(P294-298)【关键词】沥青路面;温度场;回归分析;预估模型【作者】郭学东;常孟元;孙明志;陈星【作者单位】吉林大学交通学院,长春 130022;吉林大学交通学院,长春 130022;吉林大学交通学院,长春 130022;吉林大学交通学院,长春 130022【正文语种】中文【中图分类】U416.217沥青混合料是温度敏感性材料，温度的变化会对沥青路面产生很大影响[1]，尤其在承载能力和使用性能方面，影响显著。
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Ｏ ｔ ＝
２ 路 面温度 预 估方 法分 类
分 析 和 预 估 沥 青 面 层 内 的 温 度 场 （ 同 时 刻 温 度 随 深 度 的 变 不 化 ）可以采用经验法或者理论解析法 。 ，
传 导 。从 气 候 学 和 热 传 导 理 论 的 基 本 原 理 出 发 ， 如 下 基 本 假 作
辐射构成 的有效 辐射 ， 路表 释放 出部 分热 量。 同时 ， 使 大气 与路
面的温度差异会 引起对 流形 式 的热 交换 。在 辐射 以及对 流的影 响下进 出路表 的热量 ， 通过 路 面介质 的热 传导 作用 ， 沿深 度 方 向 向下传递 ， 得路 面不 同深度处 的温度发 生变化。 使
第３ ６卷 第 ３ ５期 ２０１ ０年 １２月
文章 编 号 ：０ ９ ６ ２ ２ ｌ ）５ ０ ７ —２ １０ —８５（Ｏ ０ ３ —２ ３０
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸ Ａ Ｉ ＲＣＨＩ Ｅ Ｔ Ｔ Ｃ ＵＲＥ
Ｖｏ ． １３６ Ｎｏ． ５ ３
Ｄｅ ． ２ １ ｃ ００
得 推广 。
关 键 词 ： 青路 面 ， 度 模 型 ， 估 方 法 沥 温 预
中 图分 类 号 ： ４ ６ ２ ７ Ｕ １ ． １ 文献标识码 ： Ａ
０ 引言
当地的气象要素资料 （ 包括太 阳辐射 热 、 温 、 气 日照时 间 、 风速 、 降
， 建立 面层温度 状况与外 界大气 大气 的温度在一年 内和一 一日内均发 生着周 期性 的变化 ， 与大 水等 ） 而后采用统计分析 的方 法 ， 因素之问 的相关关 系。利用所建立 的统 计关 系 ， 可以根据 气象 就 气直接接触 的沥青 面层 也相 应地 在一 年 内和一 日内发生着 周期 按这 种方法 建立 的预估模 性 的变化 。沥青和 沥青混 合料 的劲 度和 强度 性质具 有 强烈 的温 资料来预估面层 内的温度状况 。显然 ， 主要适用 于观测 站所在 地 区或者 大 气条件类 似 的地 区 ， 用 应 度依赖性 ， 其模量 值 随着温 度 的升降 而发 生变化 ， 而使 沥青 层 型 ， 从 于其他地 区时 ， 由于 内部 和外部 影 响因素 的差 异 ， 预估 的精度 较 和沥青路面结构的力学 响应 （ 应力 和应 变 ） 以及使 用寿命 都 与路 面的温度状况密切 关联 。因而 准确 预测 沥青路 面温 度场 的分 布
Ｐ
去Ｏ ｆｚ Ｓ ｃｚ
（ １ ）
理论解析法是根据气 象资 料和路面材 料的热 特性参 数 ， 应用
其 中， （ ，） Ｔ ｚ￡ 为 （ 深 度处 ，（ ） 刻的温 度 ， Ａ为 路面 ｍ） ｔｈ 时 ｏ Ｃ；
Ｗ／ ｍ ℃ ； 为路 面材料的密度 ，ｇｍ ； ｋ／ ５ 为 传热学的理论以及有 关 的假设 和边 界条 件求 得路 面温度 解析 表 材料 的 导热系数 ， （ ・ ）ｐ 达式倒 种方法 。该 方法 的缺点 是温 度场 的解 析表 达式 过 于复 路 面 材 料 的 热 容 量 ，Ｊ （ ｇ・ ） ｋ／ ｋ ℃ 。 杂， 其数值计算过 于繁琐 ， 不利 于实 际工程 应用 ， 同时该 方法需 要 制约因素 ， 但理论方法具有较强 的适 应性 ， 受地域限制 。 不
外部 因素主要为大 气条 件 ， 如太 阳辐 射量 、 温 、 气 风速 、 降水 和蒸
发等 ， 中， 阳辐射 量和 气温是 决 定沥青 层 温度状 况 的两项 最 其 太
重要热 的 吸 附 率 等 。
由大气进 入路面表面 的热流 ， 通过路 面介质 向结构 层的深处
１ 温 度状况
路 面是 修筑 在地面 上的环 形 建筑物 ， 其直 接经 受着 气 温 、 太 阳辐射 、 风力等 自然 因素 的综合 作用 。由太阳直接 照射 到路表 的 短波辐 射以及大气介 质从各 个方 面投 射 到路 表的散 射辐 射组 成 的太 阳总辐射 ， 一部分被路表反 射到大 气， 下的则 被路 面吸收 ， 余 从 而使路 面的温度增 高 。大 气对路 表 和路表 对大 气发 出 的长 波
面各种损坏形式的产生机理 。
低， 可靠性不 高。因而 ， 经验 法的通用性较差 。 决定 沥青层 内温 度 状 况 的因 素可 分 为外 部 和 内部 两 方 面。
特 性 和 变 化 规 律 ， 助 于确 定 沥 青 路 面 的 强 度 参 数 和 分 析 沥 青 路 ３ 温度 场 的理 论预 估 有
设 ： ） 面各层 均为完全 均匀 和各项 同性 的连续 体 ； ） 度变化 １路 ２温
不随水平 坐标 的变化 而变化 ； ） ３ 路面各层接触 良好 ， 热传导连续 ； ４ 路 面以下不 同深度 的温 度都作 与 路表边 界温 度 同频率 的周期 ）
变化 。由于路 面各结构 层材料的导热 性能差 别不是很 大 ， 因而可 以近似地将路 面结 构简化为均质半 无限体 。按 上述假 设 ， 沥青路
经 验 法 是 在 面 层 不 同 深 度 处 埋 设 测 温 元 件 ， 续 观 测 年 内 不 连
热传导方程 的解须满足 路表面和无 限深处 的两项 边界条件 。
ｚ￣。 ， （ ，） ． 。 时 Ｔ ｔ ≠∞ ， ｚ 时 ， （ ，）＝常数 。 － － 或 ＝ Ｔ ｔ
・２ ３ ・ ７
沥青 路 面 温 度 场 理 论 预 估 研 究概 述
徐 世 民
摘 要： 简要介 绍 了沥青路面温度状况及路 面温度 预估 方法 ， 合 国内外关于 沥青路 面温度 场 的理论 研 究成果 ， 结 归纳 总 结 了理论 法求解沥青温度场 的一般 步骤 和方法 ， 出理论 预估模型便于分析 沥青层不 同深度处 的温度 随 时间的变化 ， 指 值