热反射涂层开发及路用性能观测研究

通过分析沥青路面的光热环境,建立了沥青路面的热平衡方程。提高路面的反射率可以降低沥青路面的平衡温度,有利于减少车辙病害和缓解城市热岛效应。使用热反射涂层可以有效地提高沥青路面的反射率。开发了3种不同配方的路用热反射涂层材料,于室内测试了各配方及国外某产品的降温效果,最后通过修筑热反射涂层试验路观测其抗滑性能和眩光情况,并进行经济性分析。结果表明,所开发的热反射涂层材料降温效果较好,最大可以降低表面温度11.4℃。应用热反射涂层后路面的抗滑性能略有降低,但仍满足路用要求。新铺筑的热反射涂层的眩光性能介于普通路面和交通标线之间,在使用过程中逐渐降低。所开发的路用热反射涂层材料的造价较低,可以作为一种预防性养护措施。     

热反射涂层及其对沥青路面高温性能的影响

为了降低夏季沥青路面温度并增强路面抗车辙性能,以硅藻土和钛白粉为颜填料,研究了颜填料中硅藻土和钛白粉的比例、颜基比对热反射涂层沥青路面降温效果的影响,开发了路用热反射涂层,并分析了热反射涂层对沥青路面高温性能的影响。结果表明:硅藻土与钛白粉的比列为1∶2、颜基比为5∶5时,涂层降温效果最佳,沥青路表降温可达11.2℃;沥青路面降温性能随热反射涂层用量呈抛物线变化规律,当涂层用量为0.6kg·m-2时降温效果最好;热反射涂层路面的抗车辙性能与不涂热反射涂层的路面相比至少可提高1.39倍,且随着气温升高,热反射涂层对沥青路面高温抗车辙性能的提高效果越显著。     

缓解城市热岛效应的城市路面铺装简介

简要介绍了城市热岛效应的成因及其危害,分析了城市铺装表面温度对城市气温的影响,可以通过降低城市路面的温度来降低城市温度,进而缓解城市热岛效应。介绍了国内外正在研究的几种降低路面温度的技术措施,主要包括热反射涂层、透水式路面、保水式路面和热阻式路面,并分别介绍它们的应用情况和降温效果。从实际应用和试验研究情况看,这些技术措施都能够在一定程度上降低路面结构的温度,缓解城市热岛效应。     

太阳辐射下路面材料反射率及潮湿状态下降温效应分析

太阳辐射下路面材料反射率是影响路面温度场的重要因素,为了分析路面材料反射率及潮湿状态对路面的降温效应,本文开发了太阳辐射下路面反射率测试仪,并分别测试干燥和潮湿的密级配沥青混合料、多孔沥青混合料、水泥混凝土、多孔水泥混凝土,在太阳辐射下的反射率及内部温度,分析路面材料种类、空隙率和潮湿状态对反射率和内部温度的影响。结果表明:沥青混合料的反射率远低于水泥混凝土的反射率;密实沥青混合料和水泥混凝土的反射率均分别高于多孔沥青混合料和多孔水泥混凝土;随着表面水膜厚度的增大,沥青混合料的反射率先降低后增大,而水泥混凝土的反射率一直缓慢下降;相比于干燥路面材料,太阳辐射下潮湿多孔沥青混合料具有显著降温效应,而潮湿多孔水泥混凝土降温效果十分有限。     

反射路面用于缓解城市热岛效应的效果分析

采用高反射率或反光的材料改造城市表面缓解城市热岛效应,是日渐流行的一种措施。尽管有一定的效益,但也产生了诸多弊端。高反射率路面反射的辐射,潜在增加了临近建筑和墙体的温度;增加了临近建筑的冷却负荷;增加行人的热不适;反射的紫外线及眩光对行人的健康也有影响。反射道路可缓解热岛效应的结论,仅是基于高反射率道路可反射太阳辐射的理论得到。且通过现场测试及模型模拟,发现反射路面仅是影响了材料表面的温度,路表上方1.5m处的空气温度几乎没有差别。本文在调研国内外反射路面研究成果的基础上,全面论述反射路面的负面影响,为城市规划和决策提供参测。     

环保型路面降温涂层的现状与发展

<正>0引言沥青路面以其平整度高、噪音小、行车舒适性好等优点,在道路建设中的应用越来越多。沥青混凝土是温度敏感性材料,且沥青是一种吸热材料,它的太阳热吸收率很高。夏季,在太阳持续热辐射作用下,大量热量被沥青路面吸收并蓄积在沥青面层中,这些热量难以从沥青面层结构中释放出来,使得路面温度远远高于大气温度。高温的沥青路面极易产生车辙等一系列路面病害(图1),并加剧城市的热岛效应([1-2])。为减少夏季高温对沥青路面的影响,道路工作者相继开始对路面降温材料与技术进行研究~([3-8])。其中,降温涂层因具有成型好、抗     

浅析沥青混凝土路面热反射涂层施工工艺

在沥青混凝土路面上涂布太阳热反射涂层可有效降低路面温度,减少高温车辙病害,并有效缓解城市"热岛效应"。结合重庆交通大学太阳热反射涂层试验路段的铺筑,对其材料特性、施工要求和施工工艺等进行了分析,并对试验路段热反射涂层的降温效果和抗滑性能进行了评价,为热反射涂层在沥青混凝土路面中的应用和推广提供了很好的借鉴。     

热反射涂层在排水性沥青混凝土路面中的应用及性能评价

依托江西永武高速公路实体工程,采用重庆交通大学研制的沥青混凝土路面热反射涂层材料,根据材料性质提出相应的机械化施工流程,首次在国内排水性沥青混凝土路面中进行了施工应用,并对施工后沥青混凝土路面降温效果和渗水性能进行评价。研究发现,热反射涂层路面较普通沥青混凝土路面在晴天时可降低路表温度8℃左右;洒布后路面排水性有一定程度降低,但仍能满足规范需求。     

热反射涂层抗滑技术研究

为降低沥青路面温度、缓解城市热岛效应、提高热反射涂层路面抗滑能力,研究了抗滑颗粒及其最佳掺量、工艺等对热反射涂层路面抗滑性能与阻热性能影响,提出了热反射涂层抗滑技术。结果表明:0.60~1.18 mm机制砂作为抗滑颗粒,可以提高涂层路面抗滑性能且不影响涂层路面阻热效果;抗滑颗粒最佳掺量为涂层质量的40%,与不掺抗滑颗粒相比,抗滑性能至少可提高1.6倍;撒布工艺对抗滑性能提高最明显,预拌工艺可提高涂层的抗滑耐久性;抗滑热反射涂层具有良好的黏附性能,拉拔强度可达0.76 MPa。     

季冻区沥青路面温度场影响因素分析

为分析温度场对季冻区沥青路面的影响,依托陕北延安的气温数据,采用ABAQUS有限元分析软件对冬季及夏季沥青路面面层结构温度场进行了模拟,研究了面层材料比热、热传导率以及太阳辐射和极端气温对沥青路面温度场的影响。结果表明:随着路面深度的增加,面层结构最高温度出现的时间依次滞后,而最低温度出现的时间无明显滞后;比热越大,温度变化的幅值越小,且上下限均向中间值靠拢;热传导率越小,温度变化的幅值越小,但下限并无明显变化;对于冬季无太阳辐射的情况,路面结构不同深度处的温度均有一定程度的降低,高温时段尤为明显;在温度传递性能上,沥青混合料在高温时传导热量的效应要比低温时强。     

降低沥青混凝土路面储热量措施对比研究

降低沥青混合料储热量,可以降低沥青混凝土路面的温度,从而可以提高路面的抗车辙能力,增加路面使用年限,同时可以缓解城市热岛效应.通过采用表面涂抹反光材料、表层掺加隔热材料以及添加浅色石料部分替代矿料方式对沥青混凝土路面降温,就降温效果进行了研究分析.结果显示:表面涂抹反光材料提高反射率的效果最佳,降温可达到5.6℃;此外,采用添加浅色石料莫来石替换2.36 mm以下集料方式降温可达3.3℃.     

路用热反射功能性涂料制备及降温性能研究

通过自建成膜基料评价体系,甄选出环氧树脂为基料。采用开发的室内热反射涂层降温测试设备和测试方法,以钛白粉、中空微珠、消光粉为颜填料,通过正交试验确定了颜填料最佳配比。路用热反射涂层实际降温测试表明:与未铺装热反射涂层的路面相比,铺装热反射涂层的路面表面降温约5. 9℃,路面内部2cm处降温约7℃,降温效果明显。     

太阳热反射涂层在沥青路面中的应用

在沥青路面中采用太阳热反射涂层可有效降低路面温度,减少高温车辙病害,并有助于缓解热岛效应。通过介绍热反射涂层材料的发展历史、热反射涂层材料在沥青路面中的应用以及热反射材料的工作原理和组成,提出热反射材料在路面使用中所面临的问题及发展建议。     

沥青路面降温涂层材料优化设计及其性能研究

为提高沥青路面热反射涂层降温效果及抗滑性能,该文通过对热反射涂层的降温机理研究优选了路用降温原材料,制备了一种路用降温涂层。开发了用于评价路用涂层降温性能的室内模拟太阳热辐射测试系统,通过对干燥时间、抗滑性能、黏附性能以及室内降温性能试验,确定了新型路用降温涂层的最佳配比以及涂抹量。结果表明:该涂层的黏附强度在涂刷量为0.4～0.8 kg/m~2时较高;抗滑性能随着TiO_2体积浓度的增加而降低,随着漂珠掺量的增大而增大,且漂珠掺量为20%左右时涂料抗磨损性能最优;通过室内热辐射模拟试验,试件上表面最大降温可达7.93℃。在试件底部降温可达7.43℃。该文所制备的路用降温涂层可以有效反射太阳辐射,有利于缓解城市"热岛效应"。     

高反射保水阻热多孔水泥路面的力学及降温特性

为了维持路面的高温稳定性,缓解城市热岛效应,以保水、阻热和光反射等技术为基础,通过理论分析、室内试验等手段,研发出一种新型的高反射保水阻热多孔水泥路面,并对其抗压强度、抗折强度和降温效果进行测试。结果表明:高反射保水阻热水泥混凝土的28、90 d抗压强度可以达到30.4 MPa和42.1 MPa,28、90 d抗折强度分别为4.6 MPa和6.1 MPa;与SMA沥青混合料、普通水泥混凝土、保水水泥混凝土相比,保水阻热水泥混凝土的路表最高温度分别降低11.4℃、5.5℃和4.1℃,路面内部最高温度分别降低10.3℃、6.1℃和4.6℃,具有良好的降温效果。     

城市道路对微区域温度场和人体热舒适性的影响规律研究

道路作为城市下垫面的重要组成部分，其面积比例、材料组成和路域植被状况对于城市温度场及人体热感具有重要的影响。为此，基于ENVI-met构建了包含城市道路场景的微区域模型，通过现场实测数据验证了模型的有效性；在此基础上，分析了城市道路面积占比、路面反射率、路面导热系数、路侧植被覆盖率等对城市微区域空气温度、平均辐射温度、路面温度以及人体生理等效温度的影响规律。结果表明：当城市道路面积占比增大20%时，空气温度升高值可达2.42℃;高反射率路面在14:00的空气温度比普通路面低1.38℃,但夜间的降温效果不突出；低导热系数路面能够有效降低夜间的路面温度与空气温度；在路侧增加10%植被覆盖率可使空气温度降低3℃～4℃,生理等效温度降低0.3℃～1.4℃;关联性分析表明导热系数与空气温度的相关系数为0.714;增加路侧植被覆盖率来缓解城市热岛效应的成本增加为0.218%。总体上，城市道路面积占比越大，城市热岛效应越明显，但这一规律不是线性的；高反射率路面能够有效降低空气温度，但不能提升人体热舒适性；导热系数与空气温度关联性最高，低导热系数路面对城市微区域夜间温度和室外热舒适性较为有利；增加路侧...     

太阳辐射对青藏高原不同路面类型表面热状况及其下伏多年冻土的影响

分析了青藏高原地区太阳辐射的特点,实测了不同路面类型获得的太阳总辐射和净辐射,计算了路表有效辐射,最终得出水泥混凝土路面和沥青路面的太阳辐射反射系数。利用实际断面地温监测数据分析了太阳辐射对于不同路面类型及其下伏多年冻土的影响,最后由太阳总辐射及大气温度反演了路表温度,并进行了验证,从而得出了一个计算路面表面温度的参数化方法。研究指出,青藏高原地区的总辐射及净辐射均很高,对冻土的稳定不利。路面太阳辐射的反射系数与太阳辐射强度及测试的位置无关,但与路面颜色的深浅关系密切;水泥混凝土路面的反射系数大约在0.48左右,沥青路面的反射系数大约在0.20左右;在相同太阳辐射强度下,沥青路面吸收的太阳辐射能量更多,其下伏的冻土也更容易受到热扰动而退化。     

缓解城市热岛效应的凉爽路面研究综述

为探讨解决沥青路面对城市热岛效应影响的方法,在分析路面基本热力学参数、路面与热岛效应关系的基础上,对常规的凉爽路面类型及其综合降温效益进行研究。结果表明:1)合理使用反射涂料,可有效降低路表温度,但涂料的耐久性问题与具体涂覆方式需重点关注; 2)蒸发/保水式路面通过水分蒸发及储存可有效降低路表温度,缓解城市热岛效应; 3)对凉爽路面的评价应通过生命周期评估,系统分析长期环境与经济效益。     

排水性沥青路面降温性与效果分析

目前沥青路面车辙病害现象严重,为了降低车辙的严重程度,对车辙产生的原因作详细论述,并提出沥青路面降温的必要性及关键面层。针对各面层降温的程度不同,因此在国内比较早地在各面层中埋设温度传感器,监测中面层及下面层温度,对不同面层进行温度比较分析。结果表明,排水性沥青路面对中面层和下面层的降温程度均比SMA路面高。中面层降温效果的显著将有助于节约修筑道路的资金,降低修筑成本。     

贫混凝土基层沥青路面温度应力数值分析

为了探讨贫混凝土基层沥青路面在不同路面结构和材料参数下的温度应力状况,利用三维有限元数值方法,分析了沥青面层厚度和模量、贫混凝土基层厚度和模量以及基层缩缝宽度对沥青路面温度应力的影响。结果表明:沥青面层厚度对路面温度应力有显著影响,但沥青面层模量对路面温度应力影响不明显;贫混凝土基层厚度和模量对温度应力影响不显著;基层缩缝宽度对路面温度应力有显著影响。适当增加沥青面层厚度对延缓反射裂缝十分有效,适当增加沥青面层模量对延缓反射裂缝只起到较小的作用;改变贫混凝土基层的厚度、模量对延缓反射裂缝作用不明显;适当宽度的基层缩缝对延缓反射裂缝效果显著。