热管在沥青混凝土内部传热效率的影响因素分析

热管在热传导方面具有无可比拟的优势,但在沥青混凝土路面内传热降温仍处于室内试验研究阶段。热管传热效率受沥青混合料结构、石料种类、热管埋深和热管类型等因素的影响。通过室内模拟试验,测定埋热管沥青混凝土内部温度随不同因素影响的变化规律,同时揭示了热管对减缓沥青混凝土升温、加速降温、提升高温稳定性的积极作用。     

基于弹性理论的沥青路面Top-Down开裂机理研究

为了分析沥青混凝土路面Top-Down开裂机理,基于ABAQUS有限元分析方法,综合考虑老化和温度梯度造成的沥青路面内部模量梯度、突然降温、轮胎边缘的应力集中等因素,选取春季、夏季和冬季3个季节,及未老化缓慢降温、老化后忽然降温和老化后缓慢降温3种情况,建立了9个沥青混凝土路面结构有限元模型.对不同工况下沥青混凝土路面最大拉应力和剪应力的大小及位置进行了分析.结果表明:对于未老化缓慢降温和老化后缓慢降温的沥青混凝土路面,剪应力过大是沥青混凝土路面开裂的主要原因;对于老化后忽然降温的沥青混凝土路面,由于剪应力无明显变化,拉应力增加较多,拉应力过大是沥青混凝土路面开裂的主要原因.     

温缩型反射裂缝的热是性有限元分析

考虑了沥青混合料的热粘弹特性，运用增量迭代有限元方法，计算了在持续大幅度温条件下，开裂水泥混凝土路面上沥青罩面层内温度应力场，同时探讨了土工格栅加筋位置，裂缝宽度、沥青层厚、降温速度、起始温度对应力的影响。     

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。     

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。     

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。     

不同工质热管对沥青路面降温效果及机理的研究

通过室内模拟试验对埋置不同工质(丙酮、甲醇、乙醇、甲苯和水)热管的沥青混合料车辙试件进行降温,研究了不同工质热管对沥青混合料车辙试件降温效果的影响。并运用MATLAB软件模拟沥青混合料车辙试件内部的等温线,建立温度分析模型,结合温度梯度的变化分析不同工质热管对沥青路面的降温机理。结果表明:丙酮热管的降温效果最优,乙醇和水次之,甲醇和甲苯降温效果一般,但均优于无工质热管。不同工质热管对沥青混合料降温效果的差异,可归因于不同工质对沥青混合料焓变影响的不同。     

热拌温铺技术在低温季节沥青路面施工中的应用研究

采用现场检测统计的方式,对热拌混合料施工过程中的降温速率进行了研究和分析,结果表明:风力对沥青混合料低温条件下的降温速率影响显著。提出并论证了低温季节在热拌条件下掺加温拌剂的沥青混合料的施工技术,即热拌温铺技术铺筑沥青路面的可行性和技术方案,通过实体工程施工验证了该技术铺筑的路面与正常条件下热拌沥青混合料路面性能相当,具有可行性。     

主动降温型沥青混凝土制备及性能研究

为降低炎热季节沥青路面温度,提高沥青路面的高温稳定性,减少沥青路面高温车辙病害的产生,同时减少有毒的有机沥青改性剂或路面涂料的使用,采用无机矿质粉末负离子粉作为新型环保沥青改性剂,制备了具有主动降温功能的沥青混凝土(active pavement cooling asphalt concrete,APC-AC)。通过室内车辙板温差试验与室外光照试验,研究了不同负离子粉掺量对APC-AC路面降温性能的影响,并以降温性能为参考指标推荐了负离子粉最佳掺量;借助Hot Disk 2500S导热系数仪对APC-AC及普通沥青混凝土的导热系数、比热容及导温系数进行测试,研究了负离子粉对APC-AC的热学参数影响规律;对APC-AC及普通沥青混凝土进行路用性能试验,研究了负离子粉对沥青混合料高温性能、低温性能、水稳定性的影响。结果表明:与普通沥青混合料相比,APC-AC具有较明显的路面降温效果,当负离子粉掺量为沥青质量的16%时,APC-AC车辙板室内温差试验表面降温幅度为5.9℃,室外光照试验表面温度可降低7.4℃;APC-AC的导热系数、导温系数相较于普通沥青混凝土分别降低9%和20%,比热容则提升14%;与普通沥青混凝土相比,APC-AC的动稳定度提高16%~42%,负离子粉对沥青混凝土的水稳定性与抗裂性能基本没有不良影响。     

沥青混凝土温度应力影响因素分析

通过试验路观测沥青道路结构内实际温度值,总结道路结构内实际温度分布情况及变化规律。在此基础上建立低温下沥青混凝土道路热—结构耦合三维有限元模型,分析降温幅度、沥青面层及基层参数对沥青混凝土路面温度应力的影响规律。此外,还考虑了沥青面层与基层间的接触状况对温度应力的影响。结果表明:降温幅度的变化对道路结构内所引起的温度应力产生的影响最大;沥青面层模量及面层温缩系数的变化对结构内的温度应力影响较大;而沥青面层厚度、基层厚度及基层模量的变化对结构内的温度应力影响都有限,当这些参数值发生变化时,温度应力基本保持不变;层间接触状态的变化对路面结构的力学响应有一定的影响,特别是层间接触状态不同的接触界面。     

大粒径沥青混合料基层结构抗裂机理分析

为研究大粒径沥青混合料基层的抗裂机理,采用多层弹性理论程序计算了不同结构类型路面内荷载作用产生的应力应变,基于瞬态传热假设建立了平面有限元模型,计算了降温时路面结构内的温度应力和应变,得到了荷载与温度耦合下各结构层的变形和受力特性。研究发现,当考虑车辆荷载和快速降温共同作用时,快速降温所引起的温度应力远大于标准荷载引起的荷载应力,说明快速降温的温度应力对路面的开裂起主要作用。同时,通过两种结构对比,发现采用ATB 30基层结构的沥青混凝土面层的温度和荷载应力应变均小于传统的半刚性基层沥青混凝土路面。因此认为,设置沥青稳定碎石基层是一种减少沥青混凝土路面开裂的有效方法。     

保水降温半柔性路面材料性能研究

对保水降温半柔性路面混合料SFAC-13的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性能等路用性能进行了室内试验研究,并与普通沥青混凝土AC-16进行了对比分析;同时对保水降温半柔性混合料SFAC-13路面的保水性能及降温性能进行了测试研究。结果表明:保水降温半柔性路面混合料SFAC-13的动稳定度比AC-16高很多,其残留稳定度和冻融劈裂强度比均比AC-16大,且其在-10℃时的低温破坏拉伸应变较大、劲度模量较小;SFAC-13的抗疲劳性能也优于普通沥青混合料AC-13;保水降温半柔性路面比普通沥青混合料AC-16路面降温8℃~10℃;推荐采用路面浸水24 h的保水量和洒水8 h后的路面降温参数作为保水降温半柔性路面的评价指标。     

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。     

不同降温速率下两种应力吸收层对复合式路面的适用性

大量研究表明,在水泥混凝土基层上加铺沥青混凝土面层修筑的复合式路面,可以克服水泥混凝土路面和沥青混凝土路面的缺点,集两种路面结构的优点。但根据美国俄亥俄州交通厅对已建成CC-AC复合式路面的复合式病害调查结果显示,复合式路面易产生的病害为反射裂缝。国外相关研究表明,采用应力吸收层技术可以解决此问题。基于有限元分析软件ANSYS,建立了复合式路面结构的三维模型,分别采用ISAC应力吸收层及低模量沥青混凝土应力吸收层两种应力吸收层,对不同初始温度复合式路面在不同降温速度下产生的温度应力进行了仿真分析,得出低模量沥青混凝土应力吸收层在防止放射裂缝方面要优于ISAC应力吸收层。     

改性沥青浇注式混凝土在隧道路面的应用研究

根据隧道内路面的特殊使用条件，对隧道内路面采用未添加天然沥青的改性沥青浇注式混凝土进行深入研究，为浇注式沥青混凝土在隧道内应用，以及浇注式沥青混凝土全面的推广提供了一定理论基础和实践经验。     

温拌沥青混合料在多年冻土地区的应用研究

青藏高原多年冻土区气候环境恶劣,海拔高,热效率低,热拌沥青混凝土路面铺筑困难。在对青藏公路多年冻土区温拌温铺沥青混凝土路面试验工程分析的基础上,认为温拌沥青混合料在多年冻土区可以成功应用,且具有节能、环保、适合低温施工等特点。但温拌温铺沥青混凝土路面在低温环境下的水稳定性和耐久性需要进一步观察研究。     

矮寨特大桥融雪防冰电发热沥青混凝土试验研究

为了解决矮寨特大桥的桥面融雪防冰问题,经过方案比选,提出了电发热沥青混凝土方案,并进行了试验研究.制作了导电沥青混凝土试块及20 cm×10 cm铜网格电极,分别测试了3种电压的发热升温情况,并采用自然降雪验证发热性能.试验结果表明,试块表面各点发热不同,温度随着通电电压的升高而升高,试块在12、24、36 V电压下各...     

沥青混凝土路面的非稳态传热模拟和实验研究

沥青混凝土路面就地热再生技术是未来公路养护发展的方向，作者对目前正在研发的一种新型沥青混凝土路面热再生养护机械作了简要介绍。并建立了沥青混凝土路面的传热数学模型，利用计算流体模拟软件FLUENT对沥青混凝土路面进行非稳态传热模拟研究，求出了路面内部温度场。通过和实测数据进行对比分析，得出了几个重要结论，这对后续的研究开发提供了一个可靠的依据。     

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℃.     

沥青混凝土路面高温稳定性影响因素分析

近年来,随着交通量的急剧增加导致沥青混凝土路面出现车辙、拥包、推移等病害。这些病害加速了沥青混凝土路面的早期破坏,直接影响路面的正常使用,而这些病害的根本原因就是沥青混凝土路面的高温稳定性较差。本文从沥青混凝土路面的各方面分析了沥青混凝土的高温稳定性影响因素,提出了改善和提高的相关措施。