突然降温对沥青路面温度梯度分布影响计算

利用传热学基本理论,建立沥青路面温度场数值预估模型,对北方地区突然降温情况下路面内部温度分布情况进行有限元计算,并对路表温度变化对沥青路面各层温度的影响进行研究。     

新铺沥青混凝土降温规律实测与分析

为研究沥青路面铣刨重铺工程开放交通前新铺沥青混凝土的降温规律,依托江苏省高速公路沥青路面养护维修工程,在沥青混凝土中预埋温度传感器,通过无纸化温度记录仪自动记录各传感器的温度数据,并对所测数据进行分析,研究表明:不同气温条件下,新铺沥青混凝土的表面温度与内部温度存在明显差异。气温接近40℃时,新铺沥青混凝土表面温度与内部温度区别较小,当气温降低时,两者区别变大,气温越低,两者温差越大;连续施工的多层铣刨重铺沥青混凝土,上层结构摊铺后对下层结构有加热作用,上层温度与空气直接接触,降温速率更快,而下层结构在较长时间段内保持着高温状态; 24 h内,新铺沥青混凝土内部温度变化幅度明显小于环境温度,且温度变化时间相对环境温度略有滞后;规范将路表温度降至50℃作为新铺沥青混凝土开放交通的统一标准并不可靠,需要依据施工气候条件及养护方案提出更加合理的开放交通时机。     

温度梯度对施工中钢箱梁支座反力的影响分析

由于钢材导热性能好,在钢箱梁施工以及运营过程中,日照产生的梯度温度作用对钢箱梁的影响比较显著。以一座上跨铁路的公路钢箱梁桥为研究对象,该桥在施工过程中出现了由于日照产生的梯度温度作用引起的支座脱空。通过有限元模型,分析了在实测梯度升温和梯度降温对支座反力产的影响。分析结果表明升温梯度荷载作用下,钢箱梁边跨边支座反力增大;中跨的中支座产生较大负支座反力。在梯度降温荷载作用下,边跨边支座产生负支座反力;中跨的中支座支反力增大。在夏季白天梯度升温,晚上梯度降温荷载作用下钢箱梁施工中较容易出现支座脱空与支反力增大。     

太阳热反射涂层试验路铺筑及性能评价

研究沥青路面热反射涂料在不同温度下的黏度变化及涂层的不黏胎干燥时间,建议太阳热反射涂层施工时气温保持为15～30℃,沥青路面温度保持为20～40℃。提出了热反射涂层的施工工艺并进行了试验路的铺筑及性能观测;涂层在夏季高温季节具有良好的降温效果,最大降温值可达8.7℃,在低温季节无明显降温效果;防滑粒料的添加使涂层具有良好的抗滑性能,使用半年后抗滑性能仍保持良好。     

钢箱梁与桥面铺装层温度场协同变化规律分析

为研究钢箱梁桥面铺装层温度场在环境温度条件下的变化规律,利用ABAQUS软件建立了钢箱梁及铺装层热传导分析模型。根据温度场计算理论,在考虑太阳辐射、空气对流交换以及自身有效辐射等影响因素的前提下,结合江苏省长江流域内冬夏季节的代表性环境气温变化规律,对钢箱梁及铺装层温度场进行分析。分析结果表明：铺装层温度场随着大气温度的变化呈现出周期性变化规律;夏季铺装层温度明显高于大气温度,最高温度超过了60℃;冬季铺装层的最低温度低于-4℃,对铺装层结构的高温稳定性及低温抗裂性能均提出了较高的要求;同时,钢箱梁相对封闭的结构具有明显的“保温”作用,使得铺装层夜间温度均高于环境大气温度。     

表面含裂缝沥青路面低温收缩断裂分析

考虑沥青混合料的感温特性,应用ABAQUS的瞬态热分析和热-力耦合求解技术,采用奇异单元及断裂力学理论,对沥青路面在低温大温差作用下的温度应力表面裂缝问题进行了数值分析.分析结果表明：外界环境温度变化对沥青路面面层的影响最大,其次是基层;低温收缩产生的温度拉应力在裂尖附近急剧增大,导致材料损伤,致使裂缝进一步扩展;降温幅度对应力强度因子KⅠ的影响显著,大温差是高寒地区沥青路面损伤的重要原因.     

风速对沥青混合料压实温度的影响分析

通过室内模拟试验,分析了不同风速对混合料压实温度的影响。随着风速增大,混合料降温速率显著增大。从混合料表面温度和中间层温度下降速率来看,中间层温度下降速率将为均匀,且变化幅度较小;表面温度下降速率变化相当显著。因此,为保证路面压实质量,在沥青路面施工中,必须充分考虑到风速的影响。     

高纬度多年冻土区路面类型对路基热稳定性影响分析

基于附面层理论,引入焓值建立伴有相变的二维非稳态温度场数值模型,分别对水泥混凝土和沥青两种路面下路基温度场的变化规律进行分析。研究结果表明,水泥混凝土路面下路基温度场明显低于沥青路面,不同深度处路基的温度场变化存在一定的滞后性,随深度的增加路基内温度场比路基基底以下的温度场变化幅度大;路表温度明显低于路基的内部温度,并在路基内部形成融土核;水泥混凝土路面融化深度小于沥青路面,融化速率趋于平稳,因此,在多年冻土区采用水泥混凝土路面比较有利。     

表面涂刷型沥青路面保护材料试验研究

在沥青路面使用过程中，沥青变硬是路面老化的表现，这是由于沥青路面长期暴露在空气中而造成的。如果我们能够阻止空气在路面内部孔隙中的流通，沥青变硬的速度也会明显降低。因此，如果有一种路面密封保护材料，能够将路面孔隙中和内部连贯孔封闭，则将会大大延长沥青路面的使用寿命。针对于此，对一种表面涂刷型沥青路面保护材料进行试验研究。     

透水性沥青路面降低路表温度的研究与分析

通过对透水性沥青路面降低路表温度的研究,为透水性沥青路面的结构设计提供指导和借鉴。在对透水性沥青路面降温分析的基础上,建立透水性路面厚度与蒸发强度的计算式,并通过对透水性沥青混合料试件的蒸发试验,验证在相同孔隙率下透水性沥青混合料试件的厚度与试件表面温度之间具有相关联系。     

钢渣热阻沥青路面的抗车辙性能研究

为了研究钢渣替代天然集料对沥青混合料高温抗车辙性能的影响,首先,用钢渣等体积替代玄武岩粗集料制备了不同钢渣掺量沥青混合料,对其热物性参数进行了测试,并通过室内等效热辐射试验对钢渣沥青混合料降温效果进行评价;其次,采用数值模拟方法分析了不同钢渣掺量沥青路面面层对温度场分布的影响,并利用单轴静载蠕变试验获取沥青混合料蠕变参数,建立基于上述温度场的车辙分析模型,对钢渣沥青路面的抗车辙性能进行评价。结果表明,钢渣的掺入使沥青混合料的导热系数降低,比热容增大,变化幅度最大可以达到40%以上;随着钢渣掺量增大,路表温度小幅度上升,而中下面层温度逐渐降低,其中4 cm深度处降温效果最为明显;当钢渣掺量为100%时,温度相较于纯玄武岩沥青路面降低了3.4℃,而75%掺量沥青混合料钢渣的车辙变形量最小,相较于玄武岩沥青混合料下降幅度达到43%,可有效提高路面抗车辙性能。     

区域气候变化对沥青路面夏季温度效应的影响分析

基于华中(武汉)区域气候变化,建立了沥青路面三维温度分析有限元模型,对沥青路面夏季温度效应进行了研究,得出了沥青路面夏季代表性日周期温度场变化曲线。结合室内试验和参考文献,分析温度对沥青混合料弹性模量和泊松比的影响,并计算了区域气候变化对沥青路面永久变形量的影响。结果表明:沥青路面的温度变化速率和路面结构深度存在负相关关系,区域气候变化主要影响沥青面层区域,且会明显地降低夏季沥青路面材料的弹性模量(30%左右),但对泊松比影响较小。未来区域气候变化会增加沥青路面永久变形30%以上,加剧沥青路面的破坏。可为全球气候变化对沥青路面设计的影响及服役性能演变提供一定的借鉴与参考。     

自锚式悬索桥端横梁大体积混凝土温度控制技术研究

结合自锚式悬索桥端横梁进行大体积混凝土的温度监测,结果表明,采用铂热电阻测温技术测量大体积混凝土的内部温度是可行的,大体积混凝土的升温过程快,升温幅度明显高于降温幅度,必须根据施工环境特点采取必要的降温和保温措施。     

夏季洒水降温减缓沥青混凝土路面车辙发展的研究

夏季高温是沥青路面产生车辙的主要因素。洒水养护因实施简易、可操作性强、养护费用低、性价比高的优势成为路面养护较常用的一种措施。分析了洒水降温的原理,通过埋设温度传感器,研究了沥青混凝土路面不同深度的温度变化规律,从而明确了洒水对路面的降温效果,并与微表处养护进行了经济效益对比分析,为洒水养护的应用提供了理论支撑。     

热反射涂层路面温度场模型建立与分析

基于传热学及气象学原理,采用有限元软件ANSYS CFX建模分析热反射涂层路面、普通沥青路面、水泥路面等3种路面的温度场,表明反射率越高,路面表面温度越低;反射率为51%的热反射涂层路面较沥青路面和水泥路面最大降温值分别为9℃和3℃。同时对这3种路面温度进行了实测验证,理论分析与实测结果基本一致。     

热管对沥青混凝土温变影响的仿真和试验研究

为研究冻土的稳定及路基保护问题,通过建立埋设热管的沥青混凝土光照模型,测试沥青混凝土内部不同深度处温度随光照时间的变化,利用热管在沥青混凝土中的传热降温作用,并通过有限元仿真模拟计算相同时刻相同点位的温度,得到实测温度与仿真温度的关系。结果表明:埋热管后沥青混凝土内部的温度场呈波浪形分布,仿真计算的内部点温度随时间变化曲线与实测温度曲线接近,内部点位越深,光照时间越短,二者的差值越小。     

降雨入渗时沥青路面流固耦合作用的力学响应

应用ABAQUS软件建立降雨入渗条件下的沥青路面渗流有限元模型,得到相应的渗流规律和渗流场的分布状态;在建立合理的降雨渗流场边界的基础上,运用多孔介质流固耦合理论分析了沥青路面在渗水和行车荷载作用下的力学响应。研究表明:降雨入渗过程将会导致沥青路面内部饱和度和孔隙水压力出现显著的变化;在动态荷载的作用下,降雨入渗后的沥青路面内部各项应力指标呈现波动特性,孔隙水压力与流速出现了较大的正、负逆转。     

沥青路面结构的粘弹性有限元方法

引入粘弹性理论,推导了温度荷载作用下的二维粘弹性有限元格式,并用Burgers模型模拟沥青混合料的粘弹特性,根据推导出的公式,编制了有限元程序,计算在持续大幅降温条件下沥青路面结构的温度应力场。     

含玻璃微珠的低导热灌注式水泥基材料设计与性能评价

夏季沥青路面温度最高可达60～70℃,在高温条件下,沥青路面会产生车辙等一系列病害.为实现路面降温,针对沥青路面的热传递方式,基于大空隙半柔性沥青路面,在水泥基灌浆料中加入空心玻璃微珠作为填充材料,设计出一种新型的低导热灌注式水泥基材料.在对低导热水泥基材料进行配合比设计的基础上,研究了玻璃微珠对水泥基材料流动性、力学...     

矩估计法分析沥青路面温度与气温的关系

沥青混合料作为一种粘弹性材料,其性质随温度变化显著,沥青路面产生的各类病害同样与温度密切相关,研究路面内部温度分布及变化规律具有重要意义。采用矩估计法分析路面温度与气温之间的关系,建立了路面温度与气温之间的线性关系,为路面温度预测提供了可靠依据。