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讨论热反射改性沥青路面温度场数值模拟和模型试验讨论 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，采纳 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、试验讨论做了大量的讨论，但关于由增加路表热反射率导致路面温度场变化的讨论很少。本文以路面温度场物理模型为基础，采纳 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讨论，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...