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原文传递沥青路面温度场的数值模型研究

论文题名：	沥青路面温度场的数值模型研究
关键词：	道路工程;沥青路面;热传导;温度场;数值模型
摘要：	研究极端温度条件下沥青路面温度场的数值模型，并预估路面结构任意深度处最不利温度情况，能够为沥青路面的设计提供一定的理论指导。本文以连续2年沥青路面全厚度范围内的温度实测值为数据支撑，分析了高温期、低温期、常温期温度场的变化规律；采用“双试件平板式”热传导试验装置，测试了常用半刚性基层沥青路面材料的导热系数；通过数值回归分析的方法建立了高温时刻和低温时刻温度场在数学意义上的数值模型，分析了沥青路面的热传导机理，并将极端高温时刻和极端低温时刻温度场简化为稳态温度场，建立了热传导意义上的折线式温度场数值模型；对比分析了数值回归模型与折线式温度场模型的精度以及适用性。　　研究表明，沥青路面的温度呈周期性变化，以日周期变化最为显著，路面温度的变化主要集中于沥青层，基层温度变化较小，底基层温度基本不变；水稳基层的导热系数大致在1.03~1.60W·(m·K)-1之间，沥青面层导热系数在0.70~2.10W·(m·K)-1之间；影响路面材料导热系数的关键内因首要是空隙率，其次为粒径，外因则是温度；沥青路面的热传导通常是瞬态而非稳态，高温和低温时，路面温度场在理论上具有相同的分布规律，只是数值大小有别，分布曲向相反且对称，但高温时瞬态强烈，低温时更趋稳态；路面在极端高温时刻的温度场可以用指数衰减的数值模型来表示，沥青层衰减幅度较大，进入基层后逐渐趋于稳定，温度升高的过程体现了路面温度场从瞬态到稳态的变化过程，极端高温时刻接近稳态的温度场的数值模型可用折线来表示，其斜率与各结构层材料的导热系数有关；相反，极端低温时刻温度场与高温温度场有相同的回归模型，方向相反变为增加；低温期路面温度变化幅度小，且材料导热系数也较小，导热性能弱，热传导更接近于稳态，数值模型可简化为直线。
作者：	王芳芳
专业：	道路与铁道工程
导师：	延西利
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长安大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文