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沥青路面的高取向热传导结构及其车辙控制技术
| 论文题名： | 沥青路面的高取向热传导结构及其车辙控制技术 |
| 关键词： | 沥青路面;车辙控制;热传导结构;红外反射 |
| 摘要： | 在我国的新建高等级道路中，沥青路面占到绝大多数，由于其对太阳热辐射的高吸收率，导致在夏季高温期，结构层温度要远高于大气温度，尤其是上、中面层。而沥青混合料作为一种粘弹性材料，随着温度升高，结构层抗剪切变形的能力急骤下降，使得车辙病害成为沥青路面最为严重的早期病害。本文基于前期研究成果，利用梯度热导率结构能够实现热量的单向传导并加速其传导速度的优点，实现给上、中面层降温的目的，从而达到减缓沥青路面夏季高温期车辙发展速度，降低车辙量的目的。同时利用红外热反射涂层对近红外线的高反射率，降低路表对太阳热辐射的吸收率，进而减少路面热量的吸收量，给面层降温，达到车辙控制的效果。 首先，根据前期测试结果，选定几组“上小下大”热导率梯度不同的路面结构与未经热导率改性的常规路面进行夏季高温期的温度场模拟，研究不同热导率梯度结构的降温效果;并且依据所得到的温度场模拟结果，分别进行不同轴载作用次数的车辙变形模拟，考察不同热导率梯度的车辙控制效果，并优选出车辙控制效果理想且成本可控的热导率梯度结构。 其次，根据红外热反射涂层对近红外光谱的高反射率，计算其对达到路面的太阳光谱的吸收率，然后模拟红外热反射涂层路面与常规路面的夏季温度期的温度场，并依此进行不同轴载作用的车辙变形模拟，考察红外热反射涂层沥青路面的降温效果及车辙控制效果。 最后，将梯度热导率结构路面中的优选方案与红外热反射涂层技术组合应用在沥青路面中，并对其进行夏季高温期的温度场模拟与车辙变形模拟，考察其降温效果及车辙控制效果，并与前两种方案进行对比。 结果表明，上小下大的梯度热导率结构能够加速路面内部热量向下传导的速度，最大降温幅度接近4℃，且在上面层中添加5％的漂珠、中面层中添加10％的石墨粉体及下面层添加15％的石墨粉体的A1路面的热导率梯度结构，在轴载作用200万次后，相较于常规路面，车辙量的降幅仍达到25％，且成本可控，作为优选方案。同时，对于红外热反射涂层路面，其降温效果更为明显，路表降温达到9.6℃，且在轴载作用200万次后，其能降低的车辙量超过45％。若将两种技术组合使用，其降温幅度比红外热反射路面更大，尤其是发生车辙最严重的上、中面层效果最好，并且其能降低车辙量的近70％。因而，无论是单向导热结构，还是红外反射涂层路面，都能有效的控制沥青路面夏季高温期车辙的发展速度，为降低沥青路面的早期车辙量，延长路面的使用寿命，提供了理论上的可行性。 |
| 作者： | 史勤 |
| 专业： | 交通运输工程;道路与铁道工程 |
| 导师： | 王声乐 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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