熱態(tài)瀝青混合料在鋪筑時熱量不斷向外界散失,其溫度也逐漸下降。一方面,在低溫或大風等對施工不利的條件下,混合料的溫度驟降,導致其有效壓實時間緊迫,鋪筑還沒有完成而混合料溫度卻已降至最低碾壓溫度以下。另一方面,鋪筑溫度過低會致使混合料壓實不足或產生離析,進而影響路面使用性能。因此,道路工作者需對鋪筑階段瀝青混合料的降溫規(guī)律有所了解,以便根據溫度下降情況來決定是否需要選取相應手段或從哪些方面選取手段來延緩混合料的降溫速度以保證壓實效果。針對上述問題,本文進行了如下研究:第一,基于傳熱學理論確定了鋪筑階段混合料進行熱傳遞的方式,并對瀝青鋪層內部及邊界的熱傳遞方式進行數學描述,構建了混合料鋪筑熱擴散的物理模型,并根據該物理模型確定了混合料鋪筑熱擴散的影響因素。第二,運用有限差分法列出了包含鋪層和下承層的鋪筑溫度場的一系列代數方程,隨后采用聯立方程組的方法并借助MATLAB數學軟件將代數方程組編寫成程序代碼并合理調用,構建了在具體鋪筑條件下的鋪筑溫度場仿真模型。將仿真溫度值與實測溫度值對比并檢驗,結果表明:仿真模型具有準確性與可信性。第三,將混合料鋪筑熱擴散的影響因素劃分為環(huán)境因素、鋪層因素和下承... 

【文章來源】：東北林業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：62 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１控制容積的導熱分析??

?東北林業(yè)大學碩士學位論文???２．３輻射傳熱??物體間發(fā)射和吸收熱輻射后的綜合結果，稱為輻射傳熱［３２］。實際物體向外輻射的熱??流量可用斯忒藩一玻耳茲曼定律的經驗修正形式表示［３２］：??ｑ?輻＝ｓｃｒＴ４?（２－１４）??式中——輻射熱流密度，Ｗ／ｍ２；?６——物體的發(fā)射率，無量綱；??（Ｊ——斯忒藩一玻耳茲曼常量，其值為５．６７ｘＫＴｓＷ／（ｎ＾Ｋ４）；??Ｔ——物體的熱力學溫度，Ｋ。??瀝青路表面輻射傳熱類型如圖２－２所示。進入路面的投入輻射包括太陽直接輻射、??大氣散射輻射和大氣逆輻射。路面有效輻射包括路面反射和路面輻射兩部分｜２］。??太陽總輻射?云層反射??？?少????大氣層??太陽直接隔射??大氣散射輻射?大氣逆輻射??＼?＼?路面反射／?／路面輻射??／／?／?／?／?ｙ?／?Ｘ?／?／?／??路面??圖２－２路表面輻射傳熱類型??２．４路表面灑水蒸發(fā)換熱??當壓路機碾壓過瀝青鋪層時，為防止混合料粘在壓路機輪，需在路表面進行適量灑??水。水分蒸發(fā)換熱的熱流量可視為水吸熱升溫到沸點所需熱量和水變?yōu)樗魵馑??熱量之和，用式（２－１６）表不［２］：??０水＋?屯，＆?咖１?００亡）士?（２－１５）??式中一一水吸熱升溫到沸點所需熱量，一一水變?yōu)樗魵馑锜崃�，Ｊ�??ｃＭ，?常溫常壓下水的比熱容，４．２乂１０１／（１以°〇）；??水的質量，ｋｇ；??／／Ｋ一一水溫，°Ｃ；?一一常壓下水變?yōu)樗魵獾南嘧儩摕�，２．２５７ｘｌ０６Ｊ／ｋｇ�??２．５鋪筑熱擴散的影響因素??由前文可知，瀝青鋪層上邊界的傳熱方式為對流傳熱、輻射傳熱和路表面灑水蒸發(fā)??

?３基于數值解法的鋪筑溫度場仿真模型及檢驗???點：將時間坐標２？方向的計算區(qū)域劃分為若千等份，得到若干個時間節(jié)點�？臻g網格線??與時間網格線的交點（／，／７）代表了時間一空間區(qū)域中某節(jié)點的位置，相應的溫度為ｆ。??每個節(jié)點都可看成是以它為中心的一個小區(qū)域的代表，這個小區(qū)域即元體，如圖３－１中??紅色陰影部分所示。換言之，內部元體的節(jié)點取它的中心，其寬度為Ａｘ；邊界元體的??節(jié)點則取在邊界上，其寬度為Ａｖ／２。??Ｘ?Ｉ?［＜？■；?????上邊界十ｉ－１?ｉ?ｉ＋ｌ?Ｎ－ｌ?Ｎ下邊界?＇?鋪?Ｐ｜，Ｃ１Ｉ＞，｜??Ｐ＋丨平ｐ?Ｉ?Ｉ?｜．?Ｉ?｜?＾??—?ｔｓｏ??ｐ？ｉ?ｘ?Ｔ??工工工５?“?‘承??１１〔ｌ／ｊ?ＩＩ?ＩＩ?ＬＬｉ＾：廣?ｘ?ＩＳ?基Ｍ１，ｃ３，又３?．層??Ａｖ?—Ｊ￣??????＾?Ａｘ／２??ｕ；４２??圖３－１時間一空間區(qū)域的離散化?圖３－２路面結構示意圖??為將鋪筑溫度場的計算模型清晰化，將路面結構繪于圖３－２。圖中（（／＿?＝?０．１，Ｌ，Ａ〇為??鋪層第空間節(jié)點的溫度，°Ｃ；?Ｇ（／?＝?０Ｊ，Ｌ，４２）為下承層第ｆ空間節(jié)點的溫度，°Ｃ，其中??￣＝匕。：＾，４，；１，（／?＝?１，２，３）為各層材料的密度，比熱容及導熱系數，單位同前；１指路面??厚度的方向，ｍ。取時間步長為定值Ａｚ＾ＧＯ．ｖＣ／＾ＯＪ丄，６０）。對于鋪層，由于壓實次數達??到三遍后鋪層厚度幾乎不再變薄，所以鋪層的空ＩＨＩ步長隨層厚的變薄發(fā)生兩次突變。取??初始時刻的空間步長Ａｉｒ，?＝〇．５ｍｍ，為方便縱向比較鋪層同一空間節(jié)點在不同時間節(jié)點的??溫度，空間步

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]瀝青路面壓實質量影響因素研究[D]. 高仲.長安大學 2017
[2]瀝青混合料攤鋪質量影響因素分析及實時監(jiān)控系統開發(fā)[D]. 阮東偉.長安大學 2017
[3]瀝青路面施工過程溫度智能監(jiān)控[D]. 羅程方.長安大學 2017
[4]基于離散元法的瀝青混合料壓實過程研究[D]. 姬蒙.長安大學 2017
[5]瀝青路面攤鋪溫度場及離析研究[D]. 許彪.長安大學 2016
[6]瀝青及瀝青混合料熱物特性及測試方法研究[D]. 黃慧.長沙理工大學 2010
[7]熱拌瀝青混合料施工壓實過程中溫度場變化規(guī)律研究[D]. 孫潔.長沙理工大學 2009
[8]熱態(tài)瀝青混合料壓實過程變形特性研究[D]. 陳驍.長沙理工大學 2006



本文編號：3073473