隨著城市化的進(jìn)程,硬化路面等人工下墊面極大程度地加強(qiáng)了城市的吸熱和蓄熱能力,惡化了城市熱環(huán)境,目前有許多利用高反射率材料或透水性的道路鋪裝來緩解城市熱島效應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用,但現(xiàn)有的多數(shù)路面仍采用傳統(tǒng)的鋪裝材料,因此改善現(xiàn)有道路熱環(huán)境最直接有效的方法是即時(shí)的淋水降溫。由于基礎(chǔ)研究的缺失,目前硬化路面淋水降溫技術(shù)的應(yīng)用還缺乏具體的技術(shù)指導(dǎo)。為此,本文探究硬化路面淋水狀態(tài)下的能量平衡、熱濕遷移機(jī)理,基于熱環(huán)境研究評價(jià)淋水方案的優(yōu)劣,旨在為淋水降溫技術(shù)的具體實(shí)施應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。本文通過試件實(shí)驗(yàn),探究濕熱地區(qū)瀝青鋪裝系統(tǒng)內(nèi)部熱量與水分的分布與傳輸機(jī)理,初步得到在不同淋水方案下的變化規(guī)律,然后構(gòu)建基于COMSOL Multiphysics的熱濕耦合模擬方法并驗(yàn)證其可靠性,最后通過模擬探究在不同淋水方式和淋水時(shí)段下道路表面熱環(huán)境變化規(guī)律,提出優(yōu)化的淋水策略。論文主要研究工作及結(jié)果如下:(1)根據(jù)相關(guān)道路鋪裝標(biāo)準(zhǔn)制作鋪裝系統(tǒng)試件箱,測量在淋水作用下表面與內(nèi)部各層溫度與含水量在一天之內(nèi)的變化。結(jié)果表明,淋水所能到達(dá)的最低溫度與下行長波輻射和太陽總輻射強(qiáng)度相關(guān)性最大,出現(xiàn)的時(shí)間大多在淋水后的10~20min;淋水后的表面平均溫度降低5.13℃~8.53℃,與空氣的平均溫差縮小至0.43℃~7.42℃不等,在16:00~17:00后表面溫度低于同期的氣溫。(2)以多物理場模擬軟件COMSOL Multiphysics為基礎(chǔ),構(gòu)建考慮淋水作用下的道路熱濕傳遞數(shù)值模擬方法。通過相關(guān)物理方程對軟件物理場接口、邊界條件等進(jìn)行修正,選取實(shí)測中淋水和不淋水工況進(jìn)行模擬,分別考慮逐時(shí)與逐分鐘的氣象參數(shù),并與實(shí)測結(jié)果進(jìn)行對比,結(jié)果表明,模擬值與實(shí)測值有較好的一致性和相似性,均方根誤差在2℃以內(nèi)。(3)基于夏季典型氣象日數(shù)據(jù)分析不同淋水方式對道路熱環(huán)境的影響。結(jié)果表明,一定的淋水間隔存在一個(gè)最大臨界淋水量,例如間隔45min對應(yīng)0.4kg/m~2,繼續(xù)增加淋水量不會(huì)顯著增強(qiáng)降溫效果。停止淋水后,殘余的降溫效果可維持1~2小時(shí)。當(dāng)按一定的淋水間隔和淋水量組合調(diào)整淋水方式后,增加淋水量的方式比減小淋水間隔的方式具有更好的降溫效果。本文研究對完善道路淋水降溫技術(shù)體系和緩解城市熱島效應(yīng)具有重要意義。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U418;X16
【部分圖文】：

第二章 瀝青道路鋪裝試件的淋水實(shí)驗(yàn)研究標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)道路路面設(shè)計(jì)規(guī)范 CJJ169-2011》，道路一般層和路面等幾層結(jié)構(gòu)，鋪設(shè)材料需要經(jīng)過拌制、攤鋪和考慮到試件制作的可行性和道路鋪裝結(jié)構(gòu)的復(fù)現(xiàn)程度，鋪裝材料依次填充于試驗(yàn)箱內(nèi)，并在試件內(nèi)部的指定深-3 所示）。

圖 2-3 試件箱內(nèi)部測點(diǎn)分布件箱體由 304 不銹鋼板焊接而成，以保證箱體的裝載強(qiáng)度和防止水分壁尺寸為 330mm×330mm×400mm（長×寬×高），頂面開敞，其余箱體有 50mm 厚聚苯板，聚苯板表面貼有鋁箔阻擋輻射，以盡可能保證試件部大氣的絕熱。

圖 2-3 試件箱內(nèi)部測點(diǎn)分布件箱體由 304 不銹鋼板焊接而成，以保證箱體的裝載強(qiáng)度和防止水分壁尺寸為 330mm×330mm×400mm（長×寬×高），頂面開敞，其余箱體有 50mm 厚聚苯板，聚苯板表面貼有鋁箔阻擋輻射，以盡可能保證試件部大氣的絕熱。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2846389