基于融雪化冰的傳導瀝青路面優(yōu)化設計及粘彈性響應分析.pdf

1、利用瀝青混凝土自身的優(yōu)勢，設計出高傳導瀝青路面用于冬季路面融雪是目前國內(nèi)外專家學者普遍研究的課題。本文運用有限單元法利用傳熱學基本原理分析瀝青路面的熱傳導系數(shù)、換熱管道的埋管深度及埋管間距等對傳導瀝青路面夏季降溫、冬季融冰的影響效果，確定出合理的埋管深度及埋管間距，并進行了室內(nèi)外試驗評價；對合理換熱管道布置的傳導瀝青路面在移動荷載作用下的粘彈性響應進行分析，預估其設計疲勞壽命。本文預期的研究成果，不僅對機場跑道、道路、橋面的夏季降溫、冬

2、季融雪化冰方法具有重要的現(xiàn)實意義，而且對傳導瀝青路面的結(jié)構(gòu)設計起到一定的指導作用。
　　 利用有限元軟件ANSYS對傳導瀝青路面融雪性能進行優(yōu)化設計。傳導瀝青路面融雪化冰時間與瀝青混凝土材料導熱系數(shù)呈冪指數(shù)關(guān)系；埋管越深，提高瀝青混凝土的導熱系數(shù)對融雪化冰效果越明顯。傳導瀝青路面中換熱管道可根據(jù)瀝青鋪裝層的厚度分兩種方式進行布置（瀝青混凝土導熱系數(shù)≥3.0W/（m·℃））：（1）埋管深度為10cm時埋管間距為0.1m；（2）埋管

3、深度為4cm時埋管間距為0.15m。
　　 通過對傳導瀝青路面在夏季炎熱條件下溫度場分布研究得出：瀝青路面最高溫度出現(xiàn)在路表以下2cm處。傳導瀝青混凝土材料的選擇可使得瀝青路面最高溫度降低3.8％以上。在換熱管道內(nèi)通入助冷劑（水）可有效降低道路表面及內(nèi)部溫度。對于導熱系數(shù)為3.0W/（m·℃）的傳導瀝青路面而言，夏季存換熱管道內(nèi)通入助冷劑（25℃水）可使道路表面溫度降幅達20％以上。
　　 采用有限元軟件ABAQUS對埋