ac+crcp复合式路面温度场有限元分析 - 东南大学学报.pdfVIP

第３６卷第５期 东南大学学报（自然科 学版 ） Ｖｏｌ３６ Ｎｏ５ 　 ２００６年９月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） 　 Ｓｅｐｔ．２００６ 　　　　　　 ＡＣ＋ＣＲＣＰ复合式路面温度场有限元分析 顾兴宇　 倪富健　 董　侨 （东南大学交通学院，南京２１００９６） 摘要：根据传热学原理，利用有限元方法分析了ＡＣ＋ＣＲＣＰ复合式路面的瞬态温度场．共考虑 了３种路表与外界热交换的形式：太阳辐射、空气对流换热和空气辐射换热．计算结果与实测值 的平均误差为２０℃，并表现出明显的规律性：随着深度增加，温度、温度梯度、变温速率都会出 现变化幅度减小、变化相位滞后的现象；而日温差随深度增加而减小情况可用指数函数来模拟． 利用所建模型分析了复合式路面的温度场，结果表明：路表温度主要取决路表与外界环境的热交 换；相同天气情况下路面表层材料对太阳辐射吸收率的不同是导致路表温度不同的主要原因；沥 青层的临界厚度仅与沥青混合料的导热能力有关． 关键词：连续配筋水泥混凝土路面；沥青面层；复合式路面；热分析；临界厚度 中图分类号：Ｕ４１６２１６２　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００１－０５０５（２００６）０５０８０５０５ ＴｈｅｒｍａｌａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒＡＣ＋ＣＲＣＰｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐａｖｅｍｅｎｔ ｕｓｉｎｇｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓ ＧｕＸｉｎｇｙｕ　ＮｉＦｕｊｉａｎ　ＤｏｎｇＱｉａｏ （ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｈｅａｔｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙ，ｔｈｅｔｒａｎｓｉｅｎｔｔｈｅｒｍａｌｆｉｅｌｄｏｆｔｈｅＡＣ（ａｓｐｈａｌｔｃｏｎ ｃｒｅｔｅ）＋ＣＲＣＰ（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｐａｖｅｍｅｎｔ）ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐａｖｅｍｅｎｔｉｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙｕｓｉｎｇ ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ（ＦＥＭ）．Ｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｈｅａｔｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｐａｖｅｍｅｎｔａｎｄｉｔｓｓｕｒ ｒｏｕｎｄｉｎｇｓａｒｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｓｏｌａｒｒａｄｉａｔｉｏｎ，ａｉｒｈｅａｔｆｌｏｗａｎｄｔｈｅｒａｄｉａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎａｉｒａｎｄ ｐａｖｅｍｅｎｔ．ＴｈｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄＦＥＭ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｃａｎｐｒｅｄｉｃｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｉｍｅｓｏｆｖａｒｉｏｕｓｐａｖｅｍｅｎｔｌａｙｅｒｓａｃｃｕｒａｔｅｌｙｗｉｔｈａｎａｖｅｒａｇｅａｂｓｏｌｕｔｅｅｒｒｏｒｏｆ２０℃．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓｏｂｖｉｏｕｓｒｅｇｕｌａｒｉｔｉｅｓ：ａｓｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｄｅｅｐｅｎｓ，ｔｈｅｒａｎｇｅｏｆｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅｒｍａｌｇｒａｄｉｅｎｔ ａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｈａｎｇｉｎｇｖｅｌｏｃｉｔｙｗｉｌｌｄｅｃｒｅａｓｅａｎｄｔｈｅｐｈａｓｅｓｗｉｌｌｂｅｄｅｆｅｒｒｅｄ；ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅ ｔｗｅｅｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓａｎｄｔｈｅｄｅｐｔｈｗｉｔｈｉｎａｄａｙｃａｎｂｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄｂｙａｎｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌｆｕｎｃ ｔｉｏｎ．Ｔｈｅｐａｖｅｍｅｎｔｔｈｅｒｍａｌｆｉｅｌｄｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｍｏｄｅｌ，ａｎｄｓｏｍｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓ ａｒｅａｔｔａｉｎｅｄａｓｆｏｌｌｏｗｓ．Ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓｍａｉｎｌｙｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅｐａｖｅｍｅｎｔｓｕｒｆａｃｅａｎｄｔｈｅｅｎｖｉｒ