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PaveCool软件简介:低碳减排热拌沥青混合料研究

时间:2023-10-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:PaveCool是明尼苏达州立大学交通学院编制的一套输入沥青路面施工特征参数和外界环境条件因素参数用于预测沥青混合料降温速率的软件,如图6.5所示。图6.5PaveCool界面软件的核心是跟踪沥青路面摊铺中热量传递计算模型。这个假设和Corlew、Dickson、Jordan、Thomas、Tegler及Dempsey是一致的,并且有理由认为在沥青厚度中长度尺寸近似为0.1m,在横断面方向至少比长度尺寸少一个数量级。另外,沥青层的导热系数和密度也是关于压实的函数,在这一方面,使用简单的线性压实模型。

PaveCool软件简介:低碳减排热拌沥青混合料研究

PaveCool是明尼苏达州立大学交通学院(University of Minnesota for the Department of Transportation)编制的一套输入沥青路面施工特征参数和外界环境条件因素参数用于预测沥青混合料降温速率的软件,如图6.5所示。

图6.5 PaveCool界面

软件的核心是跟踪沥青路面摊铺中热量传递计算模型。这个模型建立的假设条件如下。

(1)沥青层和地基之间的热传递受热传导约束。

(2)热量在沥青层厚度中传递是一维的。这个假设和Corlew、Dickson、Jordan、Thomas、Tegler及Dempsey是一致的,并且有理由认为在沥青厚度中长度尺寸近似为0.1m,在横断面方向至少比长度尺寸少一个数量级。在路面边缘二维的影响因素很重要,比如路肩和标志线,通常这些地区交通量比较少。

(3)概述模型。需要考虑两个区域:①沥青层厚度Ztop>z>Zbase;②地基厚度Zbase>z>0,如图6.6所示。另外的区域,比如已经摊铺好的一层,无论如何在模型中也是会得到的。

(4)为了及时统计沥青摊铺层碾压变形区域,规定变形在沥青层表面Ztop(t)随着时间变化的位置。

(5)比地基更低的表面,即Z=0处假设是绝缘的。通常假设z=0处离摊铺的热沥青层足够远,这样z=0处的温度保持常数,不会受摊铺沥青层温度变化的影响。

(6)沥青层表面,即z=Ztop处通过如下的方式和大气环境进行热交换:①大气对流;②向周围环境辐射;③吸收太阳热。指定表面净热通量占有这个交换。和之前的研究不同的是,辐射介于路表面温度和大气有效温度之间。

(7)沥青层和地基之间的热性能规定是一个温度函数。另外,沥青层的导热系数和密度也是关于压实的函数,在这一方面,使用简单的线性压实模型。

图6.6 沥青面层降温域

基于上述假设建立的方程如下。

沥青:

式中 T——温度,K;

   ρ——密度,kg/m3

   c——比热,J/(kg·K);(www.xing528.com)

   k——导热系数,W/(m·K)。

当z=0时

当z=Zbase(连续条件)

当z=Ztop(输入非线性对流、辐射、太阳)

式中 ε——沥青表面的辐射系数,无量纲

   σ——斯蒂芬常数,5.67×10-8 W/(m2·K 4);

   ∂——路面吸收率,无量纲;

   Tamb——环境温度,K;

   Tsky——有效空气温度,K;

   Hs——太阳辐射,W/m2

   hc——对流换热系数,W/(m2·K)。

公式中的hc来自福特公式,如下:

式中 w——离地面2m高处的风速,m/s。

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