舊水泥路面加鋪瀝青層結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)特性及數(shù)值模擬
摘要:為研究舊水泥路面加鋪瀝青層結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)特性,采用預(yù)埋溫度傳感器的方式實(shí)測(cè)路面溫度場(chǎng),根據(jù)傳熱學(xué)原理建立舊水泥路面加鋪瀝青層結(jié)構(gòu)的非線性瞬態(tài)3D溫度場(chǎng)計(jì)算模型。基于實(shí)測(cè)氣象資料,用修正后的雙正弦函數(shù)、Fourier級(jí)數(shù)分別表示氣溫、太陽輻射,作為模型邊界條件,采用ANSYS對(duì)路面溫度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬并與實(shí)測(cè)溫度場(chǎng)對(duì)比。研究結(jié)果表明:舊水泥路面加鋪瀝青層結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)一天的變化趨勢(shì)是先降后升再降,升溫速率明顯大于降溫速率,正負(fù)溫度梯度交替出現(xiàn),易誘發(fā)溫度疲勞裂縫;各路面結(jié)構(gòu)層的溫度、溫度梯度和變溫速率的變化幅度隨著深度增加而減小,且峰值、峰谷出現(xiàn)時(shí)刻隨深度逐漸滯后;路面最高溫度、最大正溫度梯度均出現(xiàn)在瀝青加鋪層,應(yīng)提高瀝青加鋪層抗高溫車轍的性能;加鋪層有效降低了水泥混凝土層的溫度翹曲應(yīng)力;依實(shí)測(cè)氣溫資料修正后的雙正弦函數(shù)可以很好地模擬近路表氣溫的日變化規(guī)律;路面結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)的模擬值與實(shí)測(cè)值的偏差在3℃以內(nèi),說明該溫度場(chǎng)模型具有很高的預(yù)測(cè)精度。
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