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《南京航空航天大学》 2010年
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低热蓄积型沥青混合料对城市热环境影响的试验与理论研究

杨朝旭  
【摘要】:热岛效应对城市人居环境的影响近来倍受关注,而城市沥青路面的高温破坏也对城市建设产生诸多不利影响。本文利用改性红外粉等量替代石灰岩矿粉作为填料,针对不同红外粉掺量进行配合比设计,制备了热蓄积量较低的红外热辐射型沥青混合料,试验考察其降温特性和路用性能,通过扫描电镜试验和路面自散热降温模型的建立研究其降温机理,并通过建立城市微热环境大气温度场模型研究低热蓄积型沥青混合料对热岛效应的影响。 配合比试验表明,低热蓄积型沥青混合料的最佳油石比随红外粉掺量的增加呈线性递增关系,得出最佳油石比(Y)与红外粉粉掺量(X)之间的的线性关系曲线公式为Y=5.926+21.35X/3。红外粉掺量每提高3%,最佳油石比提高0.2135%。 红外辐射试验表明,红外粉掺量越高,试件表面平衡温度越低,但降温速率减小,最多可降低8.12℃;相比于0%红外粉掺量的混合料,掺粉试件的高温稳定性、低温稳定性、水稳定性性能和抗滑性能均有所改善,6%掺量试件马歇尔稳定度提高了12.2%,残留稳定度高达98.9%,摩擦系数提高了17.7%;12%掺粉量试件的低温劈裂抗拉强度提高了21.3%,摩擦系数提高了26.9%。 扫描电镜试验表明,与石灰岩矿粉相比,红外粉颗粒较细,分散较为均匀,且结团现象较少;与掺矿粉沥青胶浆相比,掺入红外粉的沥青胶浆在结构上比石灰岩矿粉沥青胶浆更加致密、分布更加均匀,孔洞、缝隙较少。 建立了路面平衡温度温度场模型,模型公式为5.73×10~(-8)ε_1(T_e~4=-T_s~4)=G_sa_s+h(T-T_e),模型表明,大气窗辐射能透过率的增加、路面长波发射率的增加、太阳短波吸收率的降低以及风速的增加都会引起路面平衡温度的降低。 低热蓄积型沥青混合料的大气温度场模型表明,大气湿度越高、路面平衡温度越高,近地大气温度越高;在同等温湿条件条件下,相比于普通沥青混合料路面,低热蓄积型沥青混合料路面近地不同高度大气温度普遍下降,在地面高度1~2米处,大气温度降低了3~5℃。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:U414

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