路面温度日变化曲线的拟合

为了分析路面温度日变化特征,基于广州、宁波、大同3个地区为期1年的地面气象资料和水泥、沥青路面的实测温度,在分析路表温度分布特征的基础上,建立了基于晴天的路表温度日变化的二阶段拟合模型,通过引入修正系数ξ对多云天气路表温度日变化模型进行了修正;不同深度处路面温度日变化的拟合通过对路表温度日变化模型的日最高、日最低温度出现时刻及二阶段交接点时刻作相应的滞后调整。最后进行了实测数据检验。研究结果表明:水泥和沥青路表温度拟合值与实测值之间的偏差平均值Av.为-0.25℃~0.15℃,均方根误差ST.为0.8℃~1.2℃;不同深度处水泥路面和沥青路面日温度变化拟合值的Av.为-0.5℃~0.5℃,ST.小于2℃;研究结果可作为路面温度场热传导方程的上边界条件,为路面温度区划提供依据。     

路面结构层温度特征值的估计

基于宁波、大同、广州三地的路面结构温度测站及江苏镇凓高速公路、山东济莱高速公路的现场温度测站超过1年的路面温度数据,从研究路面结构温度日较差、日平均温度和温度正较差之比的基本特征和相互关系着手总结了它们随路面深度的衰减规律并给出了回归式,通过引入"广义"深度坐标z/槡α(z为距离路表深度,α为材料导温系数)消除了路面材料不同引起的差异,提出了用路表温度特征值估计路面结构层任一深度日温度特征值的方法和公式,并推广至任一深度日温度特征值已知的场合,最后利用LTPP(LongTerm Pavement Performance)项目中01-0101(State code-SHRP ID)试验段的数据对模型进行验证.结果表明:本文提出方法和公式在估计路面结构不同深度的日最高温度、日最低温度时具有良好精度,其偏差的均方值不超过2.0℃,偏差的平均值小于0.6℃,可满足工程要求.     

地下道路复合式路面温度场观测与分析

为研究地下道路复合式路面温度场特征,通过在地下道路复合式路面结构层中埋设温度传感器进行实地观测,基于实测数据,运用ANSYS有限元分析方法对地下道路复合式路面结构温度场进行数值模拟,模拟分析了地下道路复合式路面结构温度场随环境温度变化特征及深度方向的温度变化情况。分析结果表明:地下道路内空气温度在一天中各时刻变化不太明显,夏季外界空气温度比地下道路内的最低空气温度高3℃左右;冬季地下道路路表温度比外界空气温度高,外界空气温度达到零度以下时,地下道路内温度始终保持在零度以上;地下道路复合式路面结构设计时对于水泥混凝土板可以不用考虑由温度梯度过大而引起的温度应力。研究结果为地下道路复合式路面结构受力分析和长期性能研究提供了一定借鉴和参考。     

AC+CRCP复合式路面温度场有限元分析

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.     

基于傅立叶级数解的导温系数现场测定

将路面温度场抽象为1维瞬态热传导方程,由分离变量法导出满足方程的傅立叶级数,推导出在已知界面温度时确定1维层状体瞬态温度分布的解答.基于路面温度场实测数据,提出用牛顿法反算路面材料导温系数的方法.在路面降温过程中路面温度沿深度单调变化时,傅立叶级数解取50项就能够达到0.01℃的精度.实测数据分析结果表明:路面沥青层中上部导温系数较下部稍大,中面层AC-16导温系数为0.002 4m2.h-1,底面层AC-25为0.001 6m2.h-1,比大多实验室测定值低.     

福州水泥路面的温度预测及气象要素分析

路面结构温度场受众多外界环境因素的影响。以往研究表明,路面结构温度场与气温、路表温度和辐射大致呈线性关系,与时间和深度呈非线性关系。基于气象资料分析了福建省福州市的气候特点,并给出了路面结构温度及影响因素的测试方案。在实测路面温度数据基础上,采用STATISTICA软件回归分析福州路面温度场预估模型,新模型预估温度与实测结果相关系数达到0.9910,在预测混凝土路面板具有较好的精度。     

1965—2009年青藏高原地区温度的空间插值分析

利用空间插值技术研究了青藏高原的温度变化,在已有常规插值方法基础上,考虑海拔、经度和纬度等因素,提出了一种"模型拟合+残差修正"的综合插值方法.首先,建立温度与海拔、经度和纬度的回归模型,该模型通过了显著性水平为0.05的t检验;其次,根据模型回归值和站点实测值,得到实测点的残差;然后,选取一种常规插值方法,对残差进行插值;最后,把残差插值结果修正到模型回归图上,得到最终的温度插值图.通过常规插值方法和综合插值方法的对比发现,在所选的14个检验站点中,常规插值方法的中误差都大于3.0℃,而综合插值方法都小于3.0℃,其中"模型拟合+残差修正"的综合插值方法的中误差最小可达到1.26℃,相比常规插值方法的中误差至少提高了2倍,表明综合插值方法对青藏高原地区温度插值有更好的适用性,插值精度更高.     

福银高速公路宁夏段夏季路面最高温度变化分析及预报模型建立

根据福银高速公路宁夏段沿线7个交通气象站2014年夏季(6~8月)的路面温度、气温、降水等观测资料,分析该路段夏季路面最高温度的变化特征、不同天空状况下路面最高温度与日最高气温的关系,并建立路面最高温度与对应气象站日最高气温的统计预报模型.结果表明,福银高速公路宁夏段夏季路面最高温度具有明显的日变化,在14~15时达到一天中的最高值,日路面最高温度为16.3~54.1℃,晴、多云、阴天的路面最高温度均大于日最高气温,雨天大部分交通站路面最高温度大于日最高气温,个别交通站路面最高温度低于日最高气温.预报模型相关性显著,可进一步应用.     

强蒸发地区路基温度分布特性及其预估模型

为准确掌握强蒸发地区受路面覆盖效应影响的砾类土路基温度场的时空分布特性和规律,通过全天候温度监测,展开该路基温度场分布特性的研究.研究结果表明,不同深度处的月平均温度总体呈余弦或正弦函数分布,但相位角随路基深度和升降温过程的不同而变化;受路面覆盖效应影响较无路面覆盖效应影响的路基内低温峰值略低而高温峰值略高,但其分布规律基本一致;温度梯度在不同的温度条件以及在不同深度处分布也不尽相同,最大温度梯度在低温季节下的90~150cm深度范围内.在此基础上针对升温过程和降温过程,提出了温度场预估模型,该模型具有较高的相关性,并为强蒸发地区考虑路面覆盖效应影响的路基内部水汽迁移和湿度分布特性研究提供基础.     

湖北高速公路路面温度变化特征及预报模型

利用2009年～2011年湖北省武英高速公路凤凰观交通自动站观测资料，分析了武英高速凤凰观路段不同季节和不同天气状况下路面温度的日变化特征.结果表明，路面温度和气温一样存在明显的日变化和季节差异，两者在开始升温、降温、最高、最低值出现时间存在一定差异.不同天空状况下，路面温度和气温的最高值出现时间不同，两者的差值也有很大差异.在以上分析基础上，进一步筛选气温、日照、日较差、云量、相对湿度等预报因子，建立了武英高速凤凰观路段最低和最高路面温度统计预报模型.经检验，模型冬季最低路面温度预报平均绝对误差值为1.1℃，具有很好实际应用价值，夏季最高路面温度预报误差值达3.1℃，实际应用中需要适当修订.     

沥青面层的车辙等效温度

分析了沥青面层车辙寿命与面层温度的均值和梯度的相互关系,讨论了沥青面层压应力分布规律.根据全国90个地区多年的路面温度场数据,对沥青面层车辙等效温度进行了计算和分析,总结了沥青面层准车辙等效温度与年均气温、月均气温的年极差之间的回归关系,据此推算得到了全国738个地区的沥青面层基准车辙等效温度值,并绘制了可供设计采用的全国沥青面层基准车辙等效温度等值图,归纳了非基准条件的各因素对沥青面层车辙等效温度的影响规律,给出了它们的近似计算式.最后,通过对比分析,验证了沥青面层车辙等效温度计算方法和结果的可靠性.     

从温度分布频率探讨沥青路面的永久变形

目前对沥青路面永久变形问题的研究主要集中在高温时的永久变形上，而忽视了中低温度下永久变形的累积为此，首先以上海市为例分析了部分实测小时路面温度分布情况以及预测全年小时路面温度分布情况；其次，采用沥青路面分析仪（APA），在室内实测了不同温度下沥青混合料的永久变形；最后，分析了温度与永久变形的关系．研究表明，沥青路面50℃以上温度的永久变形所占比例非常少，中低温度下的永久变形是不能忽略的．因此，需要从新的角度去研究沥青路面的永久变形问题．     

有效辐射计算对沥青路面温度场的影响

从气象学的基本原理出发,建立了路表有效辐射的日变化过程曲线的计算方法,并与 Barber、严作人及舒尔茨分别给出的结构温度场计算中有效辐射的近似计算方法进行了比较,分析结果表明:正确计算路表有效辐射对准确估计沥青路面温度场有重要影响.     

沥青面层的疲劳等效温度

分析了沥青面层疲劳寿命与面层温度的均值和梯度的相互关系.基于疲劳损伤等效原则,给出了沥青路面面层疲劳等效温度的计算方法.根据全国95个地区多年的路面温度场数据,对沥青面层疲劳等效温度进行了计算和分析,总结了沥青面层基准疲劳等效温度与地区海拔、路表温度特征值(多年路表温度均值和标准差)之间的回归关系,据此推算得到了全国738个地区的沥青面层基准疲劳等效温度值,并绘制了可供设计采用的全国沥青面层基准疲劳等效温度等值线图,归纳了非基准条件下各因素对沥青面层疲劳等效温度的影响规律,给出了各因素修正计算式.最后通过对比分析,验证了沥青面层疲劳等效温度计算方法和结果的可靠性.     

沥青路面温度场的预估模型

通过对路面温度实测数据和气象部门提供的标准气象资料进行回归分析，建立了沥青路面温度场预估模型．分析了预估模型地区差异的产生原因和解决途径，并引入历年月平均气温作为地区修正系数．路面温度实测值和预测值的对比表明，预估模型具有广泛的适应性和较高的预测精度．     

SBS改性沥青性能的试验研究

通过不同掺配关系的SBS改性沥青的试验,对SBS改性沥青的弹性恢复、高温稳定性和低温性能等路用性能进行了研究,分析了改性剂剂量等因素对SBS改性沥青性能的影响规律,改性剂剂量在3%～5%范围内变化时,改性沥青的各项指标呈逐渐增加趋势,即改性剂剂量越大,改性沥青的性能越好,改性沥青的合理改性剂剂量应在4%以上·提出了适合于辽宁省的SBS改性沥青路用性能指标技术标准,可供工程实际参考应用·     

沥青路面裂缝成因及防治对策

沥青路面因产生裂缝,导致路面早期破坏的现象愈来愈普遍,裂缝已成为沥青路面的主要破坏形式之一。简要分析了沥青土路面裂缝产生的原因,并提出了预防措施和治理对策。     

基于连续变温的沥青路面车辙模拟分析

针对车辙产生的外部影响因素(温度、荷载),在对典型路面结构温度场分析以及材料特性试验的基础上,采用合理的车辙计算模型和考虑连续变温的模拟分析方法,利用ABAQUS模拟分析了不同温度场、不同接地压力下车辙的变化规律.结果表明:通过路面温度场的引入和定义材料参数随温度场变化,利用连续变温的路面车辙模拟分析方法可以更加符合实际的进行车辙模拟分析;车辙主要产生于平均气温高于20℃的高温季节的高温时段;在温度条件和累积作用时间相同的情况下,车辙量随接地压力的增大而增加,且基本成线性增长关系,而实际车辆超载时,路面车辙将呈非线性显著增大.