热反射型沥青路面环境效应与施工技术研究

摘要

沥青路面近年来在我国公路与城市道路建设中比例不断上升,但沥青本身是一种吸热材料,夏季高温时,沥青路面表面温度可达60℃以上。一方面高温车辙病害影响行车舒适性与安全性,另一方面城市道路的高温易引发行人及城市居民热焦灼等身体心理不适甚至疾病,同时加剧了城市的“热岛效应”。国内外研究人员针对沥青路面高温危害开展了相关研究,并提出了相应的防治技术措施,其中提高路面反射率和发射率是一种行之有效的沥青路面降温技术。该类技术在国内尚处于起步阶段,本文根据已研制出的路用太阳热反射涂料,评估其在环境改善方面的作用并结合试验路研究热反射涂层的施工工艺。
　　首先,根据沥青路面的光热环境建立了沥青路面的热平衡方程,通过室内外试验研究,得出热反射型沥青路面室内降温幅度可达15~20℃,室外降温受到沥青路面所处环境的影响,但降温效果依旧可达到10℃左右,根据AC面层和SMA面层的不同特点,综合考虑造价和降温效果两方面因素,推荐的涂刷量分别为0.6kg/m2和0.8kg/m2。其次,根据路面和环境的辐射换热和对流换热原理,结合路面温度预估数据和环境气温数据,建立沥青路面热效应计算模型,实现了路面对环境产生热效应的定量评价;对比普通沥青路面与热反射型沥青路面的热效应发现,热反射型沥青路面的热效应仅为普通沥青路面的一半,路面的反射率是影响路面热效应的最关键因素,随着路面反射率的增大,路面的热效应显著。最后,为了验证室内研究成果及推动热反射型沥青路面的实际应用,研究了热反射涂层的施工工艺及质量控制方法,铺筑了热反射型沥青路面试验路,测试结果表明试验路降温能力最高达到10℃,抗滑性能满足行车安全需要,热反射涂层还兼具一定的防水性能。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 研究目的和意义

1.3 国内外研究现状

1.4 主要研究内容与技术路线

第二章 沥青路面光热效应机理分析

2.1 热平衡的基本原理

2.2 沥青路面热平衡方程的建立和分析

2.3 热物理参数对沥青路面温度的影响分析

2.4 本章小结

第三章 热反射型沥青路面反射特性试验室内测试与分析

3.1 试验原理与设备

3.2 室内试验测试与分析

3.3 颜料对太阳热反射涂料反射率结果的影响测试与分析

3.4 室外涂层降温效果测试与分析

3.5 本章小结

第四章 热反射型沥青路面环境影响评估

4.1 沥青路面环境热效应影响因素分析

4.2 路面——路表空气层——近地大气热环境分析

4.3 城市道路对周围人体热舒适性的影响

4.4 考虑沥青路面为下垫面的城市户外热环境设计

4.5 本章小结

第五章 热反射型沥青路面试验路铺筑及性能评价

5.1 施工工艺研究

5.2 试验路工程

5.3 性能评价

5.4 本章小结

结论及进一步研究建议

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢