[发明专利]一种浇注式导电沥青混凝土传导热效果预估方法

说明书

本发明提供了一种浇注式导电沥青混凝土传导热效果预估方法，该方法在桥面铺装结构的浇注式导电沥青混凝土铺装上面层的底面上铺设温度传感器，通过温度传感器获得浇注式导电沥青混凝土铺装上面层底面温度，然后基于浇注式导电沥青混凝土铺装上面层底面温度，采用浇注式导电沥青混凝土铺装上面层传导热效果预估方程对浇注式导电沥青混凝土铺装上面层表面温度进行预估。本发明充分借助非稳态瞬态传导热理论及室内实验，基于便于测量的浇注式导电沥青混凝土铺装上面层底面温度、初始环境温度、上面层导温系数及材料参数等数据进行传导热效果预估，为用于钢桥面融雪化冰的浇注式导电沥青铺装层结构上面层传导热效果预估提供了新思路。

技术领域

本发明属于工程材料领域，涉及导电沥青混凝土，具体涉及一种浇注式导电沥青混凝土传导热效果预估方法。

背景技术

近年来，浇注式沥青混凝土因具有良好抗渗性、抗老化性及变形追从性成为桥面铺装材料首选。诸多实体工程经验表明，与普通桥面铺装相比，浇注式桥面铺装性能优异，但仍不可避免桥面积雪结冰严重、交通事故频发等问题。研发适用于桥面铺装的融雪化冰技术，及时有效清除桥面冰雪对降低事故发生率、提高交通通行效率至关重要。目前桥面融雪化冰方法主要有人工法、机械法、撒布融雪剂法等，存在效率低、易损伤路面、污染环境等问题。应运而生的导电混凝土则具有可保持路面结构完整性、升温效果均匀稳定、融雪及时且无需中断交通等优势，成为桥面铺装融雪化冰技术研究热点。综合浇注式桥面铺装应用状况与导电沥青混凝土研究现状，在浇注式沥青混凝土中掺入适当类型和掺量的导电性材料制备成浇注式导电沥青混凝土，不仅能实现桥面及时、高效融雪化冰，有力保障道路畅通及行驶安全，而且可避免施工碾压中电极破坏及水电接触引起的短路等安全隐患。采用浇注式导电沥青混凝土时，通电后铺装层组合结构上面层表面可维持在0℃以上，达到融雪除冰的效果。目前采用浇注式导电沥青混凝土融雪化冰时接通电源时间过长容易引起能源浪费，接通时长过短则融雪化冰效果不佳，这就需要尽可能的实现对桥面铺装上面层表面温度的准确监测。然而，在实际工程应用中如果直接在沥青混凝土铺装层上表面布置温度传感器检测表面温度时，一方面传感器会在车辆荷载作用下较快失效，另一方面传感器的布置不当会引发路面破损，降低桥面铺装层使用寿命。而在桥面铺装施工时在组合结构层中间布置温度传感器能够有效解决上述问题。

因此，亟需一种浇注式导电沥青混凝土传导热效果预估方法，能够基于浇注式导电沥青混凝土组合结构中部监测温度对上面层表面温度进行预估，在此基础上确定导电沥青混凝土开通及切断电源的最佳时机，以保证在融雪除冰的同时降低能源消耗。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种浇注式导电沥青混凝土传导热效果预估方法，解决现有技术中在路表布设传感器容易损坏，难以持久精准监测浇筑式导电沥青混凝土路面的表面温度的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：

一种浇注式导电沥青混凝土传导热效果预估方法，该方法在桥面铺装结构的浇注式导电沥青混凝土铺装上面层的底面上铺设温度传感器，通过温度传感器获得浇注式导电沥青混凝土铺装上面层底面温度，然后基于浇注式导电沥青混凝土铺装上面层底面温度，采用浇注式导电沥青混凝土铺装上面层传导热效果预估方程对浇注式导电沥青混凝土铺装上面层表面温度进行预估，实现浇注式导电沥青混凝土传导热效果预估；

所述的浇注式导电沥青混凝土铺装上面层传导热效果预估方程为：

式中：

T′_(σ,t)为t时刻浇注式导电沥青混凝土铺装上面层表面温度，℃；

T′₀为初始环境温度，℃；

T′_(0,t)为t时刻浇注式导电沥青混凝土铺装上面层底面温度，℃；