文档介绍：北京交通大学
硕士学位论文
大孔隙透水沥青路面对城市热岛效应的影响分析
姓名:张新
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:孔永健
20061201
中文摘要随着社会的发展,我国的道路交通已经进入了高速发展时期,城市作为经济发展的桥头堡,城市不论从面积还是人口、从车辆还是人们活动的频率都有显著的提高,因此城市道路建设的越来越大,同时这个给城市内部的热力环境、自然环境,生态环境及生活环境带来影响,并引发热岛效应。其中热岛效应的危害已经影响到了诸多方面:致使城乡用电紧张;城市污染气体难以扩散:影响人们的休息和工作:引起心情烦躁、中暑、精神紊乱。由于城市道路对城市下垫面热性能改变的影响,本文首先结合相关试验数据分析、确定城市下垫面对城市气温影响的主要方式。通过多孔介质特性,分析大空隙沥青混合料的孔隙特点和热性能。其次,理论分析多孔介质内部的蒸发特征,对比相关的大孔隙材料的蒸发性能的研究实例。分析路面的所处的热环境,分析建立大孔隙透水性沥青路面温度与含湿量数值模型,确定边界条件。通过假定北京市道路均采用同一大孔隙材料,分析降雨之后的数天之内路表气温的变化情况。同时,粗略的估计城市气温变化情况。此外,引入人体舒适度模型,在国内外已经成型的舒适度模型中,从权威性、地域性和针对性三个角度,对由大孔隙透水性沥青路面引起成是缓解城市热岛的本文为大孔隙透水性沥青路面温湿模型的进一步研究提供的一种思路和方法,同时在应用计算机语言进行了程序的简单编制。由于实验室设备及其现实情况的约束,本研究成果还需要进一步的提高,并需要在实践中不断完善。关键词:城市热岛:大孔隙透水沥青路面:蒸发性能;温湿模型;城市气温。研究各相关条件。效果进行综合评价。分类号:.生塞趟璺
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致谢本论文的工作是在我的导师孔永健教授的悉心指导下完成的,孔永健教授严孔永健教授悉心指导我们完成了实验寰的科研工作,在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助,在此向孔永健老师表示衷心的谢意。孔永健教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见,在此表示衷在日常学习中,得到交通与环境科学研究所诸位老师的指导和关怀,得到同门师兄弟、师妹的关心和协助;其中特别感谢关彦斌师兄,在我论文撰写阶段给予大量的支持和帮助,并为我的沦文提供了部分的理论依据同学对我论文中的阶段的研究工作给予了热情帮助,在此向他们表达我的感激之谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来孑澜±鲜Χ晕业墓匦暮椭傅肌心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间,张希庆、姚小平、梁晨、粆爱军、刘浩杰等情。另外感谢我的家人,他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。
近年来随着人类活动对气候的影响的加剧,热岛现象在城市气候中表现最为突出。由于城市人口密集,高楼密集,高速公路密集,工厂、汽车、空调及家庭炉灶和饭店等大量消耗能源,造成在温度的空间分布上,城市犹如一个温暖的岛屿。热岛现象已经开始对城市的能源供应,城市地表大气的热扩散,人们的身体健康产生了负面影响。在引起热岛效应的诸多因素中,以城市下垫面的热力结构对城市热平衡影响最为突出。其中沥青路面结构在其蓄热和升温方面较其他下垫面形式更容易导致城市热岛效应。在城市中采用沥青路面结构形式具有施工便利,良好的行驶舒适度和有利于维护等方面优势,因此城市道路大都为沥青路面。同时由于沥青混合料的热容量和其不透水性成为导致城市热岛效应的一个主因【。为了改善这一状况,年代以来,国际上研究和发展了一种多孑酝杆访妫该种路面具有较小的热容量和利于蒸发散热的功能,可以改变城市蒸发量少,热量存储方式以显热为格局。它是属于骨架孔隙结构型沥青混合料路面,它的孔隙率比普通沥青碎石要高,一般在%左右【俊国内外已有试验研究证明透水性路面是一种行之有效的降低路面温度途径。当路面结构被水充分浸泡后,在假定太阳辐射强度条件下,其温度在持续个小时不超过摄氏度。当路面的孔隙率在%左右时,其温度维持在摄氏度~相对于水泥混凝土路面,沥青混凝土路面具有行使舒适度高,施工方便,维护简单。所以城市内采用沥青路面也较水泥混凝土路面常见。文章主要是研究沥青混凝土路面结构,当强调大孔隙沥青混凝土路面透水性能时,称为透水性沥青路面。它的最大特点就是大孔隙率。由于孔隙率大,使得混合料内部的孔隙呈连通状态,从而在有坡降、遇雨水时,水可沿连通的孔隙流走,最后排走。在雨天大家都知道,普通路面上高速行车会产生水滑现象,汽车有失去控制的感觉,使行驶的车辆处于危险状态。而对于这种大孔隙路面来说,由于它极好的排水性能可提高雨天的抗滑性和雨天车辆的行驶速度。另外,由于孔隙率相对较大,