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沥青路面热物性参数试验研究
张书立
.天津大学,天津;.辽宁省辽阳公路路政管理局,辽阳
摘要:沥青路面通行性能受温度影响较大,探究沥青路面温度场必须对沥青路面材料的热物性参数有较为
深入的了解。试通过试验手段精确测量沥青路面各单质材料在不同温度下比热容的变化以及不同温度下各层路
面材料导热系数的变化。此研究是精确测量路面材料热物参数的实践,测量结果较为精确稳定,可为关于路面性
能在不同温度下的研究提供借鉴。
关键词:热物性参数;比热容;导热系数;沥青混合料;温度场
中图分类号:. 文献标识码: 文章编号:———
本文运用目前比较先进的差示扫描量热仪表四种单一材料的比热测量结果
与导热系数仪测定了不同级配的沥青混合料及不同
种类的沥青、集料在不同温度条件下比热的变化,以
及混合料的热传导系数等参数。实验结果表明沥青
材料有着特定的比热变化曲线,比热随温度的不同
而变化且呈非线性变化。这种性质对沥青混合料也
存在影响,随混合料级配不同影响效果不同。导热
系数的变化呈现随温度升高而降低的趋势,这与在
高温状态下沥青物象发生改变有关。为温度场模型
的建立提供了计算参数。
比热试验研究
比热的测定试验采用了目前较精确的差示扫描
量热仪型号:;生产厂商:美国
公司,温度标定采用正癸烷和铟熔点
.。样品质量精确到
.。测量温度范围:一~℃,扫描速率为
℃/。
. 单一材料的比热测量
四种单一材料的比热测量结果见表。
. 比热随温度的变化曲线丑
从图可以看出,在一—℃范围内,四种单
一材料基质沥青、改性沥青、石灰岩、玄武岩的比
热均随着温度升高而呈增大趋势。其中石灰岩和玄
武岩的比热随温度升高呈线性增长,而基质沥青和图单一材料比热随温度的变化曲线
改性沥青的比热与温度呈现出非线性关系。此外, 和℃分别出现两个吸热峰。由于沥青是由很多
随着温度上升,沥青出现相态的变化,在曲
组分组成的混合物,不同组分的相态转化温度并不
线上表现为峰的产生,表明发生了结晶组分的熔相同,所以沥青曲线上出现的峰是众多组分的
融或是非晶组分的相变化。其中基质沥青的吸热峰的叠加。稳定的沥青体系其曲线比较
曲线在℃左右出现一个吸热峰,改性沥青在
平坦,很少有吸热峰出现;产生吸热峰表明沥青的热
第期张书立:沥青路面热物性参数试验研究· ·
稳定性差。
. 混合料在不同温度下的比热
按照孔隙率、级配等混合料体积参数,分别计算
出不同类型混合料中各种材料及空气所占比例。通
过实验测得材料单质比热从而计算出混合料比热计
算值。热线法不意图
表三种混合料、、的比热计算结果处于热平衡时,用阶跃恒热流对线热源进行加热,线
热源及其周围的被测介质就会产生温升,根据线热
源的温升就可以得到被测介质的导热系数,其基本
的工作方程为:
△,
. 导热系数试验测定
试验采用的设备为系列导热系数仪,
设备关键参数如表所示。
表设备参数表
设备系数数值
测量范围.~/ ·
准确度±%
分辨率./ ·
重复性. %
耐温范围一~ ℃
温度范围常温可定制
参考标准/—
有四组试件分别是从路面向下