阻热式水泥混凝土路面研究

论文摘要

随着居民生活水平的不断提高,对于居住环境以及出行条件提出了更高的要求,目前城市热岛效应是影响居民生活的一个因素。在此背景下提出了阻热式水泥混凝土路面,期望通过在水泥混凝土路面顶面加铺隔热层来降低外界环境的温度变化对于路面温度的影响。本文介绍了煅烧铝矾石的特性,利用煅烧铝矾石的吸热率低和导热系数低的性质,在水泥混凝土板顶面加铺铝矾石隔热层来降低温度变化对于水泥混凝土路面的影响。根据隔热层内铝矾石掺量、粒径、厚度不同的原则制备试验所需的试件,通过试验所得数据进行对比验证了加铺隔热层具有阻热降温效果,试验确定了铝矾石的掺量是影响隔热效果的因素,与粒径大小无关,隔热层厚度的变化会影响水泥混凝土板内的温度分布和板内的昼夜温差变化趋势。本文通过对于试验数据的分析对比,可得加铺隔热层有利于降低水泥混凝土路面总体温度的变化幅度,减弱水泥混凝土路面的胀缩,降低温度翘曲应力,因此可以考虑减小胀缝的宽度或者延长接缝之间的距离,增强水泥混凝土路面的整体性能。对现有水泥混凝土路面结构设计具有重要意义,可推动新型材料的研究和应用,进而会产生巨大的经济和社会效益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.1.1 水泥混凝土路面的发展历史
• 1.1.2 水泥混凝土路面的优点
• 1.1.3 水泥混凝土路面的缺点
• 1.2 减少水泥混凝土路面温度影响的提出
• 1.3 隔热技术的国内外研究以及应用现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现况
• 1.4 研究的内容以及方案
• 1.5 课题研究的技术指导路线
• 第二章 城市热岛效应的产生和热交换理论基础
• 2.1 城市热岛效应的产生
• 2.2 热传导
• 2.2.1 热传导机理
• 2.2.2 导热系数和热传导的形式
• 2.3 本章小结
• 第三章 混凝土温度应力的产生机理分析
• 3.1 混凝土结构的温差应力特点
• 3.2 温度分布与温度荷载
• 3.2.1 概述
• 3.2.2 温度荷载的分类、成因和特点
• 3.3 混凝土的热物理特性
• 3.3.1 关于混凝土的热性质
• 3.3.2 混凝土结构的温度变化与温差应力
• 3.3.3 温度荷载
• 3.3.4 分析温度荷载的方法
• 3.4 温度变化对于水泥混凝土路面的影响的理论分析
• 3.4.1 概述
• 3.4.2 混凝土路面结构的温差荷载
• 3.5 混凝土路面结构的温差应力
• 3.5.1 胀缩应力
• 3.5.2 翘曲应力
• 第四章 材料特性和混凝土配合比计算
• 4.1 铝矾石的性质介绍
• 4.1.1 概述
• 4.1.2 铝矾石的导热系数
• 4.1.3 原材料的升温对比试验
• 4.1.4 铝矾石的压碎指标测试
• 4.1.5 普通石料与铝矾石的吸水性能对比
• 4.1.6 铝矾石的磨耗率试验
• 4.2 混凝土配合比设计
• 4.2.1 试件制备的原则和依据
• 4.2.2 原材料的准备
• 4.2.3 试件的制备
• 4.2.4 试件的配合比设计过程
• 4.2.5 制备试件以及传感器的埋置
• 第五章 温度测试试验
• 5.1 温度数据采集原理
• 5.2 导线对于温度影响作用的测定
• 5.3 试验中所采用的主要仪器的介绍
• 5.4 室外实验
• 5.5 室内试验
• 第六章 路面温度应力的改善和经济效益评价
• 6.1 路面温度变化分析
• 6.1.1 加铺隔热层对于昼夜温差变化趋势的影响
• 6.1.2 温度变化曲线方程的确定
• 6.1.3 温度应力计算
• 6.2 基于路面温度改善的社会效益和经济效益
• 第七章 主要结论以及建议
• 参考文献
• 致谢