沥青路面光热效应机理及热反射涂层技术研究

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沥青是一种吸热材料,它对太阳热辐射的吸收率很高,达到0.80~0.95。夏季,在太阳的持续热辐射作用下,大量热量被沥青路面吸收并在沥青面层中得到蓄积,造成沥青路面温度远远高于气温,由此引发两个方面的危害:一、高温造成沥青混凝土的承载能力下降,致使沥青路面出现严重的车辙;二、城市道路中沥青路面的高温加剧了城市的“热岛效应”。对于车辙问题的解决,传统上的方法主要是通过提高材料本身的高温性能、改善混合料的级配等措施去“被动”地接受高温。但是大量的工程实践证明这些技术措施的应用也未从根本上解决车辙问题;对于城市“热岛效应”问题,普遍采用的措施是提高城市森林覆盖率及扩大草地、水地的面积,但城市的绝大部分面积被建筑和道路覆盖着,尤其是超大城市其森林覆盖率极难提高,同时空间分布可能又很不均衡。为此,本文舍弃了传统的“被动”做法,而采取一定的技术措施让沥青路面“主动”的去降温。首先根据沥青路面的光热环境,建立了沥青路表面的热平衡方程,对影响沥青路面表面热平衡温度的各个因素的显著性水平进行了分析,以求找出降低沥青路面表面热平衡温度的可行技术路线。分析发现,只有大幅度的改变沥青路面表面的热吸收和辐射特性,才能有效的降低沥青路面表面的热平衡温度;通过对太阳热反射工作原理以及对理想灰色太阳热反射涂层的理论降温效果分析,发现太阳热反射技术是一种非常良好的降温技术措施;用自制的试验系统以及室外试验对太阳热反射涂层应用到沥青路面上的降温效果进行了分析,试验发现,太阳热反射涂层对沥青路面具有良好的降温效果;最后,对沥青路面上涂装的涂层的抗滑性能作了评价与改善。试验发现,改善后的抗滑性能与普通沥青表面抗滑性能相当,满足了实际行车安全的要求。此外,这种改善措施不仅对涂层的降温效果没有影响,且减弱了涂层表面的亮度,防止了光污染的发生。
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