[发明专利]一种云南山岭地区隧道沥青路面温度场预估方法

说明书

本发明公开了一种云南山岭地区隧道沥青路面温度场预估方法，根据隧道内空气温度T_k、隧道内风速n、路表温度T₀、所在沥青层的结构层深度H以及各沥青路面结构层的导热系数T_cn，得出该深度下沥青路面温度T，其中，T＝T₀‑ΔT·λ，λ为传热修正系数，取值0.55。本发明采用的隧道内空气温度、隧道内风速、沥青路面路表温度、沥青混凝土导热系数与相应的沥青路面真实服役条件相当，能够准确地分析和预测沥青路面在隧道中的温度场分布。

技术领域

本发明涉及沥青路面温度场的技术领域。更具体地说，本发明涉及一种云南山岭地区隧道沥青路面温度场预估方法。

背景技术

沥青为温度敏感性材料，沥青路面结构受辐射、降雨、气温、风速等因素的影响，其性能变化也与环境因素及车辆荷载有密切的联系。对沥青路面温度场的预估，能够反映沥青路面的实际工作状况，并得出模拟沥青路面永久变形的适宜温度，对沥青路面永久变形的预估及沥青寿命的预测具有重要意义。

目前关于一般路段沥青路面温度场有大量的研究，建立了大量相关的有限元模型或经验公式。而隧道内环境相对封闭，沥青路面所处温度环境与洞外不同，受天气、辐射、降雨等条件影响较小，其温度场与一般路段沥青路面有较大差别。夏季时隧道洞内温度一般低于洞外气温，而冬季则高于洞外气温，全年温度变化幅度较小，温度相对稳定。

因此，十分有必要开发出一种云南山岭地区隧道沥青路面温度场预估方法。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种云南山岭地区隧道沥青路面温度场预估方法，采用的隧道内空气温度、隧道内风速、沥青路面路表温度、沥青混凝土导热系数与相应的沥青路面真实服役条件相当，能够准确地分析和预测沥青路面在隧道中的温度场分布。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种云南山岭地区隧道沥青路面温度场预估方法，利用温度、风速、路表温度、沥青混凝土导热系数，建立云南山岭地区隧道中沥青路面温度场预估模型。

一种云南山岭地区隧道沥青路面温度场预估方法，根据隧道内空气温度T_k、隧道内风速n、路表温度T₀、所在沥青层的结构层深度H以及各沥青路面结构层的导热系数T_cn，得出该深度下沥青路面温度T，

其中，T＝T₀-ΔT·λ，λ为传热修正系数，取值0.55。

优选的是，根据隧道内空气温度T_k、隧道内风速n、隧道沥青路面所在地区年平均温度T_p计算沥青路面路表温度，沥青路面路表温度T₀计算公式为：T₀＝9.55+3.5n+0.035(T_k-T_p)。

优选的是，根据隧道沥青路面所在地区年平均温度T_p、年温差A，计算所在月份t的隧道内空气温度T_k，隧道内空气温度T_k的计算公式为：T_k＝T_p+A·sin(0.86π·(12-︱t-7.5︱/18+2.3)/180)-︱t-7︱+0.37。

优选的是，根据沥青路面所在地区的月均温度T_y、隧道内空气温度T_k，计算隧道洞内与洞外的对流换热系数m和隧道内风速n，其中n＝6.21m+1.19。

优选的是，根据设计方案中所设计的沥青混合料空隙率V计算沥青混凝土导热系数T_C，沥青混凝土导热系数T_C的计算公式为：T_C＝2.25-5.8V。

本发明至少包括以下有益效果：