學(xué)科專(zhuān)業(yè)：建筑材料與工程
授予學(xué)位：工學(xué)碩士
學(xué)位授予單位：xx理工大學(xué)
學(xué)位年度： 2010年
地球上化石能源的儲(chǔ)量是有限的，而人類(lèi)發(fā)展對(duì)能源的需求是無(wú)限的。探索可再生能源的利用方法和提高現(xiàn)有能源的利用效率，是解決人類(lèi)發(fā)展過(guò)程中能源和環(huán)境兩個(gè)根本問(wèn)題的主要途徑。由于黑色瀝青路面具有很強(qiáng)的吸收太陽(yáng)能的能力，利用瀝青路面吸收太陽(yáng)能成為了一項(xiàng)新型的能源利用技術(shù)。將瀝青路面收集的太陽(yáng)能利用起來(lái)，不僅能用于路面的融雪化冰，還能給建筑物供暖制冷，從而減少傳統(tǒng)能源在建筑能耗中的使用，大大緩解我國(guó)能源緊張并減少C02等廢氣的排放�；谝陨蟽�(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)能提供多少能量以及如何提高該系統(tǒng)的集熱效率是首要關(guān)注的問(wèn)題。瀝青混合料作為一種溫敏性材料，路面材料和集熱過(guò)程對(duì)路面溫度場(chǎng)的影響也需要考慮。
本文首先基于傳熱學(xué)和氣象學(xué)的基本原理，分析路面太陽(yáng)能集熱原理及熱工過(guò)程，解析影響瀝青路面集熱的路面材料及結(jié)構(gòu)特性和環(huán)境氣候條件等基本概念，界定影響瀝青混凝土太陽(yáng)能集熱性能的關(guān)鍵參數(shù)。
第二，基于前人的研究成果，對(duì)集熱用瀝青混合料組成進(jìn)行設(shè)計(jì)，復(fù)合導(dǎo)熱相填料制備導(dǎo)熱瀝青混凝土；通過(guò)浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)評(píng)價(jià)瀝青混合料水穩(wěn)定性；通過(guò)高溫車(chē)轍試驗(yàn)評(píng)價(jià)瀝青混合料抗車(chē)轍變形的高溫穩(wěn)定性；
通過(guò)瞬態(tài)平板熱源法，測(cè)量瀝青混凝土的熱學(xué)參數(shù)。結(jié)果表明所制備的導(dǎo)電瀝青混凝土水穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性等均滿(mǎn)足規(guī)范的要求，導(dǎo)熱系數(shù)提高了28．9％。
第三，參考相關(guān)國(guó)標(biāo)并結(jié)合瀝青混凝土制備和成型的實(shí)際情況對(duì)瀝青路面進(jìn)行太陽(yáng)能集熱技術(shù)的室內(nèi)試驗(yàn)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)、溫度流量測(cè)控系統(tǒng)、輻照度測(cè)量控制系統(tǒng)三大部分；通過(guò)集熱試驗(yàn)驗(yàn)證了試驗(yàn)裝置和方法能模擬實(shí)際集熱條件，同時(shí)可進(jìn)行瀝青混凝土試塊進(jìn)行溫度場(chǎng)測(cè)試；測(cè)試結(jié)果的精度滿(mǎn)足室內(nèi)可控條件下對(duì)瀝青混凝士太陽(yáng)能集熱性能評(píng)價(jià)的要求。
第四，根據(jù)瀝青路面所處的實(shí)際氣候條件，借助實(shí)驗(yàn)裝置模擬氣候條件在室內(nèi)對(duì)路面溫度場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量；獲得瀝青路面溫度的變化過(guò)程、溫度的垂直分布、溫度變化速率以及溫度梯度等結(jié)果，分析結(jié)果表明導(dǎo)熱瀝青混凝土對(duì)路面溫度場(chǎng)有很大影響，路面埋管的最佳深度為2．5em～5em。
第五，在制備的瀝青混凝土集熱器中通入循環(huán)水，測(cè)量集熱器內(nèi)部溫度的變化過(guò)程；評(píng)價(jià)不同流量對(duì)降低路面溫度的效果以及路面初始溫度對(duì)路面升溫過(guò)程的影響。結(jié)果表明了瀝青混凝土路面太陽(yáng)能集熱技術(shù)可以較大幅度地降低路面溫度；隨著流量的提高，路面表面溫度呈線(xiàn)性關(guān)系降低，出口水溫下降而單位面積集熱量逐漸增加，并由此可計(jì)算出通入循環(huán)水的時(shí)間為路面埋管深度處的底部溫度達(dá)到特定換熱工質(zhì)和流量所需平衡溫度時(shí)。
