路面设计原理与方法 图3-3水泥混凝土面层一昼夜内不同时刻温度沿深度分布的曲线 五、温度状况的预测 决定路面结构内温度状况的因素,有外部和内部两类。外部因素主要是气候条件,诸如 太阳辐射(日照和云量)、气温、风速、降水量和蒸发量等。其中,太阳辐射和气温是决定路 面温度状况的两项最重要的因素。射到路面的短波辐射热(太阳直接辐射和大气散射辐射), 一部分被路面反射掉,余下部分则被路面所吸收而增高其温度。大气和路面发出的长波辐射, 构成了路面的再辐射,使路面放出部分热量,大气和路面之间的温度差异,引起了对流热的 变换。风的作用加强了对流,使路面丧失了部分热量。降水和随后的蒸发都会显著地降低由 日照所增加的路面温度。 内部因素则为路面各结构层的热传导率、热容量(比热)和对辐射热的吸收能力等,热 传导率是单位温度梯度条件下在单位时间内垂直通过单位面积断面的热量,其值同材料的结 构、孔隙率和湿度有关。热容量系指使单位质量的物质产生单位温度变化时所需要的热量。 美国E.S. Barber把影响路面的温度的两项主要气象因素——气温和辐射热,综合成 种当量的有效温度T,假设它随时间呈正弦周期性变化 T=T+T sin"/12 (3-3) 并且假设路面结构为半无限体(Z→∞时,T≠0),根据这些条件解出式(3-4),得到路面 内的温度场为: T=TM+T sin 72-z-arcigCo (3-4) √C+H)2 估计长波再辐射(有效辐射)的净损失平均约为1/3,则 067bQ R (3-6) 24h 由式(3-4),根据气象资料(日辐射热、日平均气温、日温差、平均风速等)和路面材料 的热特性参数(热传导率、热容量、辐射热吸收能力等),就可确定单一路面层内的温度状况。 计算路面的最高温度时,以Z=0和正弦函数值为1代入式(3-4),可得简化式为: T=74+R+ c+m+c“(sx,+2 (3-9) Barber公式主要适用于估算路面表面的温度变化。但由于面层下各结构层传热性能的 变化对面层上部的温度状况影响很小,此公式也可用于估算面层接近表面深度范围内的温度 状况。 六.计算结果分析 第22页路面设计原理与方法 第22页 温度 深 度 图 3-3 水泥混凝土面层一昼夜内不同时刻温度沿深度分布的曲线 五、温度状况的预测 决定路面结构内温度状况的因素，有外部和内部两类。外部因素主要是气候条件，诸如 太阳辐射(日照和云量)、气温、风速、降水量和蒸发量等。其中，太阳辐射和气温是决定路 面温度状况的两项最重要的因素。射到路面的短波辐射热(太阳直接辐射和大气散射辐射)， 一部分被路面反射掉，余下部分则被路面所吸收而增高其温度。大气和路面发出的长波辐射， 构成了路面的再辐射，使路面放出部分热量，大气和路面之间的温度差异，引起了对流热的 变换。风的作用加强了对流，使路面丧失了部分热量。降水和随后的蒸发都会显著地降低由 日照所增加的路面温度。 内部因素则为路面各结构层的热传导率、热容量(比热)和对辐射热的吸收能力等，热 传导率是单位温度梯度条件下在单位时间内垂直通过单位面积断面的热量，其值同材料的结 构、孔隙率和湿度有关。热容量系指使单位质量的物质产生单位温度变化时所需要的热量。 美国 E.S.Barber 把影响路面的温度的两项主要气象因素——气温和辐射热，综合成一 种当量的有效温度 Te，假设它随时间呈正弦周期性变化： Te = Tm + Tv sin t 12 （3-3） 并且假设路面结构为半无限体(Z→∞时，T≠0)，根据这些条件解出式(3-4)，得到路面 内的温度场为： ( ) T T T H C H C e t ZC arctg C C H M v zc = + + + − − +       − 2 2 sin  12 （3-4） 估计长波再辐射(有效辐射)的净损失平均约为 1/3，则： R bQ hc = 0 67 24 . （3-6） 由式(3-4)，根据气象资料(日辐射热、日平均气温、日温差、平均风速等)和路面材料 的热特性参数(热传导率、热容量、辐射热吸收能力等)，就可确定单一路面层内的温度状况。 计算路面的最高温度时，以 Z=0 和正弦函数值为 1 代入式(3-4)，可得简化式为： ( ) T T R ( ) H C H C A e T R zc = + + R + + + − 2 2 0.5 3 （3-9） Barber 公式主要适用于估算路面表面的温度变化。但由于面层下各结构层传热性能的 变化对面层上部的温度状况影响很小，此公式也可用于估算面层接近表面深度范围内的温度 状况。 六．计算结果分析