多孔改性混凝土复合式路面温度场分析
2020-08-24谭细明王泽华
交通科技 2020年4期
谭细明 王泽华
(中交第二公路勘察设计研究院有限公司 武汉 430056)
近年来,多孔改性混凝土上覆沥青层复合式路面结构(porous modified concrete composite pavement,PMCCP)应用普遍。路面结构完全暴露于外界环境时,部分太阳辐射与大气辐射的能量从路面反射,其余部分会被路面吸收并以热能的形式存储在路面内部,导致路表温度很高,并受环境状况动态改变。较高的路表温度可能严重危害路面结构强度和路面的使用效果,故分析路面温度场的影响规律非常重要,同时,对PMCCP结构设计也具有一定的指导意义。
1 温度场计算模型的建立
1.1 单元选取
采用三维实体模型仿真路面结构温度场的变化情况。运用ANSYS有限元软件计算分析路面结构温度场,热单元选取三维实体热单元THERMAL SOLID70单元[1],结构模型图见图1。

图1 SOLID70单元结构模型
SOLID70作为三维实体单元用于三维热传导分析,单元由8个节点及正交异性材料特性所定义。本单元适用于三维、稳态或瞬态热分析,对于稳态分析,忽略比热和密度。
1.2 计算模型
根据多孔改性水泥混凝土的特性,结合文献资料[2],确定多孔改性水泥混凝土路面结构横断面图见图2。路面宽12 m,上面层为4 cm沥青层作为功能层,提供道路结构的平整度,下部为30 cm的多孔改性水泥混凝土层,基层为18 cm水泥稳定碎石,底基层为18 cm水泥稳定砂砾。边坡坡度为1∶1.5,地基深度取3 m,X轴表示路面横向方向,Y轴表示路面结构厚度方向,Z轴表示路线方向。

图2 道路典型横断面图
在用ANSYS软件计算分析时,通常把横断面图作为……
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