陶瓷热阻式沥青路面温度场仿真研究

丁 京 丁建明 罗 桑

（东南大学交通学院 南京210096）

0 引 言

我国道路建设快速发展的同时，许多道路的路面在使用早期便出现了破坏，如坑槽、松散、裂缝、车辙等。不同的早期病害对沥青路面使用效果的影响不同［1］，其中车辙是沥青路面十分常见并且较为严重的病害，它是沥青路面特有的损坏现象［2］。目前在解决沥青路面车辙问题时，主要是提高沥青混合料的高温稳定性，即通过提高沥青的高温性能、或采用骨架型集料级配来提高沥青混合料的抗车辙性能［3］。但是这些措施很难达到治本的效果，且增加工程成本。

陶瓷与陶粒作为一种颜色浅，导热系数小的材料，将陶瓷或陶粒应用于道路材料近年来成为国内外研究热点。研究表明［4］，在沥青混合料中掺加陶粒能提高路面材料的热阻性能，降低温度在路面的累积；将陶瓷与陶粒等体积替代沥青混合料中4.75mm和9.5mm粒径的普通石料，发现20%～50%质量分数的陶瓷与陶粒掺量比较合适，能同时保证材料的水稳定性、极限应变和动稳定度。

陶瓷集料对路面材料的应用性研究近年刚刚展开。笔者选取SMA－13改性沥青混凝土材料，按照等体积取代法，采用10%，20%，30%，40%，5 0%这5种掺量取代沥青混合料中粒径小于2.36mm的细集料，根据陶瓷粉末的导热系数和导热系数的影响因素规律，计算出不同陶瓷集料掺量的沥青混合料的热物性参数。并根据传热学基本原理，建立路面温度场模型，计算了不同陶瓷集料掺量的沥青路面在炎热夏季1d内的温度变化，以及施工摊铺阶段的温度场变化情况，并分析了陶瓷粉末掺量对有效压实时间的影响，建立车辙分析模型模拟陶瓷热阻式沥青路面隔热层对永久变形的影响。……