开发预测柔性路面温度曲线的模型

Cléber Faccin, Luciano Pivoto Specht, Deividi Da Silva Pereira, Silvio Lisboa Schuster, Chaveli Brondani, Gabriella Gaube Guex, Pablo Menezes Vestena
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摘要

预测温度曲线和历史对于分析和设计柔性路面非常必要。路面性能受当地气候条件的影响,路面温度是一个重要方面,尤其是在巴西气温不断升高的气候变化情况下。除了对沥青路面的机械性能和性能产生影响外,温度还会对环境产生重大影响,造成一种被称为城市热岛的现象。在这种情况下,本文介绍了一个用于计算柔性路面温度曲线的一维数值模型的开发过程。该模型使用了太阳辐射、空气温度、露点温度和风速等气候数据,并考虑了所用材料的热特性。该模型基于路面和周围环境之间的能量平衡基本原理,包括对多达 4 层路面的分析。这为预测路面温度变化和研究传热对沥青路面和环境的影响提供了一个一致的替代方案。该模型与分析解决方案进行了比较,并与文献中其他研究测量的数据和 EICM 建模的数据进行了验证,结果显示与模拟数据非常吻合。结果证明了热物理特性对路面温度的重要性。可以得出结论,该模型适用于柔性路面温度计算工具和热岛研究。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Desenvolvimento de um modelo de previsão do perfil de temperatura de pavimento flexíveis
A previsão do perfil e histórico de temperatura é necessária para fins de análise e projeto de pavimentos flexíveis. O desempenho dos pavimentos é influenciado pelas condições climáticas locais e a temperatura do pavimento é um aspecto importante, especialmente em um cenário de mudanças climáticas que indicam aumento das temperaturas no Brasil. Além do impacto nas propriedades mecânicas e no desempenho dos pavimentos asfálticos, a temperatura pode afetar substancialmente o meio ambiente, causando um fenômeno denominado ilha de calor urbana. Nesse contexto, o presente artigo descreve o desenvolvimento de um modelo numérico unidimensional para calcular perfis de temperatura de pavimentos flexíveis. O modelo utiliza dados climáticos de radiação solar, temperatura do ar, temperatura do ponto de orvalho e velocidade do vento; e considera as propriedades térmicas dos materiais utilizados. Ele é baseado nos fundamentos do balanço de energia entre o pavimento e seu entorno, e contempla a análise de pavimentos com até 4 camadas. Com isso, busca-se uma alternativa consistente para prever a variação da temperatura do pavimento e estudar o impacto da transferência de calor nos pavimentos asfálticos e no meio ambiente. O modelo foi comparado com uma solução analítica e validado com dados medidos em outra pesquisa disponível na literatura e dados modelados no EICM, demonstrando boa correspondência para os dados simulados. Os resultados demonstram a importância das propriedades termofísicas na temperatura dos pavimentos. Pode-se concluir que o modelo é adequado para incorporação em ferramentas de cálculo de temperatura de pavimentos flexíveis e estudos de ilhas de calor.
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