瀝青路面太陽能集熱性能研究.pdf

1、地球上化石能源的儲量是有限的，而人類發(fā)展對能源的需求是無限的。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，是解決人類發(fā)展過程中能源和環(huán)境兩個根本問題的主要途徑。由于黑色瀝青路面具有很強的吸收太陽能的能力，利用瀝青路面吸收太陽能成為了一項新型的能源利用技術(shù)。將瀝青路面收集的太陽能利用起來，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，大大緩解我國能源緊張并減少CO2等廢氣的排放。基于以上優(yōu)點，該

2、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)注的問題。瀝青混合料作為一種溫敏性材料，路面材料和集熱過程對路面溫度場的影響也需要考慮。
　　 本文首先基于傳熱學(xué)和氣象學(xué)的基本原理，分析路面太陽能集熱原理及熱工過程，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能集熱性能的關(guān)鍵參數(shù)。
　　 第二，基于前人的研究成果，對集熱用瀝青混合料組成進行設(shè)計，復(fù)合導(dǎo)熱相填料制備導(dǎo)熱瀝青

3、混凝土；通過浸水馬歇爾試驗、凍融劈裂試驗評價瀝青混合料水穩(wěn)定性；通過高溫車轍試驗評價瀝青混合料抗車轍變形的高溫穩(wěn)定性；通過瞬態(tài)平板熱源法，測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)國標(biāo)并結(jié)合瀝青混凝土制備和成型的實際情況對瀝青路面進行太陽能集熱技術(shù)的室內(nèi)試驗裝置進行設(shè)計，包括試驗數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)、溫度流量測控系統(tǒng)、輻照度測量控制

4、系統(tǒng)三大部分；通過集熱試驗驗證了試驗裝置和方法能模擬實際集熱條件，同時可進行瀝青混凝土試塊進行溫度場測試；測試結(jié)果的精度滿足室內(nèi)可控條件下對瀝青混凝土太陽能集熱性能評價的要求。
　　 第四，根據(jù)瀝青路面所處的實際氣候條件，借助實驗裝置模擬氣候條件在室內(nèi)對路面溫度場進行測量；獲得瀝青路面溫度的變化過程、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)熱瀝青混凝土對路面溫度場有很大影響，路面埋管的最佳深度為2.5cm～