學科專業(yè)：建筑材料與工程
授予學位：工學碩士
學位授予單位：xx理工大學
學位年度： 2010年
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C02等廢氣的排放�；谝陨蟽�(yōu)點，該技術(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和氣象學的基本原理，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計，復合導熱相填料制備導熱瀝青混凝土；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參數(shù)。結(jié)果表明所制備的導電瀝青混凝土水穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性等均滿足規(guī)范的要求，導熱系數(shù)提高了28．9％。
第三，參考相關國標并結(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士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2．5em～5em。
第五，在制備的瀝青混凝土集熱器中通入循環(huán)水，測量集熱器內(nèi)部溫度的變化過程；評價不同流量對降低路面溫度的效果以及路面初始溫度對路面升溫過程的影響。結(jié)果表明了瀝青混凝土路面太陽能集熱技術(shù)可以較大幅度地降低路面溫度；隨著流量的提高，路面表面溫度呈線性關系降低，出口水溫下降而單位面積集熱量逐漸增加，并由此可計算出通入循環(huán)水的時間為路面埋管深度處的底部溫度達到特定換熱工質(zhì)和流量所需平衡溫度時。
