Roads and Bridges - Drogi i Mosty
10, 4, 2011, 5-30

The use of fem for thermal analyses of the asphalt pavement

Jarosław Górszczyk Mail
Cracow University of Technology, Faculty of Civil Engineering
Wanda Grzybowska Mail
Cracow University of Technology, Faculty of Civil Engineering

Abstract

The work concerns the transient heat flow in the pavement structure, for medium and heavy traffic. For both pavement structures the 5 variants with different heat conductivity coefficients were analyzed. The same boundary conditions were assumed. The temperature distribution in the pavement structure for the initial moment was calculated using the stationary analyses with the defined border conditions, on the basis of real temperature measurements carried out in Cracow in 2006 year. The heat flow defined with Fourier-Kirchhoff equation was analyzed with finite element method using ANSYS system and Multiphysics modulus. One-way heat conductivity, material uniformity and isotropy was assumed. The analysis was performed for different variants of structural layers and the temperature sensibility for chosen parameters. Comparison of temperature distribution that was calculated with measured temperature in actual airport pavement revealed good fitting so the correctness of the applied approach was confirmed.

Keywords


pavement, finite element method, heat conduction, temperature

Full Text:

PDF

References


Mieczkowski P.: Model fizyczny obliczania temperatury górnej warstwy nawierzchni asfaltowej. Drogownictwo nr 8/2001, 230 - 235

Hermansson A.: Simulation of asphalt concrete pavement temperatures for use with forward – opracowanie J. Sudyki. IBDiM, Nowości Zagranicznej Techniki Drogowej nr 155/2004, 5 - 19

Grzybowska W., Górszczyk J., Zieliński P.: Projekt badawczy Nr 4TO7E 013 28 „Modelowanie zachowania się bitumicznej nawierzchni drogowej w różnych warunkach kontaktu międzywarstwowego z uwzględnieniem pośredniej warstwy geosyntetycznej”, finansowany przez Ministerstwo Nauki i Informatyki w latach 2005-2007

Wiśniewski S., Wiśniewski T.S.: Wymiana ciepła. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, IV edition, Warszawa, 1994

Groth C., Müller G.: FEM für Praktiker, Band 3 Temperaturfelder. Expert Verlag, 71272 Renningen, 1995

Katalog typowych konstrukcji nawierzchni podatnych i półsztywnych. IBDiM, Warszawa, 1997

de Bondt A.H.: Anti-Reflective Cracking Design of (Reinforced) Asphaltic Overlays. Delft University of Technology, the Netherlands, 1999

Sybilski D., Bańkowski W.: Temperatura równoważna nawierzchni asfaltowej ze względu na zmęczenie w polskich warunkach klimatycznych. Drogownictwo nr 6/2004, 179 - 184

DIN 4108 Wärmeschutz im Hochbau

Müller R., Pirskawetz S., Weise F.: Einfluss der Wärmeabstrahlung, -leitfähigkeit und -kapazität von Mineralstoffen auf die Energiebilanz von Fahrbahnbefestigungen. Forschung Strassenbau und Strassenverkehrstechnik, Heft 968, Köln, 2007


The use of fem for thermal analyses of the asphalt pavement

  
Górszczyk, Jarosław; Grzybowska, Wanda. The use of fem for thermal analyses of the asphalt pavement. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, [S.l.], v. 10, n. 4, p. 5-30, apr. 2011. ISSN 2449-769X. Available at: <>. Date accessed: 15 Dec. 2019.