New analytical solution of flow and heat refraction problem in multilayer pavement

Mirosław Graczyk; Józef Rafa; Leszek Rafalski; Adam Zofka

doi:10.7409/rabdim.014.003

Opublikowane: 2014-02-01

Tom 13 Nr 1 (2014)

Nowe rozwiązanie analityczne zadania przepływu i refrakcji ciepła w nawierzchni warstwowej

Mirosław Graczyk , Józef Rafa , Leszek Rafalski , Adam Zofka

Dział: Artykuły

https://doi.org/10.7409/rabdim.014.003

Abstrakt

W artykule przedstawiono nowe rozwiązanie analityczne zadania przepływu i refrakcji ciepła w nawierzchni warstwowej z uwzględnieniem warunków wymiany zewnętrznej i wewnętrznej oraz cyklicznych zmian temperatury i strumienia ciepła. Rozwiązanie problemu przewodnictwa ciepła w układzie warstwowym wykazało znaczący wpływ wprowadzonych przez autorów współczynników: dyfuzyjności, dopasowania termicznego warstw oraz refrakcji termicznej warstw na pole temperatury i naprężeń termicznych w konstrukcji nawierzchni warstwowej. Stwierdzono, że bardzo istotnym czynnikiem klimatycznym oddziaływującym bezpośrednio na górną warstwę nawierzchni jest promieniowanie słoneczne, które powoduje wzrost temperatury i powstawanie dodatkowego gradientu temperatury w nawierzchni warstwowej. Wykazano również, że pole temperatury w nawierzchni warstwowej w istotny sposób zależy od geometrii układu warstw, charakterystyk cieplnych warstwy górnej i dolnej opisanych liczbami Biota i Fouriera oraz koloru warstwy jezdnej, wilgotności, prędkości wiatru itp., które wyrażają się wartością współczynnika zewnętrznej wymiany ciepła. Ponadto przedstawiono oryginalny przykład analizy wpływu parametrów warstwy nawierzchni i podłoża oraz warunków klimatycznych na pole temperatury w trzech różnych konstrukcjach nawierzchni. Rezultaty pracy mają bezpośrednie zastosowanie w projektowaniu nawierzchni drogowych i lotniskowych.

Słowa kluczowe:

dopasowanie termiczne, liczba Biota, liczba Fouriera, nawierzchnia warstwowa, przepływ i refrakcja ciepła, współczynnik refrakcji

Podobne artykuły

Karel Pospisil, Michal Janku, Josef Stryk, Vitezslav Pospisil, Dagmar Pospisilova, Koncepcja ujednolicenia wzajemnie niekompatybilnych modeli informacyjnych oraz danych przechowywanych w relacyjnych bazach danych zarządców dróg , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 23 Nr 1 (2024)
Dariusz Sybilski, Robert Mularzuk, Wojciech Bańkowski, Dominika Maliszewska, Maciej Maliszewski, Tytuł: Beton asfaltowy o wysokim module sztywności AC WMS z kruszywami lokalnymi , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 6 Nr 4 (2007)
Krzysztof Gasz, Maciej Kruszyna, Analizy procesu zgłoszeń pieszych do przejścia przez jezdnię , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 3 Nr 2 (2004)
Marcin Świtała, Katarzyna Regulska, Analiza kosztów cyklu życia jako narzędzie zarządzania infrastrukturą drogową – wybrane zagadnienia , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 22 Nr 4 (2023)
Tomasz Szczuraszek, Elżbieta Macioszek, Analiza rozkładów odstępów czasu pomiędzy pojazdami na obwiedni małych rond , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 9 Nr 3 (2010)
Bartosz Budziński, Maria Ratajczak, Ocena odporności asfaltu modyfikowanego na spękania niskotemperaturowe na podstawie wskaźnika koloidalnego , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 23 Nr 3 (2024)
Ewelina Tkaczewska, Właściwości cementów zawierających różne frakcje ziarnowe krzemionkowych popiołów lotnych , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 7 Nr 4 (2008)
Bartłomiej Krawczyk, Piotr Mackiewicz, Dariusz Dobrucki, Wykorzystanie odpadów z tworzyw sztucznych do wytworzenia mieszanek związanych cementem , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 22 Nr 3 (2023)
Czesław Machelski, Grzegorz Głuch, Michał Pigoń, Analiza parametryczna trzydźwigarowych przęseł betonowych , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 5 Nr 4 (2006)
Mike Cedric Tcheutchoua Soh, Maël Sonna Donko, Emanuele Maiorana, Analiza aeroelastyczna niekonwencjonalnych i smukłych mostów wiszących , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 23 Nr 4 (2024)

<< < 11 12 13 14 15 16 17 18 > >>

Możesz również Rozpocznij zaawansowane wyszukiwanie podobieństw dla tego artykułu.

Inne teksty tego samego autora

Beata Gajewska, Marcin Gajewski, Cezary Kraszewski, Leszek Rafalski, Badania modułów sprężystości wybranych mieszanek związanych hydraulicznie (HBM) pod obciążeniem cyklicznym , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 11 Nr 4 (2012)
Mirosław Graczyk, Marcin Gajewski, Radosław Szczerba, Analiza statyczna dyblowanej betonowej nawierzchni lotniskowej z uwzględnieniem zjawiska curlingu płyt , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 15 Nr 2 (2016)
Cezary Kraszewski, Leszek Rafalski, Michał Ćwiąkała, Marcin Dreger, Wpływ stosowanych zakresów naprężeń na wartości wtórnego modułu odkształcenia oraz wskaźnika odkształcenia pospółki i kruszywa łamanego w badaniach płytowych VSS , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 19 Nr 4 (2020)
Michał Ćwiąkała, Joanna Korzeniowska, Cezary Kraszewski, Leszek Rafalski, Badania stężeń metali śladowych w gruntach w pobliżu dróg o różnym natężeniu ruchu samochodowego , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 18 Nr 2 (2019)
Marcin Dreger, Mieczysław Przygoda, Cezary Kraszewski, Michał Mitrut, Leszek Rafalski, Mariusz Wojdal, Zawiesina bentonitowo-lessowa do wykonywania ścian szczelinowych i pali wierconych , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 19 Nr 2 (2020)
Artur Zbiciak, Mirosław Graczyk, Kazimierz Józefiak, Karol Brzeziński, Rafał Michalczyk, Ocena wpływu parametrów geometrycznych płyty betonowej na rozkład naprężeń w konstrukcji nawierzchni drogowej , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 18 Nr 3 (2019)
Adam Zofka, Dominika Maliszewska, Maciej Maliszewski, Jacek Boratyński, Zastosowanie metody FTIR ATR do badania zawartości polimeru w asfaltach modyfikowanych oraz do oceny podatności asfaltu na starzenie , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 14 Nr 3 (2015)
Mirosław Graczyk, Artur Zbiciak, Kazimierz Józefiak, Projektowanie konstrukcji nawierzchni lotniskowych z wykorzystaniem metod analitycznych i MES , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 14 Nr 2 (2015)
Mirosław Graczyk, Józef Rafa, Adam Zofka, Modelowanie nawierzchni z wykorzystaniem metod homogenizacji mechanicznej i termicznej układów warstwowych , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 17 Nr 2 (2018)
Tomasz Kula, Leszek Rafalski, Identyfikacja liczby pojazdów przeciążonych na podstawie danych z wybranych preselekcyjnych stacji ważenia pojazdów w ruchu , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 20 Nr 3 (2021)

1 2 > >>

Pobierz pliki

PDF

Zasady cytowania

Graczyk, M., Rafa, J., Rafalski, L., & Zofka, A. (2014). Nowe rozwiązanie analityczne zadania przepływu i refrakcji ciepła w nawierzchni warstwowej. Roads and Bridges - Drogi I Mosty, 13(1), 33–48. https://doi.org/10.7409/rabdim.014.003

Cited by / Share

Bibliografia

Moon P., Spencer D.E.: Field theory for engineers. D. Van Nostrand Company, Princeton USA, 1961
Google Scholar

Southgate H.F.: An evaluation of temperature distribution of asphalt pavements and its relationship to pavement deflection. MSCE Thesis, University of Kentucky, Lexington, Kentucky, USA, 1968
Google Scholar

Stubstad R.N., Baltzer S., Lukanen E.O., Ertman- Larsen H.J.: Prediction of AC mat temperature for routine load/deflection measurements. 4th International Conference on Bearing Capacity of Road and Airfields, Minnesota, USA, 1994
Google Scholar

Lukanen E.O., Stubstad R.N., Briggs R.: Temperature prediction and adjustment factors for asphalt pavement. Report No FHWA-RD-98-085, Federal Highway Administration. McLean Virginia, USA, 2000
Google Scholar

Sybilski D., Mirski K.: Zalecane lepiszcza asfaltowe w warstwach nawierzchni w Polsce z uwzględnieniem warunków klimatycznych i obciążenia ruchem. Prace IBDiM, 1-2/2000, 103-157
Google Scholar

Park D.Y., Buch N., Chatti K.: Development of effective layer temperature prediction model and temperature correction using FWD deflections. Transportation Research Record 1764, Washington 2001
Google Scholar

Mieczkowski P.: Model fizyczny obliczania temperatury górnej warstwy nawierzchni asfaltowej. Drogownictwo, LVI, 8, 2001, 230-235
Google Scholar

Hermansson A.: Simulation of asphalt concrete pavement temperatures for use with FWD. Road Materials and Pavement Design, 3, 3, 2002, 281-297
Google Scholar

Rafalski L.: Podłoże nawierzchni drogowej. Inżynieria Morska i Geotechnika, 3, 2009, 190-193
Google Scholar

Wistuba M.: Determining design temperatures for asphalt pavements. Road Materials and Pavement Design, 4, 3, 2003, 341-349
Google Scholar

Wistuba M., Blab R., Litzka J.: Oberbauverstarkung Von Asphaltstrassen. Methodenüberblick und Ableitung von Klimadaten für die analytische Bemessung. TU-Wien, 2004
Google Scholar

Górszczyk J., Grzybowska W.: Analizy termiczne asfaltowej nawierzchni drogowej z wykorzystaniem MES. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 10, 4, 2011, 7-30
Google Scholar

Wang D., Roesler J.R., Guo D.Z.: Analytical Approach to Predicting Temperature Fields in Multilayered Pavement Systems. Journal of Engineering Mechanics, 135, 4, 2009, 334-344
Google Scholar

Hall M.R., Dawson A.R., Grenfell J., Isola R.: Influence of the Thermophysical Properties of Pavement Materials on the Evolution of Temperature Depth Profiles in Different Climatic Regions. Journal of Materials in Civil Engineering, 24, 1, 2012, 32-47
Google Scholar

Bryant P., Denneman E.: Improved Design Procedures for Asphalt Pavements: Pavement Temperature and Load Frequency Estimation. Austroads Technical Reports AP - T248 - 13, September 2013, Sydney, Australia, 2013
Google Scholar

Graczyk M., Rafa J.: Wybrane aspekty zachowania się nawierzchni podatnych w modelach materiałów termolepkosprężystych. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 9, 2, 2010, 5-15
Google Scholar

Graczyk M.: Nośność konstrukcji nawierzchni wielowarstwowych w krajowych warunkach klimatycznych. Studia i Materiały, Zeszyt 63, IBDiM, Warszawa, 2010
Google Scholar

Nowacki W.: Termosprężystość. PWN, Warszawa, 1970
Google Scholar

Piskorek A.: Fourier and Laplace’a transform and its applications. PWN, Warsaw, 1991
Google Scholar

Mirosław Graczyk

mgraczyk@ibdim.edu.pl

Afiliacja:

Instytut Badawczy Dróg i Mostów, Warszawa

Józef Rafa

Afiliacja:

Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa

Leszek Rafalski

Afiliacja:

Instytut Badawczy Dróg i Mostów, Warszawa

Adam Zofka

Afiliacja:

Instytut Badawczy Dróg i Mostów, Warszawa

Nowe rozwiązanie analityczne zadania przepływu i refrakcji ciepła w nawierzchni warstwowej

Abstrakt

Słowa kluczowe:

Podobne artykuły

Inne teksty tego samego autora

Pobrania

Mirosław Graczyk

Józef Rafa

Leszek Rafalski

Adam Zofka