Effekterna av termiska egenskaper hos asfaltsmaterial på temperaturförändringen

Abstract

Med ett ökat behov av transporter av varor och människor blir vägarnas hållbarhet och bärighet mer och mer viktiga. Under sommarmånaderna kan asfalten nå mycket höga temperaturen vilket inte bara påverkar dess livslängd, men även omgivningen och brukarna. Under vintern kan isbildning på vägarna äventyra säkerheten för förare och fotgängare och i vissa leda till att sprickor bildas i asfalten. Tidigare studier visar på att asfaltens yttemperatur kan påverkas asfaltsmaterialets termiska egenskaper justeras. Målet med denna studie var att analysera hur asfaltens termiska egenskaper påverkar vägens yttemperatur, med hjälp av endimensionella, numeriska analyser utförda i COMSOL Multiphysics. Under litteraturstudiens gång inhämtades väderdata, de termiska egenskaperna och de geometriska förutsättningarna, vilket var grunden till alla indata som användes i den numeriska analysen. Innan den skapade modellen kunde utnyttjas utfördes en validering av modellen, vilket går ut på att jämföra fältmätdata med simuleringsresultat. Vidare utfördes en känslighetsanalys för att se hur olika termiska egenskaper påverkar temperaturen hos asfaltsbeläggningar. Resultaten visade att större ändringar för emissivitet och absorptionsförmåga har stor inverkan på yttemperaturen. Simuleringarna visade att värmeledningsförmågan hade ett litet inflytande på temperaturen jämfört med de andra termiska egenskaperna. Ett relevant resultat från de numeriska analyserna var att då absorptionsförmåga och emissivitet undersöktes utifrån extrempunkterna inom räckvidden, blev utfallet att differensen i högst uträknade temperatur skiljde sig med 14°C, vilket är en betydande temperaturskillnad för yttemperaturen hos asfaltsytan.