(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211081356.3 (22)申请日 2022.09.05 (71)申请人 河海大学 地址 210000 江苏省南京市江宁开发区佛 城西路8号 (72)发明人 陈俊　袁晓文　黄嘉乐　戴京彤　 陆永电　李琛　 (51)Int.Cl. G16C 60/00(2019.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种沥青路面用相变材料种类与使用层位 的确定方法 (57)摘要 本发明提供了一种沥青路面用相变材料种 类与使用层位的确定方法， 属于相变沥青路面领 域， 本发明通过结合沥青 路面温度场及复合定形 相变材料的热物性参数， 计算相变材料的相变完 成度和温度绝对差， 对相变材料进行初步筛选， 计算降温贡献率并且用降温贡献率表征相变材 料对路面各个层位的作用效果。 本发 明提出的沥 青路面用相变材料分子量与使用层位的确定方 法， 能够合理地对相变材料进行初步筛选， 并且 科学地向沥青路面层位 掺加相变材 料。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 115376632 A 2022.11.22 CN 115376632 A 1.一种沥青路面用相变材 料种类与使用层位的确定方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 通过利用软件， 模拟获得典型夏季高温天气下沥青路面温度场及纵向温度梯度； S2、 使用热重分析法(TG)和差式扫 描量热法(DSC)对相变材料试样进行试验， 以获取复 合定形相变材 料的热稳定性和相关热性能参数； S3、 基于沥青路面温度场及复合定形相变材料的热性能参数， 使用相变完成度和温度 绝对差公式， 计算不同分子量的相变材料在路面面层不同深处的相变完成度和温度绝对 差， 结合这两项指标筛选在沥青路面中各个层位拥有较高相变完成度和较小温度绝对差的 复合定形相变材 料； S4、 基于初步筛选的相变材料， 确认相变沥青路面中相变材料使用层位， 并结合复合相 变沥青路面的物性 参数， 模拟道路 路面降温幅度与深度关系曲线； S5、 基于降温道路路面降温幅度与深度关系曲线， 获取相变材料使用层位沥青混凝土 对路面面层降温贡献率， 表征相变材 料对路面各个层位的作用效果。 2.根据权利要求1所述的一种沥青路面用相变材料种类与使用 层位的确定方法， 其特 征在于， 所述 步骤S3包括以下步骤： S301、 根据公式计算相变完成度， 确定相变材 料在路面 面层不同深度的相变完成度。 S302、 根据公式计算温度绝对差， 确定相变材 料在各个路面 面层中点处温度绝对差 。 S303、 根据相变完成度和温度绝对差两项指标， 筛选在沥青路面中各个层位拥有较高 相变完成度和较低温度绝对差的复合定形相变材 料。 3.根据权利要求2所述的一种沥青路面用相变材料种类与使用 层位的确定方法， 其特 征在于， 所述 步骤S302中相变完成度公式表达式如下： 其中， Pc表示相变完成度， Tpeak表示沥青路面温度峰值， Tstart表示相变开始温度， Tend表 示相变结束温度。 4.根据权利要求2所述的一种沥青路面用相变材料种类与使用 层位的确定方法， 其特 征在于， 所述 步骤S303中温度绝对差公式表达式如下： Tad＝|Tpeak‑Tphase| 其中， Tad表示温度绝对差， Tpeak表示沥青路面温度峰值， Tphase表示相变材料相变 温度峰 值。 5.根据权利要求1所述的一种沥青路面用相变材料种类与使用 层位的确定方法， 其特 征在于， 所述 步骤S5中相变贡献率公式表达式如下： S总＝∑Si 其中， Ci表示降温贡献率， Si表示对应层位 降温幅度与横坐标轴包围面积， S总表示上、 中、 下面层对应的面积总和。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115376632 A 2一种沥青路面用相变材料种类与使用层位的确定方 法 技术领域 [0001]本发明属于相变沥青路面领域， 具体涉及 一种沥青路面用相变材料种类与使用层 位的确定方法。 背景技术 [0002]沥青路面因具有行车安全、 平整度 高和易于维修养等优点而被广泛采用。 然而由 于沥青材料具有温度敏感性， 在高温条件下会导致路面易出现车辙、 拥包、 推挤等热稳性病 害， 这会降低沥青路面的使用耐久性和行车稳定性， 增加出现交通事故的风险。 同时， 沥青 路面吸收的辐 射能量会不断积聚并向周围环境释放， 导致近地面空气温度升高， 加剧城市 热岛效应， 这会增 加城市地区的建筑能耗， 并降低行 人舒适度。 [0003]为了减轻高温沥青路面的负面影响， 目前国内外 的研究者采取的主要方式有： 透 水式路面、 保水式路面、 热阻式路面以及热反射涂层等。 以上方法经过研究测试已被证实具 有一定的降温效果， 但也存在一定的局限性， 如透水式和保水式沥青路面的力学性能相对 较低， 且需保持充足的水分， 利用蒸发带走路面热量； 热阻式沥青路面会导致热量积聚在路 面上面层， 从而产生纵向温度应力， 降低路用性能； 热反射涂层会降低路面的抗滑性能， 增 加交通风险， 同时存在剥落和开裂等耐久性问题。 因此， 寻找一种主动、 高效的路面降温方 法已经变得刻不 容缓。 [0004]近年来， 相变材料的出现提供了主动降低路面高温的可能。 相变材料在建筑保温 领域中的应用较为成熟， 主要集中在水泥混凝土结构和石膏板等建筑保温材料中， 通过相 态的变化(固相、 液相和气相)吸收或释放热量， 从而对温度进 行调节。 然而将相变材料掺入 沥青混凝土中， 降低沥青路面高温的研究仍处于探索阶段。 目前相 变材料掺入沥青路面中 的研究缺 乏理论基础， 并且沥青路面由于温度传递的滞后性会产生内部温度梯度， 对路面 使用层位相变材 料的相变温度选择也有 待分析。 [0005]为此本发明提供一种沥青路面用相变材料种类与使用层 位的确定方法， 通过对相 变材料进 行筛选以及对降温贡献率进 行计算， 从而可以更合理地确定相变材料种类和相变 材料掺入层位。 发明内容 [0006]针对现有技术中的上述不足， 本发明提供的一种沥青路面用相变材料种类与使用 层位的确定方法， 通过计算相变完成度和绝对温度差对相变材料进行筛选以及 对降温贡献 率进行计算， 从而可以更合理地确定相变材 料种类和相变材 料掺入层位。 [0007]为了达到以上目的， 本发明采用的技 术方案为： [0008]本方案提供一种沥青路面用相变材料种类与使用层位的确定方法， 包括以下步 骤： [0009]S1、 通过利用ANSYS  Fluent软件， 建立沥青路面结构模型并对模型 网络进行划分， 设置沥青路面模型的边界条件， 模拟获得典型夏季高温天气下沥青路面温度场及纵向温度说　明　书 1/5 页 3 CN 115376632 A 3