Roads and Bridges - Drogi i Mosty
22, 3, 2023, 275-285

Inicjacja warunków początkowych w modelu do analizy termicznej nawierzchni drogowej

Marcin Bilski Poczta
https://orcid.org/0000-0002-1445-5749
Politechnika Poznańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Transportu, Instytut Inżynierii Lądowej, ul. Piotrowo 5, 60-965 Poznań
Przemysław Górnaś Poczta
https://orcid.org/0000-0002-0632-4191
Politechnika Poznańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Transportu, Instytut Inżynierii Lądowej, ul. Piotrowo 5, 60-965 Poznań
Andrzej Pożarycki Poczta
https://orcid.org/0000-0002-1321-066X
Politechnika Poznańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Transportu, Instytut Inżynierii Lądowej, ul. Piotrowo 5, 60-965 Poznań
Mieczysław Słowik Poczta
https://orcid.org/0000-0001-8049-591X
Politechnika Poznańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Transportu, Instytut Inżynierii Lądowej, ul. Piotrowo 5, 60-965 Poznań
Paweł Mieczkowski Poczta
https://orcid.org/0000-0003-2128-5327
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Wydział Budownictwa Inżynierii Środowiska, Katedra Dróg, Mostów i Materiałów Budowlanych, al. Piastów 17, 70-310 Szczecin
Published: 2023-09-30

Streszczenie

W pracy rozpatrzono możliwość inicjacji warunków początkowych w modelu do analizy termicznej nawierzchni drogowej w warunkach niestacjonarnego przepływu ciepła. Procedura wymaga przeprowadzenia obliczeń dla odpowiednio długiego czasu inicjacji do uzyskania początkowego rozkładu temperatury, który jest podstawą dalszych analiz przepływu energii cieplnej. Główną część pracy stanowi prezentacja eksperymentu numerycznego przeprowadzonego dla czterech konfiguracji wartości parametrów modelu przepływu energii cieplnej w ośrodku wielowarstwowym, jakim jest nawierzchnia. Każda konfiguracja parametrów odpowiada innej konstrukcji (dwa modele nawierzchni podatnej i dwa modele z warstwą z pianobetonu). Obliczenia przeprowadzono kolejno dla trzech różnych wartości amplitud sinusoidalnej funkcji zmiany temperatury w czasie, którą zde- finiowano jako warunek brzegowy w modelu nawierzchni. Uzupełnieniem eksperymentu numerycznego były obliczenia przeprowadzone dla jednej wybranej konfiguracji wartości parametrów modelu, w którym warunek brzegowy stanowiły wartości temperatury zarejestrowane czujnikiem wbudowanym w nawierzchnię. Na podstawie analizy uzyskanych wyników potwierdzono, że inicjacja warunków początkowych w równaniu przewodzenia ciepła jest możliwa w oparciu o analizę niestacjonarnego przepływu ciepła przedstawioną metodą.


Słowa kluczowe


nawierzchnia drogowa, nawierzchnia podatna, rozkład temperatury, pianobeton, przewodzenie ciepła.

Bibliografia


Dziadosz S., Słowik M., Niwczyk F., Bilski M.: Study on styrene-butadiene-styrene modified asphalt binders relaxation at low temperature. Materials, 14, 11, 2021, ID article: 2888, DOI: 10.3390/ma14112888

Wolka P., Żebrowski W., Karczewski B., Niciejewski M.: Nawierzchnie cementowe modyfikowane polimerową fazą włóknistą (SNFRC). Konferencja „Dni Betonu”, Wisła, 2021, 399-410

Szymaniak K.: Długowieczne nawierzchnie dróg lokalnych w technologii SMA 16 JENA. Materiały Budowlane, 4, 2019, 49-51

Bilski M., Pożarycki A., Górnaś P., Bartkowiak B.: Pianobeton – sposób na tańsze drogi – porównanie ekonomiczne. Magazyn Autostrady, 3, 2022, 31-33

Kowalski K.J., Bohatkiewicz J., Król J., Sarnowski M.: Rozwiązania materiałowo-technologiczne i klasyfikacja nawierzchni asfaltowych redukujących hałas drogowy. Drogownictwo, 76, 4, 2021, 95-100

Ciołczyk A., Kamiński K.: Kruszywo luminescencyjne do nawierzchni drogowych. Inżynieria i Budownictwo, 77, 9-10, 2021, 442-444

Kleszczewska K.: Sposoby redukcji efektu miejskiej wyspy ciepła. Inżynieria i Budownictwo, 75, 3, 2019, 116-118

Minhoto M.J.C., Pais J.C., Pereira P.A.A., Picado-Santos L.G.: Predicting asphalt pavement temperature with a three-dimensional finite element method. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, 1919, 1, 2005, 96-110, DOI: 10.1177/0361198105191900111

Górszczyk J., Grzybowska W.: Symulacje zjawisk przewodzenia ciepła w drogowej nawierzchni asfaltowej. II Międzynarodowa Konferencja Drogi Przyjazne Środowisku ENVIROAD, Warszawa, 2009

Zhang N., Wu G., Chen B., Cao C.: Numerical model for calculating the unstable state temperature in asphalt pavement structure. Coatings, 9, 4, 2019, 271, DOI: 10.3390/coatings9040271

Gajewski M., Piotrowski A.: Naprężenia termiczne w nawierzchni drogowej w okresie zimowym – wpływ warunków brzegowych i początkowych. w: Jemioło S. (red.): Termosprężystość i przepływ ciepła w materiałach anizotropowych,, Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa, 2015, 281-295

Pszczoła M., Judycki J.: Comparison of calculated and measured thermal stresses in asphalt concrete. The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering, 10, 1, 2015, 39-45, DOI: 10.3846/bjrbe.2015.05

Bilski M., Górnaś P., Pożarycki A., Skrzypczak P., Słowik M., Mielczarek M., Wróblewska A., Semkło Ł.: Thermal diffusivity of concrete samples assessment using a solar simulator. Materials, 16, 3, 2023, ID article: 1268, DOI: 10.3390/ma16031268

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

Pszczoła M., Judycki J., Ryś D.: Evaluation of pavement temperatures in Poland during winter conditions. Transportation Research Procedia, 14, 2016, 738-747, DOI: 10.1016/j.trpro.2016.05.342

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

Grzymkowski R., Kapusta A., Nowak I., Słota D.: Metody numeryczne, zagadnienia początkowo-brzegowe. Wydawnictwo Pracowni Komputerowej Jacka Skalmierskiego, Gliwice, 2009

Judycki J., Jaskuła P., Pszczoła M., Alenowicz J., Dołżycki B., Jaczewski M., Ryś D., Stienss M.: Katalog typowych konstrukcji nawierzchni podatnych i pół- sztywnych. Załącznik do Zarządzenia nr 31 Generalnego Dyrektora Dróg Krajowych i Autostrad z dnia 16.06.2014 r.

Bilski M., Pożarycki A., Górnaś P.: Katalog Nawierzchni Politechniki Poznańskiej (niepublikowany), Poznań, 2022

de Bondt A.H.: Anti-Reflective Cracking Design of (Reinforced) Asphaltic Overlays. PhD thesis, Delft University of Technology, Delft, 1999, http://resolver.tudelft.nl/uuid:130b757f-436d-4ee0-a15a-e07b132f4f1a


1. Untitled

  Untitled
Pobierz (1MB)

Inicjacja warunków początkowych w modelu do analizy termicznej nawierzchni drogowej

  
Bilski, Marcin et al. Inicjacja warunków początkowych w modelu do analizy termicznej nawierzchni drogowej. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, [S.l.], v. 22, n. 3, p. 275-285, wrz. 2023. ISSN 2449-769X. Available at: <>. Date accessed: 13 maj. 2024 doi:http://dx.doi.org/10.7409/rabdim.023.014.