Materiały zmiennofazowe do stabilizowania temperatury nawierzchni asfaltowych

• Autorzy: Wcisło P. , Ryms M. , Lewandowski W. M. , Klugmann-Radziemska E.

Warianty tytułu

EN

Phase change materials for temperature stabilization of road asphalt pavement

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono możliwość wykorzystania lekkiego kruszywa budowlanego modyfikowanego materiałem zmiennofazowym (PCM), jako dodatku do nawierzchni asfaltowej, w celu zwiększenia jej stabilności termicznej przy zachowaniu dotychczasowych właściwości mechanicznych. Cel ten może zostać osiągnięty przez nasączenie porowatych granulek lekkiego kruszywa odpowiednim materiałem zmiennofazowym, co umożliwi magazynowanie określonych ilości ciepła. Dzięki użyciu odpowiedniej ilości materiału PCM można stabilizować temperaturę nawierzchni asfaltowej na określonym poziomie. Przeprowadzono analizę termiczną wybranego materiału PCM (cerezyna) oraz zmodyfikowanego kruszywa (np. keramzyt, pollytag) za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC). Dzięki tej metodzie określono najważniejsze parametry termofizyczne tych materiałów.

EN

The paper presents possibility of using the lightweight aggregate, modified by phase change material (PCM), as an addition to the asphalt road surface in order to increase its thermal stability. This objective can be achieved by saturating pores of the aggregate with suitable PCM which allow to storage large amount of heat. Through the use of the appropriate amount of PCM the temperature of the asphalt road pavement can be stabilized at a certain level. The thermal analysis of the selected PCM (Ceresin) and modified aggregates was performed using differential scanning calorimetry (DSC). This method allows determining the most important thermophysical parameters of these materials.

Słowa kluczowe

PL

nawierzchnia asfaltowa; materiały zmiennofazowe; cerezyna; kruszywo lekkie; pollytag; stabilizacja temperatury; wymiana ciepła

EN

asphalt pavement; phase change materials (PCMs); ceresin; lightweight aggregate; pollytag; temperature stabilization; heat transition

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej
• Czasopismo: Drogownictwo
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 7
• Strony: 231--239
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz.

Twórcy

autor

Wcisło P.

autor

Ryms M.

autor

Lewandowski W. M.

autor

Klugmann-Radziemska E.

Bibliografia

• [1] P. Lamberg, R. Lehtiniemi, and A.M. Henell, “Numerical and experimental investigation of melting and freezing processes in phase change material storage,” Int. J. Therm. Sci., vol. 43, no. 3, pp. 277–287, Mar. 2004
• [2] M. Zwolińska and A. Bogdan, “Związki zmiennofazowe w zastosowaniach techniczno-użytkowych i ergonomicznych,” Ergonomia, vol. 4, pp. 22–25, 2012
• [3] G. Zhou, Y. Zhang, X. Wang, K. Lin, and W. Xiao, “An assessment of mixed type PCM-gypsum and shape-stabilized PCM plates in a building for passive solar heating,” Sol. Energy, vol. 81, no. 11, pp. 1351–1360, Nov. 2007
• [4] Y. Zhang, K. Lin, Y. Jiang, and G. Zhou, “Thermal storage and nonlinear heat-transfer characteristics of PCM wallboard,” Energy Build., vol. 40, no. 9, pp. 1771–1779, Jan. 2008
• [5] M. A. Izquierdo-Barrientos, J. F. Belmonte, D. Rodríguez-Sánchez, A. E. Molina, and J. A. Almendros-Ibáñez, “A numerical study of external building walls containing phase change materials (PCM),” Appl. Therm. Eng., vol. 47, pp. 73–85, Dec. 2012
• [6] D. I. I. Sybilski, Wymagania Techniczne Nawierzchnie Asfaltowe Drogowe i Lotniskowe, WT Nawierzchnie Asfaltowe DiL – 2007. Warszwawa, 2007
• [7] Q. Xue, L. Liu, Y. Zhao, Y.-J. Chen, and J.-S. Li, “Dynamic behavior of asphalt pavement structure under temperature-stress coupled loading,” Appl. Therm. Eng., vol. 53, no. 1, pp. 1–7, Apr. 2013
• [8] Z. Suo and W. G. Wong, “Nonlinear properties analysis on rutting behaviour of bituminous materials with different air void contents,” Constr. Build. Mater., vol. 23, no. 12, pp. 3492–3498, Dec. 2009
• [9] P. Mackiewicz, “Thermal stress analysis of jointed plane in concrete pavements,” Appl. Therm. Eng., vol. 73, no. 1, pp. 1169–1176, Dec. 2014
• [10] M. M. Farid, A. M. Khudhair, S. A. K. Razack, and S. Al-Hallaj, “A review on phase change energy storage: materials and applications,” Energy Convers. Manag., vol. 45, no. 9–10, pp. 1597–1615, Jun. 2004
• [11] B. Zalba, J. M. Marı́n, L. F. Cabeza, and H. Mehling, “Review on thermal energy storage with phase change: materials, heat transfer analysis and applications,” Appl. Therm. Eng., vol. 23, no. 3, pp. 251–283, Feb. 2003
• [12] A. Melcer, E. Klugmann-Radziemska, and W. M. Lewandowski, “Materiały zmiennofazowe. Właściwości, klasyfikacja, zalety i wady,” Przem. Chem., vol. 7, pp. 1000–1011, 2012
• [13] A. M. Kitto, M. Pirbazari, B. N. Badriyha, V. Ravindran, R. Tyner, and C. E. Synolakis, “Emissions of Volatile and Semi-Volatile Organic Compounds and Particulate Matter from Hot Asphalts,” Environ. Technol., vol. 18, no. 2, pp. 121–138, 1997
• [14] M. Ryms, W. M. Lewandowski, E. Klugmann-Radziemska, H. Denda, and P. Wcisło, “The use of lightweight aggregate saturated with PCM as a temperature stabilizing material for road surfaces,” Appl. Therm. Eng., vol. 81, pp. 313–324, 2015
• [15] W. M. Lewandowski, M. Ryms, H. Denda, and E. Klugmann-Radziemska, “Possibility of thermal imaging use in studies of natural convection heat transfer on the example of an isothermal vertical plate,” Int. J. Heat Mass Transf., vol. 78, pp. 1232–1242, 2014
• [16] W. M. Lewandowski, M. Ryms, and H. Denda, “A new simple method for determining the heat losses from buildings. Energ Buildings (in Review) 2014,” energy Build
• [17] W. M. Lewandowski and W. Lewandowska-Iwaniak, “The external walls of a passive building: A classification and description of their thermal and optical properties,” Energy Build., vol. 69, pp. 93–102, Feb. 2014
• [18] “Technical Support Emissivity in the Infrared. Optotherm. http://www.optotherm.com/emiss- table.htm (21.06.2014).”
• [19] “Table of emissivity of various surfaces, Mikron Instrument Company Inc. Vertretung Schweiz. www.transmetra.ch (21.06.2014).”
• [20] W. M. Lewandowski, Proekologiczne odnawialne źródła energii, IV. Warszawa: Wydawinictwa Naukowo - Techniczne, 2007
• [21] “www.pollytag.com.pl.” [Online]. Available: http://www.pollytag.com.pl