Theoretical and experimental analysis of heat transfer in the layers of road pavement

• Autorzy: Aliawdin P. , Marcinowski J. , Wilk P.

Warianty tytułu

PL

Analiza teoretyczna i badania doświadczalne wymiany ciepła w warstwach jezdni drogowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A heat transfer problem for the road pavement system "layered plate - embankment - soil base" is formulated. There are suggested mathematical models in this work; they are realized with finite element analysis and design software COSMOS/M by solving layer plate on the ground foundation. Transient thermal state for this road structure is defined in numerical analysis by discretization of the system "layered plate – embankment – soil base" with triangular finite elements described by different material properties. The numerical results are compared with the experiment data for the real road pavement of Lubuski province road No 297 on the route Zagan-Kozuchow in Poland.

PL

W pracy został przedstawiony problem wymiany ciepła w nawierzchni drogowej jako w układzie "płyta wielowarstwowa - nasyp - podłoże gruntowe". Podano matematyczne modele zagadnienia, które zostały rozwiazane przy pomocy metody elementów skończonych za pośrednictwem oprogramowania COSMOS/M. Stan termiczny danej konstrukcji drogowej dla nieustalonego przewodzenia ciepła został zdefiniowany w rozwiazaniach numerycznych poprzez dyskretyzacje układu "płyta wielowarstwowa - nasyp - podłoże gruntowe" z trójkatnymi elementami skończonymi opisanymi przez różne właściwosci termiczne materiałów. Obliczenia numeryczne zostały porównane z danymi zmierzonymi w przekroju drogi wojewódzkiej nr 297 na odcinku Żagań-Kożuchów województwa lubuskiego.

Słowa kluczowe

EN

road pavement system; embankment; heat transfer problem; mathematical models; experimental and numerical results

PL

nawierzchnia drogowa; droga wojewódzka; wymiana ciepła; model matematyczny

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego
• Czasopismo: Civil and Environmental Engineering Reports
• Rocznik: 2005
• Tom: No. 1
• Strony: 7--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Aliawdin P.

• University of Zielona Góra, prof. Z. Szafrana St. 2, 65-516 Zielona Góra, Poland

autor

Marcinowski J.

• University of Zielona Góra, prof. Z. Szafrana St. 2, 65-516 Zielona Góra, Poland

autor

Wilk P.

• Directorate of voivodeship roads in Zielona Góra, Niepodległości St. 32, 65-042 Zielona Góra, Poland

Bibliografia

• 1. Handbook for drafting a method of regulating moisture-temperature regime of the upper layer of ground pavement (to SNiP 2.05.02-85). – Strojizdat, Moscow, 1989. (In Russian).
• 2. Ruwinski W.I.: How to estimate the frost resistance of road pavement – it remains a riddle, Science and technology in road construction, 2 (2002) 6-7. (In Russian).
• 3. Nikolski Y.E.: Comments on published articles, Science and technology in road construction, 4 (2002) 34. (In Russian).
• 4. Peck L., Jordan R., Koenig G.: SNTHERM-RT Predictions of Pavement Temperature, U.S. Army Engineer Research and Development Center Cold Regios / Research and Engineering Laboratory (CRREL) August 2002.
• 5. Mieczkowski P.: Calculating the temperature of upper layer of asphalt pavement – the physical model, Drogownictwo, 8 (2001) 230-235. (In Polish).
• 6. Luikov A.W.: Theory of heat and mass transfer. Izdatelstwo Academy Nauk BelSSR, Minsk, 1961. (In Russian).
• 7. Luikov A.W., Michajłow J.A.: Theoretical fundamentals of construction thermal physics. Gosenergoizdat, Moscow, 1963. (In Russian).
• 8. On using geothermal energy in civil engineering, Engineering and civil engineering, 4 (2003) 238. („Beton + Zement”, 4 (2002)). (In Polish).
• 9. Zeng H., Diao N., Fang Z.: Heat transfer analysis of boreholes in vertical ground heat exchangers, International Journal of Heat and Mass Transfer, 46, 21 (2003) 4467-4481.
• 10. Zienkiewicz O.C., Taylor R. L. The finite element method. Ed. 5. Vol. 1: The basis, 689 p.; Vol. 2: Solid mechanics, , 459 p.; Vol. 3: Fluid dynamics, 334 p. Oxford: Butterworth-Heinemann, 2000.
• 11. Hou-Cheng Huang, Asif S. Usmani.: Finite Element Analysis for Heat Transfer: Theory and Software. Springer-Verlag, London, 1994.
• 12. Linsz T.: Layer-adapted meshes for convection-diffusion problems [review article], Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 192, 9-10 (2003) 1061-1105.
• 13. Samarski A.A., Vabischevich P.N.: Computational Heat Transfer, vol. 1 - Mathematical Modelling, vol. 2 - The Finite Difference Methodology, Wiley, 1995.
• 14. Samarski A.A., Vabischevich P.N.: Numerical methods for solving of convection-diffusion problems. Moscow, Editorial URSS, 1999. (In Russian).
• 15. COSMOS/M. Designer II. A Complete Design Analysis System. Version 1.2. Structural Research and Analysis Corporation. Los Angeles, California. Copyright. 1996.