[01360833]透水混凝土蒸发阻力特征及其影响城市热岛的机制

一、课题来源与背景 （一）来源：本成果来自国家自然科学基金资助项目（51508114）的研究成果;（二）背景：在日光下,城市内路面吸热高、热惰性大、温度高、热储量大。因缺乏蒸腾效应,路面储存的热量通过显热散失,加剧城市热岛效应。由于路面占城市面积的20-40%,通过冷路面缓解城市热岛成为道路工程领域的前沿应用基础研究课题。 二、研究目的与意义 （一）目的：本项目探索最小蒸发阻力对应的透水混凝土配制参数,最大发挥透水混凝土蒸发冷却效果,降低城市热岛。（二）意义：揭示路面热参数、气象因素、含水蒸发、发射率等因素影响路面温度的规律,可优化调控传路面参数,最大程度降低路面温度,促进冷路面理论与技术的发展。 三、研究成果和创新点（一）发现与创新一：发现并建立路面热参数影响路面温度的数学公式针对路面热参数如何影响和控制路面温度变化的问题,传统研究主要依靠实验观测和数值模拟研究路面温度变化对单一因素的敏感性,项目假设路面温度变化为周期函数,绕开路面温变化次要因素,求得基于路面热阻、反射率、发射率等关健因素的数学公式,解决了路面温度变化的理论问题,为调控路面内部热参数开展冷路面提供理论依据。（二）发现与创新二：发现并揭示风速、温度和湿度影响路面热流分配的规律针对气象因素如何影响路面对流的传热问题,传统研究通过实验观测获得许多经验公式,项目实验观测路面温度,进而数值分析模拟结果与实验研究之间的偏差,发现了所观测风速高度不同是经验公式之间差别的根源,将风速、温度、湿度统一到路面对流计算公式,解决了路面对流传热的计算问题,为评价路面降温效果提供科学依据。（三）发现与创新三：发现并揭示近路面水分含量是含水路面降温冷却的控制性因素针对含水路面蒸发过程的潜热流变化问题,传统研究主要通过模拟含水路面的水分迁移过程,进而回归不同条件下路面热流分析,项目从传热理论出发,发现了路面路面热流变化可以简化为路面表面的水分含量变化,绕开了水分迁移的复杂传热学问题,解决了含水路面蒸发热流计算问题,为开展蒸发冷路面提供理论依据。（四）发现与创新四：发现并建立了峡谷高宽比是影响城市反射路面运用的关健因素针对城市峡谷内道路表面热流分配问题,传统研究通过定性分析道路表面光照时间长度对道路吸热的影响,项目通过计算城市峡谷的反射率,绕开光照时间、入射角度变化的复杂过程,发现了峡谷高宽比是影响城市反射路面运用的关系因素,解决了城市峡谷太阳辐射吸收的计算问题,为因地制宜开展反射型冷路面提供科学依据。 四、社会效益发表SCI收录论文12篇,皆为JCR一区,其中Top期刊4篇,总影响因子40.55,平均影响因子3.68,被SCI他引55次;授权发明专利1项,实用新型3项,共培养博士、硕士研究生11名。