相变控温沥青路面温度场有限元数值分析开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着社会经济的快速发展，交通基础设施建设不断加快，沥青路面作为道路工程的重要组成部分，其使用性能和寿命受到越来越多的关注。

然而，沥青路面材料本身存在着高温软化、低温脆化等缺点，容易出现车辙、裂缝等病害，严重影响道路的使用寿命和行车安全。

本选题的研究旨在探究相变控温沥青路面温度场的变化规律，揭示其在不同环境条件下的热力学行为。

2. 本选题国内外研究状况综述

相变材料应用于沥青路面控温的研究近年来逐渐兴起，国内外学者在相变材料的制备、相变控温沥青混合料的性能、路面温度场模拟等方面开展了大量研究，并取得了一系列成果。

1. 国内研究现状

国内学者在相变控温沥青路面领域的研究主要集中在以下几个方面：
1.相变材料的筛选与制备:研究者们尝试了多种相变材料，如石蜡、脂肪酸、无机盐等，并对其相变温度、相变潜热等性能进行了测试和分析。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究主要内容包括以下几个方面:1.相变材料的热力学特性研究：阐述相变材料的分类、相变原理及其在沥青路面中的作用机理，分析其相变温度、相变潜热等关键热性能指标对路面温度的影响。

2.相变控温沥青路面温度场有限元模型的建立：基于传热学和有限元理论，建立考虑相变材料作用的三维温度场模型，并确定模型的边界条件、初始条件和材料参数等。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用数值模拟与理论分析相结合的研究方法，具体步骤如下：
1.文献调研：收集并整理国内外关于相变控温沥青路面、有限元模拟等方面的相关文献，了解该领域的最新研究进展、现有技术瓶颈以及未来发展趋势，为本研究提供理论基础和技术参考。

2.相变控温沥青路面温度场有限元模型的建立：基于传热学基本原理和有限元理论，利用comsol、ansys等有限元软件建立相变控温沥青路面三维温度场模型。

模型将考虑路面结构、材料特性、环境条件等因素，并对相变材料的相变过程进行模拟。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.建立考虑相变材料作用的三维非稳态温度场有限元模型，并结合实际路况和环境条件，对模型进行参数敏感性分析，提高了模拟结果的准确性和实用性。

2.将相变控温沥青路面与普通沥青路面的温度场进行对比分析，定量评估相变控温沥青路面的控温效果，为其推广应用提供数据支持。

3.本研究将为相变控温沥青路面的设计、施工和性能评估提供理论依据，推动其在道路工程中的应用，具有重要的现实意义。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1]邵长桥,张肖宁,李瑞杰,等.相变材料在沥青路面中的应用研究进展[j].材料导报,2020,34(16):16542-16550,16560.

[2]张利军,王琳,马涛,等.相变调温沥青混合料的研究进展[j].建筑材料学报,2018,21(6):1047-1055,1064.

[3]陈华鑫,黄晓明,徐志华.相变材料改善沥青路面低温性能的二维数值模拟[j].建筑材料学报,2018,21(5):881-888.