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논문 상세정보

태양열 에너지에 의한 아스팔트 포장의 열전달 특성

Thermo-physical Properties of the Asphalt Pavement by Solar Energy

초록

일반적으로 아스팔트 포장체의 열전달에 영향을 미치는 인자는 크게 날씨와 포장체의 재료로 나뉘며, 그 중 포장체의 재료 요인으로는 열-물리적 인자(Thermophysical properties)과 포장체 표면의 인자(Surface property)으로 나뉜다. 본 연구에서는 포장체 전반적인 파손 모형에 기본이 되는 아스팔트의 열-물리적 인자에 대한 실험을 진행하였으며, 평가한 아스팔트의 열전달 특성 인자로는 열전도도(Thermal Conductivity), 비열용량(Specific Heat Capacity), 열확산특성(Thermal Diffusivity), 열방사률(Thermal Emissivity)를 평가하였다. 샘플로 사용한 표층용 혼합물 입도는 밀입도 포장 WC-2와 배수성 포장 PA-13으로 선회다짐기를 이용하여 제작하였다. WC-2와 PA-13의 실험결과로 열전도도는 1.18W/m·K과 0.9W/m·K로 나타났고, 비열용량은 970.8J/kg·K과 960.1J/kg·K으로 공극률이 더 낮은 혼합물인 WC-2가 혼합된 재료의 량이 많아 비열용량이 더 높은 나타나는 것을 알 수 있었다. 또한 열방사률은 0.9와 0.91, 열확산률은 5.15㎡/s와 4.66㎡/s으로 WC-2가 PA-13 대비 약 10% 더 빠른 열 확산을 보이는 것을 알 수 있다. 이러한 결과는 향후 아스팔트 포장의 열에너지 활용 및 열에너지에 의한 아스팔트 포장의 파손평가 및 모형개발 등에 연구 및 활용에 가장 근간이 되는 자료가 될 것이라 판단되다.

Abstract

In general, the factors affecting the heat transfer of asphalt pavement are divided into weather factors and pavement materials. Among them, material factors include the thermophysical and surface properties. An experiment was conducted on the thermal-physical factors of asphalt, which are the basis for the pavement failure model. The thermal conductivity, specific heat capacity, thermal diffusivity, and thermal emissivity were evaluated as the thermo-physical properties of asphalt. The specimens (WC-2 & PA-13) used in the experiment were compacted with a Gyratory Compactor. The experimental results of WC-2 and PA-13 showed a thermal conductivity of 1.18W/m·K and 0.9W/m·K, specific heat capacity of 970.8J/kg·K and 960.1J/kg·K, thermal emissivity of 0.9 and 0.91, and thermal diffusivity of 5.15㎡/s and 4.66㎡/s, respectively. Experiments on the heat transfer characteristics (thermo-physical properties) of asphalt pavement that can be used for thermal failure modeling of asphalt were conducted.

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