A model for the pavement temperature prediction at specified depth

Modelo de predicción de la temperatura del firme a una profundidad determinada

En este artículo se examinan los modelos existentes para predecir las temperaturas del pavimento a una determinada profundidad y se formula uno nuevo utilizando la ecuación de regresión para predecir las temperaturas mínima y máxima del pavimento a la profundidad especificada en función de la temperatura superficial del pavimento y de su profundidad.

INTRODUCCIÓN

Uno de los factores ambientales más importantes que afectan significativamente a las propiedades mecánicas de las mezclas asfálticas es la temperatura.

La capacidad estructural de las capas de hormigón asfáltico en caliente depende de muchos factores, entre ellos su temperatura. Además, la temperatura puede contribuir en gran medida a varios tipos de deformaciones.

Por lo tanto, la temperatura es un factor importante que afecta al rendimiento y la vida útil de un pavimento.

Después de la introducción de los procedimientos de estimación de la temperatura del pavimento Superpave en 1993, muchos investigadores expresaron sus preocupaciones con respecto a la exactitud de los algoritmos de temperatura y las implicaciones de utilizar los valores estimados.

El objetivo de este estudio es realizar un modelo válido para predecir la temperatura del pavimento a una determinada profundidad para una región característica.

Al igual que los modernos sistemas logísticos nos retrotraen a los inicios del desarrollo científico [1], la predicción precisa de la temperatura del pavimento asfáltico a diferentes profundidades basada en las temperaturas del aire y otras mediciones sencillas de las estaciones meteorológicas puede ayudar a los ingenieros a realizar cálculos retrospectivos del módulo del hormigón asfáltico y a estimar las deflexiones del pavimento. 

La distribución de la temperatura de los pavimentos flexibles se ve directamente afectada por las condiciones ambientales a las que están expuestos, Figura 1 [2].

Por consiguiente, la principal tarea consiste en determinar las propiedades físicas y mecánicas de los materiales en condiciones equivalentes a las de la estructura real del firme [3].

La temperatura del pavimento es muy importante para evaluar la acción y la penetración de la escarcha. La modelización de la temperatura de la superficie del pavimento en función de dichas condiciones meteorológicas (temperatura del aire, punto de rocío, humedad relativa y velocidad del viento) puede aportar un componente adicional esencial para las operaciones de mantenimiento invernal [4]. Al igual que las propiedades de transferencia de calor para nanofluidos [5] y otros materiales y estructuras son muy importantes, para las estructuras de pavimento son especialmente importantes.