水泥混凝土具有傳熱速率慢的特性,所以暴露於大氣下的剛性道面,沿其 縱深方向上具有明顯的溫度梯度,由於版塊中溫度的差異,在不均勻膨脹 的情況下,混凝土容易產生體積變化與翹曲的行為,而導致溫度應力,此 溫度應力與版塊中溫度的高低、溫度梯度的大小成正比,故在本研究中以 有限差分法分析版塊中溫度分佈的情形,並將分析結果與實際量測值做比 較,並予以修正,以建立模擬版塊溫度分佈之模式,除此之外,再以純理 論的方式,分別探討混凝土、級配層與土壤層傳熱特性的差異,對版塊溫 度及溫度梯度的影響。研究結果顯示,版塊溫度及溫度梯度皆與混凝土熱 擴散係數成正比,與混凝土熱傳導係數、級配層與土壤層的熱擴散係數成 反比。因為觀測結果顯示,晴天時版塊溫度與溫度梯度都較雨天時為大, 故版塊中最大溫度應力應當在晴天時發生。在模擬效果方面,有限差分法 在晴天時所模擬的最大正溫度梯度與實際觀測值相當接近,但是在所模擬 的最大負溫度梯度,則誤差較大,須要予以修正。為了使所估計的應力落 於保守的一方,故必須確保理論計算值大於實際量測值,因為熱擴散係數 與混凝土含水量成正比,故建議分析版塊溫度應力時,應假設混凝土處於 完全飽和的情況下,來進行分析。
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