14- Um pavimento é uma estrutura composta por várias camadas sobre a superfície final da terraplanagem, a qual é destinada a resistir aos esforços oriundos do tráfego de veículos e proporciona aos usuários melhores condições de rolamento com conforto, economia e segurança. A pavimentação asfáltica que é a camada superior do pavimento consegue alcançar temperaturas superiores a
no verão. Considere que esta T é uniforme em todo o pavimento quando ocorre uma súbita redução até T ambiente
. Estime a quantidade total de energia por unidade de área que será transferida do asfalto em 45 min , no qual T é mantida a T ambiente.
Dados para a pavimentação asfáltica:
Resp.: ~ -610,6 kJ.
Dados para a pavimentação asfáltica:
Passo 1
O enunciado descreve um corpo semi--infinito (a camada de asfalto) inicialmente a
. No instante
a superfície é submetida a uma condição de contorno de temperatura mantida em
e aí permanece durante
min. O objetivo é estimar a energia total por unidade de área
que sai do asfalto nesse processo. Para isso usaremos a solução clássica de condução transiente em meio semi--infinito:
. fluxo instantâneo na superfície
. integração desse fluxo de
a
Passo 2
Para condição de contorno de temperatura constante na superfície, a densidade de fluxo de calor no instante
é
onde
é a difusividade térmica. A energia por unidade de área transferida de
até
é
Passo 3
Calculemos primeiro a difusividade
Em seguida tomamos
,K e
,s: