机场道面材料导热系数的测定-路基工程
导热系数的测定
导热系数(热导率)是反映材料热性能的物理量，导热是热交换三种（导热、对流和辐射） 基本形式之一，是工程热物理、材料科学、固体物理及能源、环保等各个研究领域的课题之 一，要认识导热的本质和特征，需了解粒子物理而目前对导热机理的理解大多数来自固体物 理的实验。材料的导热机理在很大程度上取决于它的微观结构，热量的传递依靠原子、分子 围绕平衡位置的振动以及自由电子的迁移，在金属中电子流起支配作用，在绝缘体和大部分 半导体中则以晶格振动起主导作用。因此，材料的导热系数不仅与构成材料的物质种类密切 相关，而且与它的微观结构、温度、压力及杂质含量相联系。在科学实验和工程设计中所用 材料的导热系数都需要用实验的方法测定。（粗略的估计，可从热学参数手册或教科书的数 据和图表中查寻）
实验步骤
本实验的主要仪器是 YBF－2 型导热系数测定仪，基本构成如图 3 所示。 1、用自定量具测量样品、下铜板的几何尺寸和质量等必要的物理量，多次测量、然后 取平均值。其中铜板的比热容 C=0.385kJ/(K.kg)。 2、安置圆筒、圆盘时，须使放置热电偶的洞孔与杜瓦瓶同一侧。热电偶插入铜盘上的
量。测量铜板的冷却速率可以这样测量：在达到稳态后，移去样品，用加热铜板直接对下金
属铜板加热，使其的温度高于稳定温度 T2（大约高出 10℃左右）再让其在环境中自然冷却， 直到温度低于 T2 ，测出温度在大于 T2 到小于 T2 区间中随时间的变化关系，描绘出 T—t 曲 线，曲线在 T2 处的斜率就是铜板在稳态温度时 T2 下的冷却速率。
一段时间内样品上、下表面温度 T1、T2 示值都不变，即可认为已达到稳定状态。记录稳态
时 T1 ， T2 值。
3、移去样品，继续对下铜板加热，当下铜盘温度比 T2 高出 10℃左右时，移去圆筒，让 下铜盘所有表面均暴露于空气中，使下铜板自然冷却。每隔 20 秒读一次下铜盘的温度示值
导热系数的测量
数据处理
1、根据 λ = m hp
2 2
2Rp2 + 2Rp hP
1 h dT 2 π R T1 T2 dt
及其不确定度，正确表示结果。 及其不确定度，正确表示结果。
2. 将测得样品的 相对误差。
λ 与标准值 λ0比较，计算
硬铝热导率的参考值（ λ0：硬铝热导率的参考值（273K 时） ， λ0=140W/(mK)
那么热传导定律可以表示成
dQ dT = λ S dt dx
式中负号表示热量从高温区向低稳区传 导（即传导的方向与温度梯度的方向相 反）。式中比例系数λ极即为热导率，亦 ）。式中比例系数λ极即为热导率， 式中比例系数 称导热系数。 称导热系数。
实验思路
本实验的关键是给样品造成一 个稳定的传热状态（如图） 个稳定的传热状态（如图）在此状 态下， 态下，温度梯度 d T T1 T2 = dx h T1、T2是样品上下表面的稳定温度， 是样品上下表面的稳定温度， h是样品的厚度。 是样品的厚度。
瓶的冰水混合物中， 瓶的冰水混合物中 ， 热端插入样 品上下的两个小孔中。 品上下的两个小孔中 。 热电偶的 两个接线端分别插在仪器面板上 的相应插座内， 的相应插座内 ， 利用面板上的开 关可方便地直接测出两个温差电 动势。温差电动势采用量程为 20mV的数字电压表测量，再根据 20mV的数字电压表测量， 铜 — 康铜分度表转换成对应的温 度值。 度值。
导热系数的测量
兰州理工大学物理实验中心
预备知识
导热系数（热导率） 导热系数（热导率）是反映材料导 热性能的物理量。 热性能的物理量。在科学实验和工程技 术中对材料的热导率常用实验的方法测 大体上分为稳态法和动态法。 定。大体上分为稳态法和动态法。本实 验采用稳态法测量材料热导率。 验采用稳态法测量材料热导率。通过实 验可以加深对热传导规律的理解， 验可以加深对热传导规律的理解，体会 使用参量转换法的设计思想， 使用参量转换法的设计思想，掌握用温 度传感器测量的方法。 度传感器测量的方法。
导热系数的检测方法有哪些
导热系数的检测方法有哪些？导热系数是表征材料热传导能力的重要物理参数，是工程材料尤其是窑炉材料的热物理特性之一。
在研究和开发新型耐火材料时，研究人员都很重视导热系数这项技术指标，并在冶金工程材料、建筑中作为选择材料的重要依据之一。
所以，准确测定材料的导热系数至关重要。
导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K，°C）,在1秒内，通过1平方米面积传递的热量，用k表示，单位为瓦/（米•度），w/（m•k）（W/m•K,此处的K可用℃代替）。
目前国内测定耐火材料导热系数通常采用平板法和热线法。
但这两种方法均存在测量精度不高，测量范围较窄等不足。
导热系数方法有：激光闪光法和稳态热流法激光闪光法1961年，Parker等开始了利用激光脉冲技术测量材料的热物理性能的研究，由于这种技术具有测量精度高、测试周期短和测试温度范围宽等优点，得到广泛的研究和应用，经过不断发展和完善，目前激光闪射法已经成为一种成熟的材料热物理性能测试方法。
激光闪射法是目前世界上最先进的材料热物理性能测试方法之一，欧美各国的大部分热扩散数据就是用该方法测定的。
本文介绍的激光闪射法导热系数测定方法是通过直接测量材料的热扩散系数、比热容、密度来计算材料的导热系数。
举例石墨纸测试程序：1) 试样的制备：由于耐火材料多为含颗粒原料的材料，具有明显的非均质性和方向性，因此试样的制备对测定结果影响很大，要严格控制试样的直径、厚度和两个端面的平行度。
典型试样为直径为12．7mm或者25.4mm的圆形试样;2) 试样的处理：为了减少耐火材料对激光脉冲的反射，并增加试样表面对激光脉冲能量的吸收，测试前可以在待测试样的两面均匀喷涂石墨涂层。
石墨涂层可以阻止激光射线和可观察波长段热辐射的穿透，在高温阶段能够抵抗激光脉冲的加热而不融化和蒸发，并且不与试样产生反应;3) 试样的安装与测定：试样经过上述步骤的处理后，即可放入仪器中进行测试。
材料导热系数的测定
二．球壁导热法的基本原理
圆球法测定绝热材料的导热系数 是以同心球壁稳定导热规律作为基础。 在球坐标中，考虑到温度仅随半径 r 而变，故是一维稳定温度场导热。
实验时，在直径为 d1 和 d2 的两个同心圆球的圆壳之间均匀地填 充被测材料（可为粉状、粒状或纤维状），在内球中则装有球形电炉 加热器。当加热时间足够长时，球壁导热仪将达到热稳定状态，内外 壁面温度分别恒为 t1 和 t2 。根据这种状态，可以推导出导热系数λ的 计算公式。
二 . 基本原理
本实验采用的准稳态法是根据第 二类边界条件、无限大平壁的导热 问题设计的。如图44-2所示，若平 壁厚度为2δ ，初始温度为t0，当平 壁表面维持恒定的热流密度q时， 在经过一段加热时间，即当满足傅 立叶准数Fo（=α τ/δ 2）＞0.5以后， 由导热微分方程可解得：
q
此即准稳态平壁法测定隔热材料导热系数的基本公
式，即只要知道了平壁表面热流密度Q及任意两点的
温度差△t就可以算出被测试件的导热系数。
二 . 基本原理
由于F。＞ 0.5后试件内部任一点的升温速率dt/dτ 为常数，且对各点都相等，故若在试样的中心点处测得 时刻为了τ1和τ2时的温度分别为t1和t2，则由（44-4） 式可得
五．数据处理
（2）电加热器发热量计算 Q = VI
其中：Q — 单位时间内发热量，W ； V — 电加热器电压，V ； I — 电加热器电流，A 。
（3）绝热材料的导热系数计算 用（44 - 3）式计算材料的导热系数。即
Q( d2 d1 )
2 (t1 t2 )d1d2
五．数据处理
导热系数的测定(完整版)
3、测量散热板（黄铜盘）的冷却速率 ，计算 。
操作要点：
1．导热系数测定仪的使用（数字电压表调零，热电偶接线，）；
2．构建稳态环境，保持 在3.50mV±0.03mV范围内，测量 ；
3．测量黄铜盘的冷却速率。保持稳态时散热板的环境：
a.电风扇一直工作。
b. 附近的冷却速率。
六、数据记录：
组号：；姓名
1.记录橡胶盘、黄铜盘的直径、高度（DB、Hb、DC、HC），记录相应结果
测量次数
1
2
3
4
5
平均值
所用测量仪器
橡胶盘直径DB( )
橡胶盘高Hb( )
黄铜盘直径DC( )
黄铜盘高度HC( )
2.选择θ20前后四个数据记如下表，并采用逐差法求散热盘P在温度为θ20时的冷却速率
△θ／△t|θ2）
3、测 要满足哪些条件？在实验中又如何保证？
1）测 ， 系统要处于稳定态，即这两个温度在十分钟内保持不变，并且 > ，（ 人为控制在 ）；
2）测量散热板在 附近的冷却速率。
4、试述稳态法测不良导体导热系数的基本原理。
通过当达到稳态时待测样品的传热速率和散热盘向侧面和下面的散热速率相同的原理推导得出。
3.理解温差热电偶的特性。
二、实验原理：
1．热传导定律： ；
2．导热系数概念：等于相距单位长度的两平面的温度相差为一个单位时，在单位时间内通过单位面积所传递的热量，单位是瓦·米-1·开-1（W·m-1·K-1），导热系数是反映材料的导热性能的重要参数之一；
3．稳态法（通过控制热源传热在样品内部形成稳定的温度分布，而进行的测量）测不良导体的导热系数的方法；
利用瞬态平面热源法测定材料的导热系数
中国工程热物理学会学术会议论文传热传质学编号：063017利用瞬态平面热源法测定材料的导热系数孙亮亮，陈卫翠，方肇洪（山东建筑大学热物性测试中心，山东济南250101）摘要:研究了瞬态平面热源法的测试原理，并独立推导了无限大介质中圆盘形平面热源引起的瞬态温度响应。
为开发地埋管地源热泵系统的高性能水泥砂浆回填材料，利用HotDisk 公司的热常数测定仪测定和优选了不同配比的水泥砂浆回填材料的导热系数，研究各种组分对材料导热系数的影响规律。
实际测试表明，HotDisk 热常数分析仪具有很好的重复性，多次试验的最大相对偏差在1%以内。
关键词：导热系数，测试技术，瞬态平面热源法，地埋管换热器回填材料Thermal Conductivity Measurements of Backfill Materials Using Transient Plane Source MethodLiangliang Sun, Weicui Chen, Zhaohong Fang(Thermophysical Property Testing Center, Shandong Jianzhu University,Jinan 250101, China)Abstract: The transient temperature response of an infinite medium to step heating of adisk-shaped plane source has been derived independently, and the measuring principle of the Transient Plane Source (TPS) method is studied. The thermal conductivity of cementitious grouts with different fillers is measured with the Hot Disk thermal constant analyzer in orderto develop high performance grouts for ground-coupled heat pump system. Effects of eachfiller on the thermal conductivity of the grouts are studied, and, as a result, optimumformulas are obtained. Practical tests have shown that, Hot Disk Thermal Constant Analyzerhas good repeatability, for in many tests the maxima of relative deviations are within 1%.Key Words: Thermal conductivity, Testing technique, Transient plane source method, Grout of boreholes0 引言地埋管地源热泵系统由于其节能和环保的特点正受到越来越多的关注。
导热系数的测定
实验4—7 导热系数的测定热传导是热量交换（热传导、对流、辐射）的三种基本方式之一，导热系数（又称热导率）是反映材料热传导性质的物理量，表示材料导热能力的大小。
材料的导热机理在很大程度上取决于它的微观结构，热量的传递依靠原子、分子绕平衡位置的振动以及自由电子的迁移。
在金属中电子流起支配作用，在绝缘体和大部分半导体中则以晶格振动起主导作用。
因此，某种材料的导热系数不仅与构成材料的物质种类密切相关，而且还与它的微观结构、温度、压力及杂质含量有关。
在科学实验和工程设计中，所用材料的导热系数都需要用实验的方法精确测定。
物体按导热性能可分为良导体和不良导体。
对于良导体一般用瞬态法测量其导热系数，即通过测量正在导热的流体在某段时间内通过的热量。
对于不良导体则用稳态平板法测量其导热系数。
所谓稳态即样品内部形成稳定的温度分布。
本实验就是用稳态法测量不良导体的导热系数。
【实验目的】1. 了解热传导现象的物理过程，巩固和深化热传导的基本理论。
2. 学习用稳态平板法测量不良导体的导热系数。
3. 学会用作图法求冷却速率。
4. 了解实验材料的导热系数与温度的关系。
【实验原理】1. 导热系数根据1882年傅立叶（J.Fourier ）建立的热传导理论，当材料内部有温度梯度存在时，就有热量从高温处传向低温处，这时，在dt 时间内通过dS 面积的热量dQ ，正比于物体内的温度梯度，其比例系数是导热系数，即：dS dzdT dt dQ λ-= （4-7-1） 式中，dtdQ 为传热速率；dz dT 为与面积dS 相垂直方向上的温度梯度，负号则表示热量从高温处传到低温处；λ为导热系数。
在国际单位制中，导热系数的单位为-1-1W m K ⋅⋅。
2. 用稳态平板法测不良导体的导热系数设圆盘B 为待测样品，如图4-7-1所示，待测样品B 、散热盘C 二者的规格相同（其位置如图4-7-2所示），厚度均为h 、截面积均为S （2S D π=，D 为圆盘直径），圆盘B大学物理实验 78 上下两面的温度1T 和2T 保持稳定，侧面近似绝热，则根据（4-7-1）式可知传热速率为： S h T T S h T T dt dQ 2112-=--=λλ （4-7-2） 为了减小侧面散热的影响，圆盘B 的厚度h 不能太大。
导热系数的测定讲解
导热系数的测定导热系数(热导率)是反映材料导热性能的物理量，它不仅是评价材料的重要依据，而且是应用材料时的一个设计参数，在加热器、散热器、传热管道设计、房屋设计等工程实践中都要涉及这个参数。
因为材料的热导率不仅随温度、压力变化，而且材料的杂质含量、结构变化都会明显影响热导率的数值，所以在科学实验和工程技术中对材料的热导率常用实验的方法测定。
测量热导率的方法大体上可分为稳态法和动态法两类。
本测试仪采用稳态法测量不同材料的导热系数，其设计思路清晰、简捷、实验方法具有典型性和实用性。
测量物质的导热系数是热学实验中的一个重要内容。
【实验目的】1、了解热传导现象的物理过程2、学习用稳态平板法测量材料的导热系数3．学习用作图法求冷却速率4、掌握一种用热电转换方式进行温度测量的方法【实验仪器】1、YBF-3导热系数测试仪一台2、冰点补偿装置一台3、测试样品（硬铝、硅橡胶、胶木板）一组4、塞尺一把【仪器简介】仪器的面板图上面板图下面板图加热温度的设定：①．按一下温控器面板上设定键（S ），此时设定值（SV ）显示屏一位数码管开始闪烁。
②. 根据实验所需温度的大小，再按设定键（S ）左右移动到所需设定的位置，然后通过加数键（▲）、减数键（▼）来设定好所需的加热温度。
③．设定好加热温度后，等待8秒钟后返回至正常显示状态。
仪器的连接连线图从铜板上引出的热电偶其冷端接至冰点补偿器的信号输入端，经冰点补偿后由冰点补偿器的信号输出端接到导热系数测定仪的信号输入端。
【实验原理】为了测定材料的导热系数，首先从热导率的定义和它的物理意义入手。
热传导定律指出：如果热量是沿着Z 方向传导，那么在Z 轴上任一位置Z 0 处取一个垂直截面积d S （如图1）以 表示在Z 处的温度梯度，以 表示在该处的传热速率（单位时间内通过截面积d S 的热量），那么传导定律可表示成：(S1-1)式中的负号表示热量从高温区向低温区传导（即热传导的方向与温度梯度的方向相反）。
导热系数测定方法介绍
导热系数(或热阻)是保温材料主要热工性能之一，是鉴别材料保温性能好坏的主要标志。
近几年来，随着建筑节能法规的出台，我国对建筑节能越来越重视。
因此，准确测定该参数是十分必要的，对于合理选材具有十分重要意义。
测定建筑材料导热系数方法可分为二大类，稳态法和非稳态法。
两类方法的各种形式都各有特点和适用条件，不同材料根据自身的特性和使用条件，可选用不同的方法测定。
根据稳态导热原理建立起来的方法，在国内外已很成熟。
80年代末，我国已参照国际标准制定了一系列国家标准。
防护热板法与圆球法导热系数测定仪也正式投入生产。
本设备的理论根底是防护板法导热系数测量标准GB10294-88〔绝热材料闻态热阻与有关特性的测定〕.工作原理图１传热原理示意图图１给出了传热原理示意图。
从平板导热仪的结构可以看出，它由热板、护板和两个冷板三局部构成。
图中箭头表示热流方向，由图１可见，热的流动方向从热板流向冷板。
在没有护板的情况下〔图１a〕,热流的方向在热板的边缘发生改变，这种热流方向的变化称为热流的边缘效应。
如果热板与冷板的距离比它们尺寸小很多，可以忽略边缘效应的影响。
但是实际试件和仪器设备不可能满足这个条件，热板与冷板的距离不可能太小，其线度又不可能太大，因此，设想出图3b 的实施方案。
在图１b中，增加了护板。
护板的作用是使热板的边缘热流线不弯曲。
如果护板温度与热板温度一致，如此在热板边缘的热流线将发生很小的弯曲现象，这样，就把边缘效应减小到很低程度。
很显然，热板与护板的缝隙越小，两者温度越接近，如此边缘效应影响越小。
实际上，护板的引入，等效于热板与冷板距离比其线度小很多的理论设想。
因此，这就将热传导理论简化了，可以用理论方程表示双平板导热仪的实际情况。
im-DRY3001双平板导热仪在热平衡状态下的稳定导热。
只有热稳定的条件下，才能得到正确的结果。
稳定状态越好，测量结果越准确。
护板的作用是在热板加热后，热能只能线性传导，即由热板向冷板方向传导。
导热系数的测定(完整版)
二、实验原理：
1．热传导定律： ；
2．导热系数概念：等于相距单位长度的两平面的温度相差为一个单位时，在单位时间内通过单位面积所传递的热量，单位是瓦·米-1·开-1（W·m-1·K-1），导热系数是反映材料的导热性能的重要参数之一；
3．稳态法（通过控制热源传热在样品内部形成稳定的温度分布，而进行的测量）测不良导体的导热系数的方法；
得分
教师签名
批改日期
深 圳大 学 实 验 报 告
课程名称：大学物理实验（一）
实验名称：实验14导热系数的测定
学院：
专业：课程编号：
组号：指导教师：
报告人：学号：
实验地点
实验时间：2009年月日星期
实验报告提交时间：2009年月日
一、实验目的
1.掌握用稳态法测量不良导体的导热系数的方法。
2.了解物体散热速率和传热速率的关系。
5、讨论本实验误差因素，并说明测量导热系数可能偏小的原因。
A、样品表面老化，影响传热；
B、加热板，样品，散热板之间有缝隙，影响传热。
C、热电偶热端与发热盘和散热盘接触不良，应粘些硅油插入小孔底部，等等
6、测冷却速率时，为什么要在稳态温度 附近选值。？
A、当散热板处在不同温度时，它的散热速率不同，与本体温度，环境温度都有关。
并给出λ测量结果.
思考题
1、导热系数的物理意义是什么？
导热系数是单位温度梯度作用下物体内所产生的热流密度，是反映材料导热性能的重要参数之一，其值等于相距单位长度的两平面的温度相差为一个单位时，在单位时间内通过单位面积所传递的热量，单位是瓦•米-1•开-1（W•m-1•K-1）。
2、实验中采用什么方法来测量不良导体的导热系数？
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材料
回归 系数 b
参数
回归 相关系数
斜距 a
R2
线性回归表达式
水泥混凝土 0. 00903 0. 87379 0. 98277 λ = 0. 00903T + 0. 87379 沥青混凝土 0. 00709 1. 01543 0. 98899 λ = 0. 00709T + 1. 01543
2. 7 误差分析 此次热线法试验误差包括主观误差和系统设备
误差。 主观误差包括计时偏差和读数误差。为消除误差
（ 3） 其 它： 电 源、秒 表、调 节 变 阻、伏 特 表、
安培表。
·84·
路基工程
Subgrade Engineering
2010 年第 5 期 （ 总第 152 期）
导 热 系 数 /[W·（m·°C ）-1]
1.4
实测值
线性回归曲线 1.2
1.0
0.8
0.6 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 温度/ °C
导热系数的物理意义是，厚度为 1 m 的材料，当
温度每改变 1℃ 时，在单位时间内通过单位面积所传
递的热量。即
λ
=
（ T1
Qa － T2 ） At
式中 λ 为材料的导热系数，W / （ m·℃ ） ；
料的厚度，m； A 为材料传热的面积，m2 。
（ 1） a 为材
2 导热系数的测定 混凝土的导热系数由于受材料的物质构成、孔隙
李洪磊，等： 机场道面材料导热系数的测定
·83·
机场道面材料导热系数的测定
李洪磊，顾强康，岑国平
（ 空军工程大学工程学院，西安 710038）
摘 要： 导热系数是材料的基本热物理性能参数之一。通过热线法试验，对机场道面材料水泥混 凝土和沥青混凝土进行了导热系数的测定，得到了两种材料的导热系数与温度成线性关系，可为机场 道面的工程应用提供一定的参考依据。
试件
图 1 热线法原理示意
根据热传导理论［4］，由热传导方程和边界条件可
得试件的导热系数［5］为
λ
=
q ln（ t2 /t1 ） 4π θ rt2 － θ rt1
=
IU ln（ t2 /t1 ） 4πL θ rt2 － θ rt1
（ 2）
式中
L 为热线的有效加热长度，m；
θ ，θ 为 加 热 rt1
种情况，试验前将试件放在高低温环境箱内 1 ～ 2 小
时，待试件的温度场稳定后设定试验温度。
按图 3 将试件串联在电路中，准备试验。试验开
始后接通电源，电炉丝产生热量，通过热传导，使混
凝土试件内的温度发生变化，记录好热电偶的输出及
相应 时 间、电 路 中 的 电 流、电 炉 丝 两 端 的 电 压 等
rt2
时间 t1 ，t2 时距离热线 r 处的温度，℃ 。
2. 3 试验设备
（ 1） 由高低温试验箱 （ 图 2） 提供试验的工作环
境，温度范围 － 40 ～ 100℃ ，波动 ＜ ± 0. 5℃ ，工作室
尺寸 626 mm × 315 mm × 610 mm。
（ 2） 电炉丝、铜管、数字温度计、热电偶；
图 4 水泥混凝土导热系数与温度关系
图 2 高低温试验箱
2. 4 试验电路 试验电路如图 3。
R
电炉丝 热电偶
电
试
源
V
件
数Байду номын сангаас温度计
A
图 3 试验电路
2. 5 试验步骤
试验在 MTS 材料测试系统实验室中进行，对水
泥混凝土和沥青混凝土进行导热系数测试。试件的测
量环境温度分 － 20℃ ， － 10℃ ，0℃ ，20℃ ，40℃ 五
对机场道面而言，当道面两侧存在温度差时，热 量将由温度高的一侧通过道面材料传递到温度低的一 侧，道面这种传导热量的能力，称为导热性能，而导 热性能主要通过道面材料的导热系数来反映。机场道 面材料导热系数的研究将对道面融雪化冰、道面保护 等工程应用具有重要的指导意义。
数进行测定。热线法测试混凝土导热系数是一种非稳 态方法，国家对此制定了 《非金属固体材料导热系数 的测定标 准———热 线 法 》［3］， 此 次 试 验 即 依 据 热 线 法 测量机场道面混凝土的导热系数。 2. 1 试验目的
关键词： 导热系数； 机场道面； 混凝土； 热线法 中图分类号： U416. 216； U416. 217 文献标志码： A 文章编号： 1003 － 8825（ 2010） 05 － 0083 － 02
0 引言 随着现代科学技术的不断发展，人们在进行材料
的传热计算和合理设计传热元件时，需要材料的热物 理性能作为工程设计的依据。导热系数是材料的基本 热物理性能参数之一，它是一种宏观可测的物理量， 是研究物质内部微观粒子运动规律的参数，在热物性 研究中具有重要的地位。因此，在工程设计、施工和 新材料的研制中，对于材料导热系数的测定成为工程 界普遍关心的重要问题［1，2］。
程，如图 4、图 5 和表 1。
其中，线形回归计算公式为 λ = b + aT
（ 3）
导 热 系 数 /[W·（m·°C ）-1]
1.4 实测值 线性回归曲线
1.2
1.0
0.8
0.6 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 温度/ °C
图 5 沥青混凝土导热系数与温度关系
表 1 混凝土导热系数与温度的线性回归结果
数据。
2. 6 试验结果
根据试验数据，通过导热系数的计算公式得到导
热系数的试验结果，取其平均值作实测值。从分析结
果看出，水泥混凝土和沥青混凝土的导热系数都与温
度成线性关系，这和一般材料导热系数的测试情况是
相同的，也间接证明试验采取的测试法是可信的。
对试验结果采取统计学中的线性拟合可得两种材
料的导热系数与温度的线性回归曲线和线性回归方
率、温度、湿度、压强及热流方向的影响，很难确定 它的精确值，因此常采用试验的方法对材料的导热系
收稿日期： 2009 － 07 － 28 作者简介： 李洪磊 （ 1982 － ） ，男，山东威海人。博士研究生，主
要从事机场与道路工程的研究。E-mail： momolhlloveyou @ sohu． com。
测量机场道面材料沥青混凝土和水泥混凝土的导 热系数以及导热系数随温度的变化情况。 2. 2 试验原理
试验原理如图 1。试验采用电炉丝作热线，在混 凝土试件成形时，将电炉丝及热电偶预埋在试件中的 相应位置。当电炉丝通电发热，热电偶就能反映出混 凝土试件的温度与时间的关系。
热电偶
电炉丝
1 导热系数的物理意义