Analysis of the radiative behavior of road materials: Principles and measurements of infrared emissivity
Analyse du comportement radiatif de matériaux de l'infrastructure routière : Principes et mesures de l'émissivité infrarouge
Résumé
Infrared emissivity is a critical parameter for numerical models designed to predict surface temperature as well as road surface conditions, regardless of the meteorological context. This article will describe the development of a new device for indirect measurement of infrared surface emissivity. The surface is exposed to an isotropic, modulated infrared radiation. The intensity of radiation reflected by the surface in a given direction is then measured with a thermopile-type detector operating within the 1-40 μm spectral band. This wide spectral band yields the total directional emissivity measurement, defined as emissivity. The effects of temperature modulation frequency, surface composition and roughness have all been studied. Results reveal an adequate device capacity in determining infrared emissivities for the surface temperatures targeted by this analysis. The measurements conducted on some road infrastructure materials will also be presented.
L'émissivité infrarouge est un paramètre nécessaire pour les modèles numériques de prévision de la température ainsi que de l'état de surface quelle que soit la situation météorologique. Ce travail présente le développement d'un nouveau dispositif de mesure de l'émissivité infrarouge de surface par une méthode indirecte. La surface est soumise à un rayonnement infrarouge isotrope et modulé. L'intensité du rayonnement qu'elle réfléchit dans une direction donnée est mesurée à l'aide d'un détecteur de type thermopile. Celui-ci opère dans la bande spectrale 1-40 μm. Cette large bande spectrale conduit à la mesure de l'émissivité directionnelle totale, définie en tant qu'émissivité. Les effets de la fréquence de la modulation de température, de la composition de surface ainsi que de la rugosité ont été étudiés. Les résultats indiquent la bonne capacité du dispositif à déterminer des émissivités infrarouges à la température des surfaces analysées. Des mesures sur des matériaux de l'infrastructure routière sont également présentées.
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