基于细观模型的沥青路面微波加热关键参数与升温特性研究

作     者：陈星早 

作者单位：中南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈嘉祺;彭安平

授予年度：2023年

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：沥青混凝土 复介电常数 介电模型 导热系数 微波加热 细观模型 

摘      要：沥青路面微波加热养护技术具有加热深度大、加热均匀和温度梯度小的特点。普通沥青混凝土是非磁性材料,微波加热养护时间较长。因此,本文的主要目的是从沥青混凝土细观结构出发,对复介电常数和导热系数两个关键参数分析,研究不同条件对沥青混凝土和沥青路面升温特性的影响。首先,构建沥青混凝土的细观结构,提出了一种沥青混凝土复介电常数反演方法,通过试验进行了验证。然后,分析多种不同工况下对复介电常数的影响,并对经典介电模型进行了系数修正,构建了一种新的介电模型。对非均质模型均一化,从细观结构角度对有效导热系数的敏感性因素进行了分析。最后,对沥青混凝土和沥青路面在微波加热下升温特性进行了多参数分析。本文研究的主要工作和成果如下:(1)本文提出的反算方法得到的复介电常数与实验室试验结果,在测试频率范围内,实部平均相对误差为1.93%。复介电常数虚部平均相对误差为9.01%,虚部绝对误差为0.04269,验证了模型的准确性。(2)构建的介电模型公式,复介电常数实部和虚部非线性拟合的绝对系数R均大于等于0.98,拟合度较好。(3)均一化模型的实测值与有效导热系数预测值的相对误差为2.34%,分析了粗集料各向异性、含量、种类和空隙对沥青混凝土有效导热系数的影响。其中,空隙率每增加2%,导热系数约相应减小3.5%。(4)当使用介电损耗角正切大的集料、提高微波发射功率和频率、添加吸波材料和缩短微波端口到路面距离,能够提高沥青混凝土和路面升温速率。图64幅,表10个,参考文献78篇