钢砂沥青混凝土感应加热简化模型构建及仿真分析

作     者：陈熙 赵龙 孟森 周子栋 何亮 蔡皓东 乔亚宁 CHEN Xi;ZHAO Long;MENG Sen;ZHOU Zi-dong;HE Liang;CAI Hao-dong;QIAO Ya-ning

作者机构：重庆交通大学交通土建工程材料国家地方联合工程实验室重庆市400074 中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉市430063 

基　　金：国家自然科学基金面上项目,国际合作项目,项目编号52278440,52111530134 重庆市自然科学基金面上项目,项目编号cstc2020jcyj-msxmX0431 重庆交通大学交通土建工程材料国家地方联合工程实验室开放基金项目,项目编号LHSYS-2021-003 重庆市研究生联合培养基地建设项目,项目编号JDLHPYJD2018006 

出 版 物：《公路》 (Highway)

年 卷 期：2023年第68卷第6期

页      码：329-343页

摘      要：为研究沥青混凝土自愈合性能,为沥青路面养护技术中的自愈合方向提供理论及数据支撑。基于有限元方法,分别考虑了感应加热系统模型及感应加热数值计算模型,构建了多物理场下的钢砂沥青混凝土感应加热有限元简化模型,针对其感应加热自愈合过程进行了仿真分析,分别研究了电流强度、钢砂掺量及加热方式对感应加热的影响特性与能量分析,探究了不同情况下感应加热的机理及规律,并对耗散功率、耗散能以及能源利用率做分析。定义了两个新参数:有效愈合深度指数E1与感应加热时间指数E2,并结合有效愈合深度,联合评价感应加热的综合效益以优化参数配置。结果表明:电流强度越大或试件的钢砂掺量越大时,感应加热速率越快,由此形成的层间温度梯度越大,而钢砂产生的耗散能却会减小;感应加热停止时,有效愈合深度随加热时的电流强度与试件钢砂掺量的降低而减小,感应加热效果变差;处于自然散热阶段的试件的温度场在横向上呈现“翘曲分布”现象,即试件温度中心高而边缘低,层间温度梯度向着趋于零的趋势逐渐减小;可通过增大感应加热电流强度或钢砂掺量,采用较大循环加热时间、较短加热间隔的间歇式加热提高感应加热的综合效益。

主 题 词：道路工程 钢砂沥青混凝土 有限元 感应加热机理 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 

馆 藏 号：203122448...