微波辅助加热填料在沥青路面修补中的应用

为了解决传统沥青混合料吸波效率低的问题,以磁铁矿粉、石墨烯为主要成分,研发了一种微波敏感添加剂,以此制备微波辅助加热沥青混合料,用作填补料。通过试验研究,进行了微波辅助加热混合料的吸波升温特性评价,并分析了微波辅助加热沥青混合料的路用性能。结果表明,相对于普通AC-13沥青混合料,微波加热沥青混合料可以提升吸波升温速率30%,且具有更好的路用性能。实践表明,将微波加热沥青混合料用于沥青路面修补,可以提高现场作业效率,缩短维修作业时间。     

微波加热旧沥青混合料的应用研究

针对沥青厂拌热再生中出现的旧料加热问题，以实验为基础，从级配、含水量2个方面对微波加热旧沥青混合料的加热效率及影响因素进行了研究，得出了一些有价值的结论，为微波加热旧沥青混合料厂拌设备的应用提供了参考依据。     

吸波材料对就地热再生混合料的性能影响研究

为提高就地热再生微波加热效率，解决传统沥青混合料吸波能力弱问题，选择多种吸波材料代替矿粉，通过微波加热试验，研究吸波材料对集料、沥青混合料的吸波升温性能以及沥青混合料的使用性能、耐久性能的影响。结果表明：吸波材料可明显提高集料和沥青混合料的吸波性能。随着吸波材料掺量的增加，石灰岩AC-13与玄武岩SMA-13沥青混合料的温升变化趋势不同。吸波材料对沥青混合料水稳定性能影响甚微，其能够提升沥青混合料的低温抗变形能力。     

微波、红外再生沥青混合料路用性能研究

微波加热和红外加热现已逐渐应用到高等级公路沥青混凝土路面养护和维修中。为了评价沥青混凝土路面在微波加热和红外加热下的各项性能,通过试验研究,系统分析了微波加热沥青混合料和红外加热沥青混合料的路用性能,包括高温变形特性、低温抗裂性、水稳性和抗疲劳特性试验。结果表明:微波加热沥青混合料具有较红外加热和普通密级配沥青混凝土更好的路用性能,可以改善沥青混凝土路面使用品质,具有较好的经济和社会效益,在沥青混凝土路面维修中的应用前景十分看好。     

掺磁铁矿粉/二氧化锰的沥青混合料吸波升温性能研究

微波加热是国内外新近研究的一种加热方式,传统沥青混合料吸收微波性能较差,限制了该技术在路面工程中的应用。选择磁铁矿粉和二氧化锰这2种吸波材料,将其作为矿粉的替代品,通过一系列微波加热试验,研究吸波材料配方、掺量对集料、沥青混合料吸波升温性能的影响规律。研究结果表明：磁铁矿粉/二氧化锰可明显提高石灰岩集料和混合料的微波加热性能,随着磁铁矿粉/二氧化锰掺量的增加,石灰岩集料和AC-13混合料的温升速率增大,且磁铁矿粉质量为矿料的0.5%时,AC-13混合料的吸波升温性能较未掺加吸波材料可提高80%,具有最优的性价比。掺磁铁矿粉的沥青混合料具有较好的微波加热性能,可为微波加热技术在公路沥青路面快速养护和融雪化冰的应用提供依据。     

微波对沥青混合料的性能影响研究与分析

基于微波对物质的加热特点即是从物质内部向外加热的方式，且其对沥青混合料加热具有一定的敏感性；本文将微波这种特有的加热技术引进到路面养护中来，对相同级配不同种类的沥青混合料分别多次作用后进行物理力学性能实验分析，总结出微波这种作用方式对路面材料性能影响的一般规律，并与普通热拌路面材料性能试验结果进行对比研究分析，初步探讨了微波这种加热方式对沥青混合料进行多次加热的可行性，颠覆了沥青混合料不能进行多次加热的传统观点。     

三种吸波材料对微波加热效率的影响

为了提高微波加热沥青混合料的效率,将碳黑、磁铁矿粉、软磁粉3种吸波材料加入到AC-13沥青混合料中,对加入吸波材料的试样进行微波加热效率试验。试验结果表明:加入3种吸波材料的试样微波加热效率均得到显著提高;同等掺量下,加入软磁粉的试样微波加热效率提升最高;当软磁粉掺量为4%时,试样的微波加热效率相比不加吸波材料提高了51.59%;随着3种吸波材料掺量的增加,微波加热效率呈现逐渐增加的趋势,同时吸波材料对微波加热效率的提升效果逐渐衰减。     

乳化沥青混合料快速修补材料体系构建及修补性能研究

为了解决乳化沥青混合料内部界面水分难以彻底排除的致命性缺陷，进行了不同体系乳化沥青混合料快速修补材料的机理构建和性能分析，结果表明：普通乳化沥青混合料体系、水泥乳化沥青混合料体系以及吸水性乳化沥青混合料体系均存在不足，无法彻底排除混合料内部水分；微波加热乳化沥青混合料体系可彻底排除水分，达到与热拌沥青混合料相当的性能。同时，对最佳结构体系进行应用性能验证，结果表明：微波加热乳化沥青混合料体系修补材料可快速加热、快速破乳、快速形成强度；微波加热技术可实现新旧沥青材料同步加热，新旧沥青界面在碾压作用下形成牢固的嵌挤-融合界面结构，界面性能优于热拌沥青混合料修补界面。     

微波与感应加热对沥青混合料自愈特性影响研究

为了研究微波与感应加热对沥青混合料自愈特性的影响,采用裂-愈循环前后三点弯曲试验强度之比对愈合率进行表征,通过试验与计算对两种加热方式下沥青混合料加热特性进行分析,采用微观观测并辅以其他试验方法对混合料加热前后理化特性进行探讨。结果表明:钢棉可以增强沥青混合料抗松散性能,但混合料设计时应考虑钢棉的掺入使混合料空隙增大的影响;沥青混合料自愈机理在于混合料内部空隙的重组;微波加热具有较感应加热更好的愈合效果,但微波加热易导致温度过高造成沥青损伤,建议微波加热时间不大于40 s,有条件时应优选感应加热技术。     

沥青路面微波养护技术研究综述

阐述了沥青路面微波养护技术的发展历程,简要介绍了微波加热的基本原理与特点、微波应用器与频率的选用、微波加热沥青混凝土电磁热模型和用于加热沥青混合料和除冰相关材料的介电常数,分析了国内外对沥青路面微波养护技术的学术研究与设备的发展现状、专利应用情况,总结了微波加热在RAP材料、除冰除雪、沥青路面微波养护设备、微波吸波材料等方面取得的重要成果和应用,同时指出了现存的问题与未来的发展方向,为推动微波技术在公路养护行业的应用与发展提供参考。     

沥青混合料微波加热替代烘箱加热可行性研究

选用3种沥青混合料加热方法,并与原样进行对比,试验结果表明:采用微波技术对沥青混合料进行加热,加热时间短,材料受热均匀,且加热后的混合料各项性能指标非常接近原样水平,采用微波技术替代烘箱对沥青混合料进行加热是可行的.     

基于材料就地再生的道路养护车辆加热工艺研究

根据道路养护车辆作业时路面材料就地再生利用的工艺特点,探讨沥青混合料再生过程中的加热工艺和加热温度的选择。基于混合料中各种成分的红外光谱分析数据得出了其在1~15μm的远红外波段范围内具有较好的热吸收特性,而沥青混合料材料组成中的沥青和水的热吸收峰值波长范围相近,其平均值范围为3.5~4.0μm。由混合料受热过程的热平衡方程得到混合料加热时其中沥青和水的加热为主要的耗热因素,特别是由于沥青混合料的使用温度为160℃以上,明显超过了水分的沸点,其再生成品料中的水分必须在加热过程中以气体的形式向外蒸发,由此提出了沥青混合料加热过程中预热-汽化-升温的3阶段,其中用于水分蒸发的汽化阶段耗热较大,而混合料中各种级配矿料的加热过程相对耗热较小。基于材料光谱和能耗方程分析的结论,并将相关数据代入维恩-葛利琴位移定律(Wien displacement law)得到沥青混合料的加热温度为450~550℃。根据这些分析设计研发了热风循环加热系统以实现上述目的,并作为道路养护车完成沥青路面材料就地再生利用过程中材料加热的工艺手段,亦对其工程实施效果进行了总结。     

适用于沥青路面的常温浇筑式快速修复材料的研究

该文主要研究一种在沥青混合料路面病害初期,修补路面小范围坑槽的常温浇筑式沥青快速修复材料。以乳化沥青为黏合剂进行混合料常温拌和,利用微波激发效应提升材料温度,促使乳化沥青快速破乳,并在混合料中掺入一定比例的自热矿料促进温度提升速率。研究表明:使用BZ-160慢裂型乳化沥青作为黏合剂,能与集料充分拌和均匀;集料中自热矿料掺量为10%～15%时,可在不影响混合料使用性能的同时保证温度提升速率,在频率为2.45 GHz,输出功率为0.8 kW的微波下10～15 min内混合料温度升高至热拌沥青混合料成型温度且能满足性能要求;由于热传导及微波激发效应,促使靠近修补界面的原有混合料温度升高从而有所软化,通过加热后的碾压作用,修补料与旧路面整体再成型,材料结合良好无明显界面。这种沥青路面修复材料可实现施工现场常温拌和、设备需求量少,整体工艺耗时15～20 min,修复速度快,修复后新旧路面整体结构完整,且不渗水、耐久性能好。     

基于微波加热的沥青混合料路用性能研究

选用3种沥青混合料加热方法进行试验,并将其与即拌即用方法进行对比。结果表明,采用微波技术对沥青混合料进行加热,加热时间短,材料受热均匀,且加热后的混合料各项性能指标非常接近即拌即用水平,故采用微波技术替代烘箱对沥青混合料进行加热是可行的。     

沥青混合料二次加热方法比选

沥青混合料试验过程中,常常不可避免的要对其进行二次加热。选用四种沥青混合料二次加热方法,并与即拌即用方法进行对比。试验结果表明,采用微波技术对沥青混合料进行二次加热,不仅加热时间短,能耗低,材料受热均匀,且加热后的混合料各项性能指标非常接近即拌即用水平,采用微波技术替代烘箱对沥青混合料进行加热是可行的。     

沥青路面微波热再生实验系统及仿真优化

为了提高微波辐射加热沥青混合料的能量利用率,根据矩形波导传输和广义传输线相关理论,分别建立了磁控管最佳安装位置及加热器离地面最佳辐射高度模型,利用IE3D进行仿真分析和参数优化,优化结果显示可使反射系数减小,能量利用率提高.根据沥青路面材料在微波作用下的特性设计了一种加热器并进行了实验,结果发现沥青料温升增大,仿真结果和实验结果相吻合,验证了模型的正确性和优化的可靠性.     

微波加热湿旧沥青混合料的传热传质研究

为了研究微波加热湿旧沥青混合料过程中的质热传递规律,分析了微波加热再生过程中的质热传递现象,并基于Fick扩散定律和傅里叶热传导模型,建立了沥青混合料内非稳态传热传质数学模型.考察沥青混合料内部温度和湿度沿微波传播方向的变化,研究了初始条件、边界条件及湿度、微波渗透深度和内热源三者间的关系;建立了传热传质耦合方程的数值计算模型,采用交替显格式数值解法对该模型进行数值模拟,获得了温度、湿度和加热时间三者间的关系;使用了工作频率为2.45 GHz的微波系统对湿旧沥青混合料进行了加热试验.结果表明:在加热温度和脱水除湿方面,试验测试结果与数值模拟结果基本一致,从而验证了传热传质模型的正确性,对湿旧沥青混合料的微波加热再生工艺具有实际指导意义.     

磁铁矿沥青混合料路用性能及微波除冰特性

天然磁铁矿是一种性能优异的吸波材料,具有优良的微波发热能力,可用于沥青路面除冰.为了快速有效地清除路面冰雪,探索微波除冰技术,提高冬季道路运营安全性,以磁铁矿集料为吸波材料,设计了4种不同磁铁矿含量的沥青混合料,研究了磁铁矿集料对沥青混合料表面温度和除冰效率的影响.试验首先制备了以磁铁矿集料为微波吸收剂的沥青混合料,并...     

微波应用于沥青路面养护的试验研究

根据微波作用下极性分子间产生激烈摩擦而发热的原理,分析了微波加热沥青混合料后对沥青、沥青混合料老化的影响,为微波应用于沥青路面养护提供了试验依据,解决了沥青路面养护的及时性、稳定性、耐久性问题。并介绍了将微波应用于沥青路面养护的一些设备的性能、作业流程和安全性等问题。     

沥青混凝土回收料干燥加热装置设计

针对传统热传导、热辐射干燥加热旧沥青混合料的不足,结合微波加热的优势,研究了一种微波热风组合干燥加热技术,应用于废旧沥青回收中,并对主要设备进行了结构设计.经模拟试验说明,新型干燥加热装置可达到较理想的效果,为旧沥青混凝土回收料的厂拌热再生提供了一种新的途径.