钢砂沥青混凝土感应加热简化模型构建及仿真分析

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...