防护热板宽度对导热系数测试精度的影响研究

沥青混合料导热系数是影响沥青路面加热温度场的重要参数。为提高沥青混合料导热系数的测试精度,依据传热学理论,采用有限差分法,建立了防护热板法导热系数测试过程中沥青混合料试件的温度场计算模型。使用MATLAB软件计算得出了试件温度场的分布,通过试验验证了模型计算结果的准确性,并对影响温度场分布的因素进行了分析。分析结果表明:尺寸300 mm×300 mm、厚度20~40 mm的沥青混合料试件,在保证精度≤0.1%条件下,测试仪防护热板的最小宽度为98 mm。该研究结论对材料导热系数测量及导热系数测试仪的设计有参考意义。

基于往复式加热沥青路面就地热再生研究

为解决沥青路面易出现裂缝、老化严重以及就地热再生过程中施工加热慢等问题,提出了一种往复式沥青路面就地热再生加热的方法,并基于有限差分法对沥青路面恒功率加热传热模型进行求解,对往复加热过程中沥青路面各点加热提前时间、加热总时间及各层温度场进行了研究。研究结果表明:往复式加热各点加热提前的时间与加热车的速度有一定的关系;当速度提高3倍后,各点加热的总时间基本没有减少,但是提高了工作效率;各层的温度场也基本达到就地热再生的要求。

沥青混合料导热系数测试装置研制

基于一维稳态传热情况下的单平板保护热板法,自主研发设计了沥青混合料单防护热板法导热系数测试装置。对测试装置的热板、护板、冷板以及保温结构等进行设计;采用Fuzzy PID与二分法相结合的方法控制加热功率,以实现热板温度的精确控制;基于Lab VIEW设计智能化导热系数测试软件,以实现测试过程的自动化。研究结果表明:该测试装置运行平稳,温度控制精度高;与DRH-VI型导热系数测定测试装置测试结果对比,两者结果相差0.0285,由于所设计的装置在试验过程中存在热量的散失,故所测出的结果偏小。

沥青路面就地热再生加热能耗探讨

为提高沥青路面就地热再生过程中的加热效率及再生质量,本文采用数值分析方法,对比了连续变功率、连续恒功率和间歇恒功率加热工艺的能耗,得出间歇恒功率加热能耗最小。

温度对沥青混合料导热系数的影响及预估模型验证

为提高就地热再生加热过程中沥青路面温度场的计算精度,采用理论分析和试验相结合的方法,对温度影响沥青混合料导热系数的规律、沥青混合料导热系数预估模型及沥青路面传热模型进行研究。研发基于一维稳态传热原理的单防护平板法沥青混合料导热系数测试装置,测试不同温度下集料、沥青胶浆和沥青混合料的导热系数以及沥青形态随温度变化的规律,分析温度影响沥青混合料导热系数的机理,对比不同模型预估沥青混合料导热系数的精度;将沥青混合料导热系数随温度变化的函数引入沥青路面传热模型,对沥青路面传热模型进行优化,并通过模拟加热试验,对优化前后沥青路面传热模型的精度进行对比。研究结果表明:随着温度的升高,沥青逐渐由固态转化为液态,SBS沥青的软化点在50℃附近,导致沥青混合料导热系数在低于50℃时,随温度的升高而增大,在高于50℃时,随温度的升高而减小;Williamson模型、并联模型、串联模型和陈则韶模型中,Williamson模型预估的沥青混合料导热系数与试验结果吻合度最好;考虑沥青混合料导热系数随温度变化规律的沥青路面传热模型更精确,预估的沥青路面加热功率曲线与试验结果重合度好,为沥青路面就地热再生加热过程中加热功率的控制奠定了一定的基础。