沥青路面微波加热快速维修技术和设备的研究

论文摘要

传统的沥青路面维修工艺存在很多缺点与不足,热量传递效率低下,沥青表面焦化而内部受热不够,整个加热区域受热不均匀,能量损失大,再生效果差,作业时间长,对环境影响较大等。造成了大量资金和人力上的浪费,导致路面维修的成本高而效果不理想。现代高等级沥青混凝土路面维修工艺要求沥青路面维修设备具有节能、高效、环保、维修质量好、性能可靠、施工速度快捷、适用于各种气候条件等。将微波加热引入沥青路面快速维修技术里,利用微波加热具有的特点,它有许多潜在的优势和良好的发展前景,因此,对沥青路面微波加热快速维修技术和设备的研究具有重要的意义。文中概述了沥青路面维修技术以及微波加热的运用现状和发展,对比了沥青路面微波加热快速维修设备与传统的维修设备所具有的优点;并进行了沥青路面微波加热快速维修关键技术的理论研究,推导了沥青混凝土路面材料微波介电参数测试公式,测出了其相关参数,为微波加热沥青混凝土路面材料提供了理论基础。还设计和试制了一种沥青路面微波加热快速维修设备。最后,利用ANSYS进行了该设备主要部件波导管的电磁场和加热温度场的仿真,并现场测试了该设备的加热效果,试验表明用ANSYS仿真的结果基本符合实际情况,此方法为今后对该设备进行优化提供了好的参考工具。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 现状和发展
• 1.1 研究背景
• 1.2 沥青路面维修技术的现状和发展
• 1.2.1 沥青路面常见病害形式及成因分析
• 1.2.2 沥青路面常见几种修补技术方法的比较
• 1.3 微波的运用现状和发展
• 1.3.1 什么是微波
• 1.3.2 微波加热原理
• 1.3.3 微波加热的特点
• 1.3.4 微波的新运用与研究
• 1.3.5 微波加热在沥青路面维修的运用情况
• 1.4 本论文研究的主要内容
• 第二章 沥青路面微波加热快速维修基础理论研究
• 2.1 物料的介电特性
• 2.2 沥青混凝土路面材料微波介电参数测试
• 2.2.1 沥青混凝土路面材料微波介电参数测试的理论基础
• 2.2.2 沥青混凝土路面材料介电参数测试
• 2.2.3 沥青混凝土路面材料介电参数测试结果分析
• 2.3 微波在沥青混凝土路面材料中的渗透深度
• 2.4 沥青混凝土加热机理
• 2.5 小结
• 第三章 沥青路面微波加热技术及加热器设计
• 3.1 沥青路面微波加热快速维修工艺和施工流程设计
• 3.1.1 快速维修工艺
• 3.1.2 快速维修具体施工操作流程方案
• 3.2 沥青路面微波加热快速维修设备系统组成
• 3.3 系统的核心部件—微波加热器设计
• 3.3.1 微波加热器的组成
• 3.3.2 微波功率源
• 3.3.3 供电电源
• 3.3.4 微波的传输系统
• 3.3.5 加热器的设计
• 3.3.6 加热器的控制线路
• 3.4 小结
• 第四章 实验和仿真
• 4.1 微波加热的国内外仿真研究和发展现状
• 4.2 本章主要研究内容
• 4.3 有限元及其大型分析软件 ANSYS 应用与发展概况
• 4.3.1 ANSYS 分析系统简介
• 4.3.2 ANSYS 的主要技术特点
• 4.3.3 ANSYS 分析过程
• 4.4 沥青路面快速维修设备微波的波导电磁场 ANSYS 分析
• 4.4.1 主要参数
• 4.4.2 建立几何分析模型
• 4.4.3 网格划分
• 4.4.4 施加载荷及约束
• 4.4.5 计算结果
• 4.4.6 计算结果分析
• 4.5 沥青路面微波加热快速维修设备加热温度场的 ANSYS 分析
• 4.5.1 微波加热温度场仿真的理论基础
• 4.5.2 微波加热温度场仿真模型的建立
• 4.6 沥青路面微波加热快速维修设备现场实验
• 4.6.1 实验目的
• 4.6.2 主要实验仪器
• 4.6.3 被试材料
• 4.6.4 实验方案
• 4.7 结论
• 4.7.1 现场实验和 ANSYS 数据
• 4.7.2 结论
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A
• 详细摘要