二元复合微波增强沥青混凝土加热效率仿真与试验研究

作者：刘小明; 魏子奇; 赵昱

来源：土木工程学报, 2021, 54(12): 116-123.

DOI：10.15951/j.tmgcxb.2021.12.011

• 绿色道路养护技术
• SiC-Fe3O4二元电磁复合材料
• COMSOL Multiphysics
• 微波加热效率
• 温度均匀性

微波加热是沥青混凝土路面的一种新型绿色养护技术,但目前微波吸收效率低下与沥青混凝土导热能力差是阻碍其推广应用的关键。基于阻抗匹配理论,考虑到掺加单一微波增强剂的局限性,提出一种改进的二元电磁复合型微波增强剂;将SiC和Fe3O4二元复合作为微波增强剂,采用矢量网络分析仪对微波增强剂样品的电磁参数进行测量。考虑到实验室缺少测量沥青混凝土内部温度的有效方法,采用COMSOL Multiphysics软件对微波加热沥青混凝土的温升速率和热量分布进行数值模拟,同时对其路用性能进行试验研究。研究结果表明:当SiC和Fe3O4的质量比是1∶2时(S1F2),S1F2的反射损耗达到了-22.12dB,比纯SiC的反射损耗低13.97dB。掺S1F2的沥青混凝土的平均升温速率为0.322℃/s,是对照组的1.87倍,并且高于单掺SiC (0.212℃/s)和Fe3O4 (0.231℃/s)的沥青混凝土,且热量分布最均匀;相较于单相微波增强剂,掺二元复合材料的沥青混凝土微波吸收能力更强;同时,掺S1F2的沥青混凝土的抗水损害性能有一定程度的提高。

• 单位
  中南大学