5.8GHz微波应用于沥青路面就地热再生研究

【摘要】：为了解决2.45GHz微波应用于沥青路面养护存在的加热时间较长,单位加热面积能耗较高的问题,本文提出了将5.8GHz微波应用于沥青路面养护。 首先对5.8GHz磁控管供电系统进行研究,设计5.8GHz磁控管供电电路。设计了5.8GHz磁控管大小两种口径波导,60mm*80mm和92mm*102mm。通过测试,二者均能满足要求,其中考虑到尽可能少的磁控管组成尽可能大的微波加热墙,选择大口径直波导进行微波应用研究。 其次通过研究得出,5.8GHz磁控管使用中要尽可能减少波导口离路面的距离。考虑到路面不平及微波加热墙微波屏蔽需要,波导口离路面的距离在50mm左右。 使用CST及ANSYS仿真软件对2.45GHz和5.8GHz微波加热沥青路面的深度和温升进行了仿真研究,然后进行了实验验证,得出5.8GHz微波能够满足沥青路面微波养护要求。研究结果表明: 在距沥青混凝土路面0-75mm范围内,5.8GHz磁控管加热沥青混凝土的温升速率是2.45GHz磁控管的2-3倍。 加热8-10分钟,距沥青混凝土路面0-75mm范围内的沥青混凝土温升能够满足沥青道路面层养护要求。5.8GHz微波加热沥青路面深度为7cm-8cm,约是2.45GHz微波加热沥青路面深度的一半。加热同样面积的沥青路面到相同温度,5.8GHz微波养护设备是2.45GHz微波养护设备消耗能量的1/3。 最后对5.8GHz频率微波加热沥青混合料路用性能研究,得出5.8GHz微波加热沥青能够满足混合料的热再生要求。 【关键词】：5.8GHz微波 沥青路面 养护 CST 仿真和实验
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：U418.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-25
• 1.1 微波加热原理及其应用11-16
• 1.1.1 微波加热原理11-15
• 1.1.2 微波加热沥青混凝土优势15
• 1.1.3 微波加热系统组成15-16
• 1.2 微波应用于沥青路面就地热再生研究16-24
• 1.2.1 微波加热沥青混凝土原理16-17
• 1.2.2 2.45GHz 沥青路面微波现场热再生现状及不足17-23
• 1.2.3 5.8GHz 微波沥青路面微波现场热再生23-24
• 1.3 本文研究内容24-25
• 第二章 5.8GHz 磁控管供电系统及波导研究25-33
• 2.1 5.8GHz 微波的应用25-26
• 2.2 5.8GHz 磁控管供电系统设计26-29
• 2.2.1 5.8GHz 磁控管参数26-27
• 2.2.2 5.8GHz 磁控管供电系统27
• 2.2.3 5.8GHz 磁控管测试系统搭建27-29
• 2.3 5.8GHz 磁控管波导设计29-32
• 2.3.1 波导设计理论29
• 2.3.2 5.8GHz 磁控管直波导设计29-32
• 2.4 小结32-33
• 第三章 5.8GHz 微波波导口距沥青混凝土表面高度研究33-42
• 3.1 仿真研究35-39
• 3.1.1 仿真模型建立35
• 3.1.2 仿真结果35-39
• 3.1.3 仿真分析39
• 3.2 5.8GHz 适用喇叭波导加热高度实验39-41
• 3.2.1 驻波比测试39-40
• 3.2.2 不同高度加热实验40-41
• 3.2.3 结果分析41
• 3.3 小结41-42
• 第四章 5.8GHz 微波加热沥青混凝土深度研究42-50
• 4.1 5.8GHz 微波加热沥青混凝土深度仿真43-46
• 4.1.1 仿真假设43
• 4.1.2 5.8GHz 和2.45GHz 微波加热深度的比较43-45
• 4.1.3 仿真结论45-46
• 4.2 5.8G 与2.45G 微波加热深度的对比实验46-49
• 4.2.1 实验目的及方法46-47
• 4.2.2 测试数据及分析47-49
• 4.2.3 实验结论49
• 4.3 小结49-50
• 第五章 5.8GHz 微波加热沥青混凝土温升速率研究50-56
• 5.1 5.8GHz 微波加热温升速率仿真研究50-52
• 5.1.1 加热中心沿深度方向路径1 的温度分布51
• 5.1.2 特征点时间历程分析51-52
• 5.2 5.8GHz 微波加热温升速率实验研究52-54
• 5.2.1 实验设备及方案52-53
• 5.2.2 实验数据及分析53-54
• 5.2.3 指定深度温升随时间变化分析54
• 5.3 小结54-56
• 第六章 5.8GHz 微波加热沥青混合料路用性能研究56-65
• 6.1 2.45GHz 与5.8GHz 微波加热沥青混合料动稳定度测试57-58
• 6.2 2.45GHz 与5.8GHz 微波加热沥青混合料低温劈裂抗拉强度测试58-59
• 6.3 2.45GHz 与5.8GHz 微波加热沥青混合料浸水马歇尔稳定度测试59-62
• 6.4 2.45GHz 与5.8GHz 频率微波加热沥青混合料冻融劈裂测试62-64
• 6.5 小结64
• 6.6 结论及展望64-65
• 第七章 结论65-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-71
• 攻硕期间取得的研究成果71-72

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