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就地热再生温度场模拟分析及控制研究
| 论文题名： | 就地热再生温度场模拟分析及控制研究 |
| 关键词： | 路面养护;就地热再生;温度场;加热均匀性;控制策略 |
| 摘要： | 沥青路面就地热再生技术可处理多种病害，实现100%旧料再利用，且施工速度快，已经成为最佳路面养护技术之一。作为一种高度集成化施工技术，原路面的加热是就地热再生的关键一环。加热质量的好坏直接影响再生路面使用性能。目前而言，仍然没有可参考的指标和标准来评价加热质量，以规范加热过程；加热过程主要根据施工经验来控制加热机组，容易造成加热质量较大波动；传统的间断多级加热方式仍然产生过加热现象，容易导致沥青过渡老化等问题。因此，本文对就地热再生加热温度场展开研究。 首先，利用红外热像仪收集多种加热机组现场加热温度场，并采用数字图像处理及神经网络相结合方式对现场收集的畸变热像图进行校正，为加热温度场质量量化提供可能。并且从加热温度均匀性，加热效果及过加热角度出发，分别提出了温度横向均匀性系数Tu、温度代表值RT、温度高于200℃百分比PTA200三个指标，并且结合现场数据对三种加热系统温度场进行分析和比较，得出明火加热及红外辐射具有更好的加热效果，热风循环式加热温度均匀性更好；随着路表温度升高，为了防止过加热出现，对加热均匀性具有更高的要求。当采用200℃作为高温临界温度时，控制RT+RT×Tu应该小于190℃。 其次，利用随机骨料算法建立沥青混合料二维细观模型，通过仿真试验方法分析了级配、油石比、空隙率对沥青混合料热物性影响。然后，建立沥青路面一维传热模型，通过就地热再生现场加热试验，埋置温度传感器，实测关键点温度，通过细观仿真试验计算路面结构层热物性参数，拟合传热模型，模拟沥青路面加热温度场并且反演计算加热机最大、最小功率下辐射热流密度，然后通过遗传优化算法找出不同运行速度下，加热机组的最优组合，既能满足铣刨温度要求，也能最小化能量的消耗，为现有加热机组控制提供理论依据。 最后，通过数值模拟分析传统连续恒功率加热及间断恒功率加热容易产生过加热现象，改进的连续恒温变功率及间断感温恒功率加热方式虽然可以避免过加热发生，但在实际工程中很难应用，最后将理想恒温热流密度曲线离散化为几个恒定值，提出了离散化恒温加热控制方式，仍能满足恒温加热要求，且能在实际加热机组中应用，并结合分层加热施工工艺，极大提高加热速度。 |
| 作者： | 韩东东 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 赵永利;孙一兵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2019 |
| 正文语种： | 中文 |
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