مقایسه گرمایش القایی و مایکرویوی در ترمیم مخلوط‌های آسفالتی حاوی مصالح رسانا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

مدیر گروه آموزشی راه و ترابری دانشکده عمران دانشگاه علم و صنعت

چکیده

یکی از روش‌های شناخته‌شده در خصوص بازگشت خرابی‌های مخلوط آسفالتی و در نتیجه افزایش طول عمر آن، خودترمیمی ‏است که بدلیل منافع متعدد آن همواره مورد توجه محققین بوده است. اِعمال انرژی حرارتی یا گرمایش مخلوط آسفالتی از ‏طریق تسریع فرآیند ترمیم قیر به خودترمیمی مخلوط آسفالتی می‌انجامد. دو شیوه اصلی گرمایش القایی و مایکرویوی در این ‏زمینه بکار رفته‌اند. این مقاله سعی دارد که این دو روش ترمیم گرمایشی را با هم مقایسه و گزینه مناسب‌تر را معرفی کند. برای ‏این منظور، از هر دو روش گرمایش القایی و مایکرویوی برای اِعمال حرارت به اجزای تشکیل‌دهنده مخلوط آسفالتی شامل قیر، ‏فیلر و مصالح سنگی استفاده شده است. نتایج تحقیق نشان داد که نرخ گرمایش مایکرویوی ماستیک قیری حاوی مواد رسانا ‏بیشتر از نرخ گرمایش القایی آن است؛ بطوری‌که نرخ گرمایش مایکرویوی نمونه ماستیکی حاوی 10 درصد وزنی پودر آهن ‏‏(‏C/s‏° 100/0) بیشتر از سه برابر نرخ گرمایش القایی آن (‏C/s‏° 031/0) بوده است. بعلاوه ماستیک قیری گرم‌شده با مایکرویو ‏دارای توزیع حرارتی یکنواخت‌تری است که به خودترمیمی آن کمک می‌کند. همچنین گرمایش القایی قابلیت گرم‌کردن قیر ‏فاقد افزودنی رسانا و سنگدانه‌های فاقد مواد رسانا (که عمده سنگدانه‌های مصرفی در این گروه‌اند) را ندارد، در حالی‌که ‏روش مایکرویوی برای گرمایش اجزای فاقد/دارای مواد رسانا قابل استفاده است. البته افزودن مواد رسانا می‌تواند نرخ گرمایش ‏مایکرویوی را افزایش دهد؛ بطوری‌که افزودن 10 درصد وزنی پودر آهن به قیر توانست نرخ گرمایش مایکرویوی آن‌را از ‏‏083/0 به 100/0 افزایش داد. از طرف دیگر میزان انرژی مصرفی برای حصول نتایج یکسان در روش گرمایش القایی چندین ‏برابر روش مایکرویوی است. از اینرو، استفاده از روش گرمایش مایکرویوی به جای گرمایش القایی برای ترمیم گرمایشی ‏مخلوط‌های آسفالتی توصیه می‌شود.‏

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The comparison of induction and microwave heating in the healing ‎process of asphalt mixtures containing conductive materials

نویسندگان [English]

  • Mahmoud Ameri
  • Mansour Sadeghiavaz
Iran University of Science and technology
چکیده [English]

One of the well-known methods regarding the return of asphalt mixture failures and, as a result, ‎increasing its lifespan is self-healing, which has always been of interest to researchers due to its ‎many benefits. Applying thermal energy or heating the asphalt mixture leads to self-healing the ‎asphalt mixture by accelerating the bitumen healing process. Two main methods of induction ‎heating and microwave are used in this field. This article compares these two heating-healing ‎methods and introduces the more appropriate option. For this purpose, both induction and ‎microwave heating methods have been used to apply heat to the components of the asphalt ‎mixture, including bitumen, filler, and aggregates. The research results showed that the ‎microwave heating rate of bituminous mastic containing conductive materials is higher than its ‎induction heating rate, so the microwave heating rate of the mastic sample containing 10% by ‎weight of iron powder (0.100 °C/s) was more than three times its induction heating rate (0.031 ‎‎°C/s). Additionally, bituminous mastic heated with microwaves exhibits a more consistent ‎thermal distribution, which enhances its self-healing properties. Unlike induction heating, which ‎requires conductive additives and aggregates, the microwave method can heat components with ‎or without conductive materials. However, the addition of conductive materials can accelerate ‎the microwave heating process. For instance, adding 10 percent by weight of iron powder to ‎bitumen could increase its microwave heating rate from 0.083 to 0.100. In contrast, achieving ‎the same results with the induction heating method requires several times more energy than the ‎microwave method. Therefore, it is advisable to use the microwave heating method instead of ‎induction heating for the thermal healing of asphalt mixtures.‎

کلیدواژه‌ها [English]

  • Induction heating
  • Microwave heating
  • asphalt mixture healing
  • Thermography.‎