基于三维随机集料的钢渣沥青混合料微波加热和冷却过程温度模拟

为研究钢渣透水沥青混合料在微波加热和冷却过程中的温度分布以及不同材料之间的传热机理，采用钢渣集料部分替换玄武岩粗集料(4.75～9.50 mm、9.50～13.20 mm),基于三维随机集料构建沥青混合料试件的细观模型，分别模拟了普通玄武岩集料试件(PAC-B)、普通钢渣粗集料试件(PAC-US)及改性钢渣粗集料试件(PAC-MS)3种沥青混合料在连续微波加热和冷却过程的温度分布，并将数值模拟结果与室内试验相互验证。结果表明：无论是加热过程还是冷却过程，沥青砂浆的表面温度分布区域与集料表面温度分布区域均一致，且集料表面的最高温度要大于沥青砂浆的表面最高温度，说明集料吸波能力强于沥青砂浆。在冷却过程中，集料向沥青砂浆传导热量，二者之间温差不断减小。对于同一种试件，集料(2.36～4.75 mm、4.75～9.50 mm、9.50～13.20 mm)粒径在4.75～9.50 mm范围内的体积平均温度最高。加热和冷却过程中，2种钢渣集料试件PAC-US、PAC-MS温度均高于PAC-B。将非均质数值模拟结果与室内试验结果对比，二者吻合度较好，用非均质模型模拟微波加热与冷却过程温度具有可行性。