Detailergebnis zu DOK-Nr. 80196
Untersuchung über das Gradientenheilungsverhalten der induktiven heilenden Asphaltmischung basierend auf Temperatur- und Magnetfeldverteilung (Orig. engl.: Investigation on gradient healing behavior of inductive healing asphalt mixture based on temperature and magnetic field distribution)
| Autoren |
C. Fu |
|---|---|
| Sachgebiete |
9.1 Bitumen, Asphalt 11.1 Berechnung, Bemessung, Lebensdauer |
Aachen: RWTH Aachen University, Institut für Straßenwesen, 2023, Dissertation, XII, 151 S., zahlr. B, T, Q. - Online-Ressource: verfügbar unter: htpps://publications.rwth-aachen.de/record/977006
Die induktive heilende Asphaltmischung (IHAM) ist darauf ausgelegt, die Selbstheilung zu fördern, indem sie Wärme erzeugt. Dies wird erreicht, indem leitfähige Metalle eingeführt werden, um die elektrische Leitfähigkeit der Mischung zu verleihen, sodass sie Wärme erzeugen kann, wenn sie einem alternierenden Magnetfeld ausgesetzt ist. Um die Heilungseffizienz zu verbessern, konzentrierten sich die Forscher zunächst darauf, die Oberflächenheizrate der Mischungen zu beschleunigen. Sie stellten jedoch fest, dass ungleichmäßige Magnetfelder zu einer ausgeprägten Gradientenerwärmung zwischen den oberen und unteren Teilen der Mischung führten, was zu einem nachteiligen Gradientenheilungsphänomen und einer schlechten Heilungswirkung des unteren Teils führte. In der Dissertation wurden drei Strategien vorgeschlagen, um diese Probleme von IHAM zu lösen, die auf Temperatur- und Magnetfeldverteilung basieren. Die erste und zweite Strategie beinhalten die Anpassung des Typs und der Anzahl der leitfähigen Metalle in den oberen und unteren Teilen basierend auf der Temperaturfeldverteilung. Insbesondere werden in Regionen, in denen der Temperaturanstieg langsamer ist, mehr leitfähige Metalle oder leitfähige Metalle mit besseren Induktionsheizeffekten eingebaut. Dieser Ansatz zielt darauf ab, die Heizrate des unteren Teils enger an die des oberen Teils anzupassen und damit ein gleichmäßiges Temperaturfeld zu erreichen. Die dritte Strategie beinhaltet die Einführung einer magnetisch leitenden Asphaltmischung (MACM) unterhalb der IHAM, um eine Verbundstruktur zu schaffen. Die MACM dient dazu, das Magnetfeld zum unteren Teil der IHAM zu lenken, um das ungleichmäßige Magnetfeld zu mildern und die Heizrate zu verbessern. Zusammenfassend präsentiert die Dissertation drei innovative Strategien, die auf Temperatur- und Magnetfeldverteilung basieren und die Gradientenheilungsfähigkeiten herkömmlicher IHAM deutlich verbessern. Über die Darstellung der Erfolge hinaus identifiziert die Arbeit drei relevante Forschungsrichtungen für die Zukunft: (1) Etablierung eines dreidimensional zufällig verteilten Mehrfeld-Finite-Elemente-Modells zur Aufdeckung der komplexen Wärmeerzeugungs- und Wärmeübertragungsprozesse von IHAMs; (2) Vorschlag der spezifischen Herstellungsmethode der neuartigen IHAMs im Labor, in der Asphaltmischanlage und auf der Teststrecke; (3) Codierung der IHAMs zur Führung autonomer Fahrzeuge.