道路沥青混合料介电常数研究

发布时间：2020-05-28 00:29

【摘要】：本文以武汉西四环线沥青路面铺装项目作为工程依托,针对无损检测技术原理,在对现有的沥青混合料介电模型进行优选的基础上,从理论方面推导了沥青混合料介电常数与密度、沥青含量这两个工程指标的联系,通过对武汉西四环线沥青路面各面层芯样的试验分析验证相关理论的实用价值,同时明确了检测频率、温度条件对于沥青混合料介电常数的影响关系,得到的主要结论如下:(1)通过对现有的常用沥青混合料介电模型进行对比、优选,并基于Maxwell方程组推导出了适用性较强的沥青混合料介电模型,通过室内试验的对比分析确定了能较好适用于沥青混合料的介电模型。(2)通过理论推导得到沥青混合料介电常数与密度、沥青含量这两个工程指标的理论联系,通过室内试验对该模型的可行性进行了验证。结果表明其计算值与实际结果偏差较小,证明构建沥青混合料介电常数与密度、沥青含量的关系,从而扩展探地雷达无损检测的内容是切实可行的。(3)结合武汉西四环线沥青路面铺装项目,钻芯得到沥青路面各层芯样若干,基于探地雷达无损检测技术从工程实际角度对沥青路面密度与沥青含量的可靠性与适用性进行验证。结果表明采用探地雷达对沥青路面密度检测具有一定的可行性,但由于实际因素影响,对于沥青路面沥青含量的检测还需进一步研究。(4)针对检测频率和温度条件对于探地雷达无损检测精度的影响,通过理论推导构建了基于检测频率和温度条件的沥青混合料介电模型,并结合控制变量法采用连续变温试验验证了该模型的可靠性与适用性。结果表明检测频率和温度确实会对沥青混合料产生一定的影响,且影响规律与本文提出的理论模型相契合。综上所述,本文所得到的道路沥青混合料介电模型的研究及应用成果,从理论上构建了沥青混合料介电常数与部分工程指标的关系,拓展了探地雷达等无损检测设备的检测内容,并明确了外界因素的影响规律,为工程实际应用提供了参考依据。
【图文】：

图 2-1 沥青混合料组成图般情况下，介质材料在没有被施加外电场时，其内部结构中的电荷相排斥、异号互相吸引的基本规律分布的，故而呈现为中性状态。雷达无损检测技术对道路进行检测时，探地雷达设备发射的电磁波材料被放置于电磁场中，同时也会受到外电场的作用，从而使得道再显示为中性。这主要是由于磁场和外电场的存在，，道路复合材料排列了电荷的分布，具有相当数量的电荷由于受到外加电场的作用复合材料的表面，电磁学理论中将这种现象称为极化现象[46]。物理学科中，一般把对材料极化特性进行描述的物理量称为介电常数的数值大小与材料的极化能力紧密相关，极化能力的强弱也表征数的数值大小。通常极化能力较强的材料介电常数数值较大，极化材料介电常数数值较小。一般对材料的极化能力强弱产生影响的主自身的微观结构、外界环境温度、入射的电磁波频率等，也就是说常数数值大小会随着材料自身的微观结构、外界环境温度和入射电

图 2-2 平板电容测试示意图料性质的不同，目前结合网络分析仪来对测定介电文结合实际需求，仅选择几种常见的介电常数测量头法（CoaxialProbe）、自由空间波法（Free-Space这三种的物质介电常数测量方法。本文在介绍原理的测量特点进行了分析，选择一种测量方法作为本数的测量方法。法技术核心是传输线理论，也同样与材料的特性阻抗法的基本工作流程为：电磁波从网络分析仪发射后测材料等物质组成）完成传播过程，假定待测材料够大，以至于电磁波经过待测材料后可以使得传输
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U414

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本文编号：2684401