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

یکی از روش‌های شناخته‌شده در خصوص بازگشت خرابی‌های مخلوط آسفالتی و در نتیجه افزایش طول عمر آن، خودترمیمی است که به‌دلیل 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 مایکروویوی در این زمینه به‌کار 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 مایکروویوی برای اِعمال حرارت به اجزای تشکیل‌دهنده مخلوط آسفالتی شامل قیر، فیلر و مصالح سنگی استفاده شده است. نتایج تحقیق نشان داد که نرخ گرمایش مایکروویوی ماستیک قیری حاوی مواد رسانا بیشتر از نرخ گرمایش القایی آن است؛ به‌طوری که نرخ گرمایش مایکروویوی نمونه ماستیک حاوی 10 درصد وزنی پودر آهن (0/100 °c/s) بیشتر از سه برابر نرخ گرمایش القایی آن (0/031 °c/s) بوده است. بعلاوه، ماستیک قیری گرم‌شده با مایکروویو دارای توزیع حرارتی یکنواخت‌تری است که به خودترمیمی آن کمک می‌کند. همچنین، گرمایش القایی قابلیت گرم کردن قیر فاقد افزودنی رسانا و سنگدانه‌های فاقد مواد رسانا را ندارد؛ در حالی که روش مایکروویوی برای گرمایش اجزای فاقد/دارای مواد رسانا قابل استفاده است. البته افزودن مواد رسانا می‌تواند نرخ گرمایش مایکروویوی را افزایش دهد؛ به‌طوری که افزودن 10 درصد وزنی پودر آهن به قیر توانست نرخ گرمایش مایکروویوی آن را از 0/083 به 0/100 افزایش دهد. از طرف دیگر، میزان انرژی مصرفی برای حصول نتایج یکسان در روش گرمایش القایی چندین برابر روش مایکروویوی است. از این‌رو، استفاده از روش گرمایش مایکروویوی به جای گرمایش القایی برای ترمیم گرمایشی مخلوط‌های آسفالتی توصیه می‌شود.

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

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, addition of conductive materials can accelerate the microwave heating process. for instance, adding 10% 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 thermal healing of asphalt mixtures.