導(dǎo)電瀝青混凝土的導(dǎo)電特性與工程應(yīng)用研究.pdf

1、隨著我國(guó)瀝青混凝土路面建設(shè)的飛速發(fā)展，路面的養(yǎng)護(hù)與安全問題受到廣泛的重視，對(duì)養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)的判斷，冬季的融雪化冰的研究已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外瀝青混凝土材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。近些年來，導(dǎo)電瀝青混凝土以其具有良好的壓敏性能，自愈合性能和電熱性能受到廣泛的關(guān)注并進(jìn)行了相關(guān)研究。目前，導(dǎo)電瀝青混凝土的很多制備技術(shù)，性能參數(shù)測(cè)試都是在室內(nèi)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上完成的，這在一定程度上限制了導(dǎo)電瀝青混凝土在工程實(shí)踐中的應(yīng)用。因此，探明導(dǎo)電瀝青混凝土導(dǎo)電特性與原材料，外界條件的

2、關(guān)系，揭示導(dǎo)電填料與瀝青的界面行為，研究導(dǎo)電瀝青混凝土老化后的性能，提出導(dǎo)電瀝青混凝土的施工關(guān)鍵技術(shù)對(duì)導(dǎo)電瀝青混凝土的推廣與應(yīng)用具有重要的理論指導(dǎo)意義。
　　本文從原材料與外界條件出發(fā)，研究了瀝青、導(dǎo)電填料和集料對(duì)導(dǎo)電特性的影響，揭示了不同壓力、不同溫度、不同濕度條件下的導(dǎo)電特性變化規(guī)律；利用X熒光分析(XRF)、掃描電鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、紫外可見光譜(UV-Vis)、接觸角測(cè)量等技

3、術(shù)手段表征了導(dǎo)電填料與瀝青的界面行為；通過室內(nèi)加速老化的方法，測(cè)試?yán)匣蟮膶?dǎo)電瀝青混凝土的路用性能與電學(xué)性能，建立老化衰減模型，評(píng)價(jià)其服役行為；提出了導(dǎo)電瀝青混凝土的拌和、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓技術(shù)，并測(cè)試了近2年的電學(xué)性能與路用性能的變化。主要結(jié)論如下：
　?。?）為了獲得優(yōu)良的導(dǎo)電特性，集料的個(gè)體特征方面，其長(zhǎng)寬比應(yīng)小于2:1，偏心率小于0.78為宜；集料的組合特征方面，Superpave與AC級(jí)配具有類似的試驗(yàn)結(jié)果，都具有良好的空

4、隙和連通性。此外，鱗片石墨的表面間距與導(dǎo)電瀝青混凝土的礦料間隙率（VMA），空隙率（VV），石墨的體積摻量，石墨的粒徑有關(guān)，并建立了導(dǎo)電瀝青混凝土的電阻模型。
　　（2）在恒力作用下導(dǎo)電瀝青混凝土出現(xiàn)電阻蠕變；在變力的作用下導(dǎo)電瀝青混凝土出現(xiàn)壓敏現(xiàn)象。這與導(dǎo)電通路的形成，石墨-瀝青-集料界面效應(yīng)，微裂縫效應(yīng)有關(guān)。
　?。?）在不同的溫度、濕度作用下，導(dǎo)電瀝青混凝土的電阻隨著溫度、濕度而變化，表現(xiàn)出一定的溫度、濕度效應(yīng)，表明導(dǎo)

5、電瀝青混凝土經(jīng)過多年的服役后，其電阻不單反映當(dāng)時(shí)的內(nèi)部疲勞損傷情況，還會(huì)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件而發(fā)生不可逆的增加。
　?。?）鱗片石墨表面介孔多，孔隙發(fā)達(dá)，比表面積大，瀝青可在其表面形成較為發(fā)育的吸附溶化膜。瀝青與石墨的粘附功隨著瀝青的溫度升高而增加。鱗片石墨在瀝青中拌和時(shí)，處于先吸熱后放熱的過程。
　?。?）石墨-瀝青分散系統(tǒng)是一個(gè)松散的均勻堆積系統(tǒng)，導(dǎo)電瀝青膠漿中導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的電阻主要就是石墨顆粒間的電阻。鱗片石墨顆粒在酸環(huán)境下

6、ζ電位均為正值，表明石墨-瀝青體系的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)是比較穩(wěn)定的體系。
　?。?）經(jīng)過室內(nèi)加速老化后，導(dǎo)電瀝青混凝土與普通瀝青混凝土相比，路用性能接近。導(dǎo)電瀝青混凝土的電學(xué)性能的衰減是由上至下的，由外而內(nèi)的。利用時(shí)溫等效原理建立了導(dǎo)電瀝青混凝土的在135℃老化條件下的路用性能與電學(xué)性能的老化衰減模型。
　?。?）建立了導(dǎo)電瀝青混凝土的拌和模型，提出了將石墨加入技術(shù)；確定了導(dǎo)電瀝青混凝土的拌和工藝。采用“三明治”結(jié)構(gòu)的電極形式，提出了