相變?yōu)r青混合料的制備與調(diào)溫機(jī)理研究.pdf

1、瀝青混凝土路面黑度大,吸熱能力強(qiáng),容易引發(fā)高溫車轍等相關(guān)病害,據(jù)統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)外每年80％以上的道路養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用都用于高溫車轍等病害的處理,浪費(fèi)了大量的人力、物力和財(cái)力;國(guó)內(nèi)外通常采用瀝青改性、摻加纖維、優(yōu)化級(jí)配等手段被動(dòng)應(yīng)對(duì)瀝青混凝土路面所處光熱環(huán)境變化和車輛重載的影響,但效果有限;另外瀝青混凝土路面鋪筑面積廣,加劇了城市熱島效應(yīng)。因此,本文從主動(dòng)控制瀝青混凝土溫度場(chǎng)角度出發(fā),開展了相變?cè)?、材料耐熱性、相變?yōu)r青流變性及改性機(jī)理、相變材料導(dǎo)

2、入封裝工藝以及相變?yōu)r青混合料調(diào)溫效果和調(diào)溫機(jī)理等方面的研究,為相變?yōu)r青混合料的實(shí)際工程應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
　　建立共晶系相變理論預(yù)測(cè)模型,應(yīng)用該模型對(duì)二元體系熱物性參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè),通過步冷曲線法繪制二元相圖并對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)該相變模型預(yù)測(cè)可靠。
　　提出了路面用相變材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并進(jìn)行篩選,應(yīng)用差示掃描量熱法(DSC)、熱重分析法(TG)和紅外光譜分析法(FTIR)對(duì)所選相變材料的耐熱性進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)PEG類耐熱性良好。

3、
　　開展了不同相變材料對(duì)瀝青三大指標(biāo)的影響研究,表明PEG4000摻量20%時(shí)對(duì)瀝青三大指標(biāo)影響較小。鑒于相變材料特定溫度域的相變特性,采用動(dòng)態(tài)剪切流變儀(DHR)分析了溫度掃描模式下相變?yōu)r青的高溫、低溫及疲勞性能,表明相變材料的直接摻入對(duì)瀝青的流變性均有一定影響。應(yīng)用FTIR和熒光顯微鏡技術(shù)開展了相變?yōu)r青改性機(jī)理研究,表明相變材料與瀝青之間沒有發(fā)生化學(xué)變化,相變顆粒在瀝青中成不均勻微米級(jí)分布。
　　應(yīng)用壓汞法開展了陶?？?/p>

4、隙結(jié)構(gòu)特性的表征研究,篩選出C3和C5陶粒為本試驗(yàn)用。應(yīng)用工業(yè)CT開展了相變材料導(dǎo)入效果的研究,表明相變材料的導(dǎo)入率為32~42%,導(dǎo)入效果良好。提出了高溫抽真空導(dǎo)入環(huán)氧固化封裝工藝,以玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度Tg和維氏硬度為評(píng)價(jià)指標(biāo),表明該環(huán)氧封裝層性能良好,同時(shí)應(yīng)用該工藝制備復(fù)合相變集料,分析了復(fù)合相變集料的熱物性、相變穩(wěn)定性以及耐熱性,表明各項(xiàng)性能良好。
　　在制備相變?yōu)r青混合料的基礎(chǔ)上,應(yīng)用瞬態(tài)平板熱源法(HotDisk)、非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)

5、熱法(設(shè)計(jì)試驗(yàn))以及比熱容間接測(cè)量法開展了熱擴(kuò)散系數(shù)?和比熱容C的測(cè)定研究,表明相變溫度域C的波峰增大及?的波谷減小是相變調(diào)溫的關(guān)鍵。分析了瀝青混凝土路面光熱環(huán)境影響因素并自行設(shè)計(jì)制造了太陽光熱溫控箱,開展了相變?yōu)r青混合料調(diào)溫效果試驗(yàn)研究,室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果表明可降溫8~10℃,相變調(diào)溫效果良好。開展了相變?yōu)r青混合料的路用性能驗(yàn)證研究,表明:直接摻入法制備的相變?yōu)r青混合料的路用性能,隨相變材料摻量的增大而降低,而同比摻入復(fù)合相變集料的相變