相变材料对沥青混合料温度与性能的影响研究

论文摘要

沥青路面以其独特的优势在我国公路建设中占有重要的地位,在其得到广泛应用的同时,还面临着与温度有关的一些病害。对于此类病害,国内外提出了沥青改性、添加纤维、优化级配组成等技术措施来进行解决,但都是被动应对沥青路面使用过程中面临的环境气温变化,效果有限。本研究旨在探索研究相变材料在沥青路面中应用的可行性与面临的关键技术问题,利用相变材料的相变潜热特性,主动调控沥青混合料的使用温度,为提高沥青路面对环境变化的适应能力探索新的思路。本研究综合现有相变材料种类及其特点,结合沥青混合料用相变材料的技术要求,最终确定有机类固-液相变材料为试验用材料。通过热传导理论分析,以及掺相变材料的沥青混合料的温度模拟试验,分析认为相变材料对沥青混合料的使用温度有一定的调控作用。掺相变材料的沥青混合料的路用性能试验分析表明,相变材料的掺入提高了沥青混合料的水稳定性,但对高温稳定性和低温性能有不利影响。在掺相变材料的沥青混合料中掺入其它改性剂进行复合改性,劈裂强度试验结果表明,掺入其它改性剂可以提高沥青混合料的性能，但效果有限,且会提高材料成本。综合试验结果分析认为,相变材料在高温条件下掺入沥青混合料中,部分将从载体中渗漏,并溶于沥青,使沥青被稀释,从而使得沥青与集料间的粘附力降低,是相变材料对沥青混合料性能产生不利影响的本质原因。研究中利用溶胶-凝胶法分别对纯相变材料以及以硅粉、漂珠和活性炭为载体的相变材料进行包覆,制备了复合相变改性剂；通过电镜扫描和差热分析实验表明,活性炭载体复合相变改性剂在这几种材料中具有较好的特性,活性炭可作为相变材料载体的首选。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 国内外研究概况
• 1.3 沥青混合料用相变材料技术要求与选择
• 1.4 主要研究内容
• 第二章 相变材料对沥青混合料温度的调控效果研究
• 2.1 调温效果理论分析
• 2.2 温度调控模拟试验
• 2.3 本章小结
• 第三章 相变材料对沥青混合料路用性能的影响
• 3.1 高温稳定性
• 3.2 低温性能
• 3.3 水稳定性
• 3.4 复合改性分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 沥青混合料用复合相变改性剂的制备与分析
• 4.1 复合相变材料
• 4.2 溶胶-凝胶法
• 4.3 复合相变改性剂的制备
• 4.4 复合相变改性剂SEM实验分析
• 4.5 复合相变改性剂DSC实验分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 主要研究结论与建议
• 5.1 主要研究结论
• 5.2 进一步研究建议
• 参考文献
• 致谢