复合相变材料对沥青混凝土控温及路用性能研究

发布时间：2020-04-24 15:13

【摘要】：沥青路面因具有平整度高、舒适性好和噪音低等优点被广泛应用于高速公路和城市道路中,但在夏季高温时,沥青路面易产生车辙、裂缝、推移等病害,严重影响了沥青路面的服务性能和使用寿命,同时沥青路面高温时会向环境中释放有机挥发物和热量,影响人们的生活环境。本文依据相变材料的储热理论,制备了复合相变材料,通过不同掺加方式制备出相变沥青混凝土,高温时能实现降低沥青路面升温速率和温度峰值的调温效果。相变材料以两种方式掺加到沥青混凝土中,第一种是按照不同比例等体积替代粗集料制备出相变集料,再制备出相变沥青混凝土;第二种是将复合相变材料研磨成粉,按照不同比例(占沥青质量)加到沥青中制备出相变沥青,再由相变沥青制备出相变沥青混凝土。根据沥青路面工程使用材料的技术要求和施工工艺,选取1:1固液石蜡和聚乙二醇2000作为相变材料,通过真空吸附制备了 1:1固液石蜡-陶粒、1:1固液石蜡-膨胀珍珠岩、聚乙二醇2000-陶粒、聚乙二醇2000-膨胀珍珠岩四种复合相变材料;采用不同配比的封装材料对复合相变材料进行封装,制备出复合定型相变材料,通过热稳定性确定最佳封装工艺,并通过步冷曲线、DSC和扫描电镜试验测定出相变温度和相变焓;制备聚乙二醇2000-膨胀珍珠岩相变沥青,对其针入度、软化点、延度、老化性能、与集料的黏附性和调温性能等进行测定;将四种复合定型相变材料和聚乙二醇2000-膨胀珍珠岩相变沥青制备成相对应的五种相变沥青混凝土,对其导热系数、比热容、调温性能和路用性能进行测试。试验结果表明:1:1固液石蜡和聚乙二醇2000的相变温度低于沥青软化点,满足试验要求;最佳封装工艺为环氧树脂、固化剂、无水乙醇,质量比为7:3:1;封装后的复合定型相变材料热稳定性良好,100次相变循环后质量损失率仅1.28%;随着相变材料掺量的增加,相变沥青针入度和延度逐渐降低,软化点和老化性能逐渐提高,与集料的黏附性影响不大,调温性能逐渐提高;随复合相变材料掺量的增加,相变沥青混凝土的比热容随之增大,导热性却随之降低,调温效果也随之逐渐明显,但路用性能降低,由相变沥青制备的相变沥青混凝土相变材料掺量为15%时,其水稳定性不满足规范要求,其它四类相变沥青混凝土路用性能均满足规范要求。
【图文】：

技术路线图,温病,绪论,技术路线

图１．１技术路线图逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ邋ｒｏａｄｍａｐ逡逑１１逡逑

膨胀珍珠岩,微观结构,陶粒

２０００－陶粒、聚乙二醇２０００－膨胀珍珠岩、１：１固液石蜡－陶粒和１：１固液石蜡－膨胀珍珠岩。逡逑膨胀珍珠岩是珍珠岩矿砂经预热，瞬时高温焙烧膨胀后制成的一种内部为蜂窝状结逡逑构的白色颗粒状材料。外观图如附录图１所示，内部微观结构如图３．１所示，基本性能逡逑见表３．５。逡逑表３．５膨胀珍珠岩的基本性能逡逑Ｔａｂｌｅ邋３．５邋Ｂａｓｉｃ邋ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ邋ｏｆ邋ｅｘｐａｎｄｅｄ邋ｐｅｒｌｉｔｅ逡逑￣堆积密度（ｋｇ／ｍ３）逦导热系数（Ｗ／ｍ－ｋ）逦使用温度（°Ｃ）￣吸水率（％）粒径（ｍｍ）逡逑参数逦９０逦０．０５５逦２５６？８００逦４８０逦２？５逡逑陶粒主要成分是页岩、黏土、粉煤灰等，经加工成圆形或椭圆形球体，再在工业回逡逑转窑经高温快速膨胀再冷却形成的人造骨料，常用粒径为５？２０ｍｍ，，它表面有一层坚硬逡逑的外壳，内部是封闭且细小的蜂窝状小孔。由于陶粒具有孔隙率高、筒压强度高、抗冻逡逑性良好、软化系数高、抗碱集料反应性优异且密度小，内部多孔，形态、成分较均一等逡逑—系列优点，常被选作载体材料，可代替同粒径的骨料，制备出相变沥青混合料。陶粒逡逑外观图如附录图２所示，内部微观结构如图３．２所示，基本性能见表３．６。逡逑＿W逡逑图３．１膨胀珍珠岩微观结构逦图３．２陶粒微观结构逡逑Ｆｉｇ．邋３．１邋Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｅｘｐａｎｄｅｄ邋ｐｅｒｌｉｔｅ逦Ｆｉｇ．邋３．２邋Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｃｅｒａｍｓｉｔｅ逡逑３．６陶粒的基本性能逡逑Ｔａｂｌｅ邋３
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U414

【参考文献】