基于矿物学理论的集料-沥青粘附特性研究
发布时间：2021-02-25 21:51
沥青混合料的水损害是沥青路面中最为常见的一种病害。集料与沥青之间的粘附程度直接影响沥青混合料抗水损害的能力,因此二者间的粘附关系是评价沥青混合料水损害的一种有效途径。实际工程中对于集料的选择通常要考虑集料的酸碱性及其粘附性,但以现行规范中水煮法评价粘附性时,存在着受主观因素影响大、区分度不高、缺乏定量指标等问题。此外,集料自身固有的矿物学特性对于集料与沥青的粘附能力起主要作用。因此,本文主要根据集料的矿物学特征结合矿物学理论,利用表面能理论、沥青胶浆的流变特性及分子动力学模拟等方法开展集料-沥青粘附关系的研究。首先,搜集吉林省不同产地的9种集料,测定集料中SiO2含量并分析集料的矿物成分与化学组成。根据XRD试验得到的X射线衍射图,计算得到位错密度、微观应变、面网间距、平均晶粒尺寸等矿物学指标,建立矿物学指标与集料路用指标之间的相关性。其中以位错密度与集料的压碎值的正相关性最佳,位错密度越大,集料内部的缺陷越多,集料抵抗压碎的能力越差。其次,进行水煮法试验,定性地判断集料的粘附性等级,酸性集料为2级,中性集料为3级,碱性集料为4级;基于表面能理论和沥青胶浆的流变特...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 集料矿物特性研究
1.2.2 集料与沥青的粘附关系
1.2.3 分子模拟技术
1.2.4 国内外研究现状综述
1.3 主要研究内容及技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
第2章 集料特性研究
2.1 集料矿物特性研究
2.1.1 集料特征提取
2.1.2 集料矿物成分分析
2.1.3 矿物的基本特性
2.1.4 集料的化学成分分析
2.2 集料矿物学指标
2.2.1 位错密度
2.2.2 面网间距
2.2.3 晶粒尺寸
2.2.4 微观应变
2.3 集料路用指标
2.3.1 集料路用指标的测定
2.3.2 路用指标与矿物学指标相关性分析
2.4 本章小结
第3章 集料-沥青粘附关系的研究
3.1 水煮法评价集料与沥青的粘附性
3.2 基于表面能理论的粘附关系研究
3.2.1 表面能理论
3.2.2 表面能的测定与计算
3.2.3 表面能理论的评价指标
3.2.4 试验结果分析
3.3 基于沥青胶浆流变特性的粘附关系研究
3.3.1 试验方案
3.3.2 评价指标
3.3.3 试验结果分析
3.4 矿物成分对粘附性影响分析
3.5 不同评价方法比较
3.6 本章小结
第4章 集料-沥青界面模型的分子动力学模拟
4.1 模拟方案
4.2 模拟条件及参数设定
4.3 沥青分子模型
4.3.1 沥青分子模型构建
4.3.2 沥青分子模型准确性验证
4.4 集料化学成分与沥青粘附关系模拟研究
4.4.1 氧化物-沥青界面模型构建
4.4.2 模拟结果分析
4.5 集料与沥青粘附关系模拟研究
4.5.1 矿物结构模型构建
4.5.2 矿物结构模型准确性验证
4.5.3 矿物结构-沥青界面模型构建
4.5.4 模拟结果分析
4.5.5 模拟结果与试验结果的一致性分析
4.6 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]沥青混合料分子模拟技术综述[J]. 汪海年,丁鹤洋,冯珀楠,邵林龙,屈鑫,尤占平. 交通运输工程学报. 2020(02)
[2]沥青-集料表面能指标与沥青混合料路用性能关系研究[J]. 邓冲,罗蓉,钟昆志. 公路. 2019(10)
[3]沥青-集料黏附作用评价方法综述[J]. 王威娜,徐青杰,周圣雄,秦煜,闫强. 材料导报. 2019(13)
[4]矿粉沥青胶浆交互作用的参数研究[J]. 梁远禄. 筑路机械与施工机械化. 2018(06)
[5]新型界面改性剂对酸性集料与沥青的粘附性能改善研究[J]. 李美霞,翟明升,马程利,黄承立,虞将苗,唐峰,戚文博,叶超. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2018(01)
[6]沥青与集料黏附性检测方法的比较[J]. 程锐. 公路. 2016(04)
[7]集料化学成分对沥青胶浆高温流变特性的影响[J]. 谭巍,徐霈. 中外公路. 2015(02)
[8]沥青与集料粘附性试验新方法[J]. 彭余华,王林中,于玲. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2009(02)
[9]石料SiO2含量对沥青混合料水稳定性的影响[J]. 俞方英,纪小平,张科飞. 交通科技与经济. 2007(02)
博士论文
[1]基于沥青路面抗滑特性的实验系统开发与石灰岩优选关键技术研究[D]. 谭巍.重庆交通大学 2017
[2]沥青与矿料界面作用机理及多尺度评价方法研究[D]. 郭猛.哈尔滨工业大学 2016
[3]沥青老化机理及再生技术研究[D]. 耿九光.长安大学 2009
[4]铁精矿复合粘结剂球团直接还原法工艺及机理研究[D]. 李建.中南大学 2007
硕士论文
[1]基于AFM测试技术的沥青与集料粘附能力试验研究与评价[D]. 王高超.长沙理工大学 2018
[2]沥青与集料界面的粘附性能研究[D]. 王鹏.华南理工大学 2017
[3]基于分子动力学模拟的沥青再生剂扩散机理分析[D]. 许勐.哈尔滨工业大学 2015
[4]沥青—集料界面相结构和粘附机理研究[D]. 王璐.长安大学 2014
[5]基于分子模拟技术的沥青化学结构特征研究[D]. 丁勇杰.重庆交通大学 2013
[6]基于分子动力学的沥青与集料界面行为虚拟实验研究[D]. 徐霈.长安大学 2013
[7]表面能在评价沥青与集料粘附性中的应用研究[D]. 王元元.重庆交通大学 2012
[8]集料特性对沥青—集料界面性能影响研究[D]. 孔维川.长安大学 2012
[9]集料矿物成分对沥青混合料路用性能影响研究[D]. 贾洛.长安大学 2012
[10]基于流变特性的沥青与集料交互作用能力的研究[D]. 吴建涛.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3051629
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 集料矿物特性研究
1.2.2 集料与沥青的粘附关系
1.2.3 分子模拟技术
1.2.4 国内外研究现状综述
1.3 主要研究内容及技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
第2章 集料特性研究
2.1 集料矿物特性研究
2.1.1 集料特征提取
2.1.2 集料矿物成分分析
2.1.3 矿物的基本特性
2.1.4 集料的化学成分分析
2.2 集料矿物学指标
2.2.1 位错密度
2.2.2 面网间距
2.2.3 晶粒尺寸
2.2.4 微观应变
2.3 集料路用指标
2.3.1 集料路用指标的测定
2.3.2 路用指标与矿物学指标相关性分析
2.4 本章小结
第3章 集料-沥青粘附关系的研究
3.1 水煮法评价集料与沥青的粘附性
3.2 基于表面能理论的粘附关系研究
3.2.1 表面能理论
3.2.2 表面能的测定与计算
3.2.3 表面能理论的评价指标
3.2.4 试验结果分析
3.3 基于沥青胶浆流变特性的粘附关系研究
3.3.1 试验方案
3.3.2 评价指标
3.3.3 试验结果分析
3.4 矿物成分对粘附性影响分析
3.5 不同评价方法比较
3.6 本章小结
第4章 集料-沥青界面模型的分子动力学模拟
4.1 模拟方案
4.2 模拟条件及参数设定
4.3 沥青分子模型
4.3.1 沥青分子模型构建
4.3.2 沥青分子模型准确性验证
4.4 集料化学成分与沥青粘附关系模拟研究
4.4.1 氧化物-沥青界面模型构建
4.4.2 模拟结果分析
4.5 集料与沥青粘附关系模拟研究
4.5.1 矿物结构模型构建
4.5.2 矿物结构模型准确性验证
4.5.3 矿物结构-沥青界面模型构建
4.5.4 模拟结果分析
4.5.5 模拟结果与试验结果的一致性分析
4.6 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]沥青混合料分子模拟技术综述[J]. 汪海年,丁鹤洋,冯珀楠,邵林龙,屈鑫,尤占平. 交通运输工程学报. 2020(02)
[2]沥青-集料表面能指标与沥青混合料路用性能关系研究[J]. 邓冲,罗蓉,钟昆志. 公路. 2019(10)
[3]沥青-集料黏附作用评价方法综述[J]. 王威娜,徐青杰,周圣雄,秦煜,闫强. 材料导报. 2019(13)
[4]矿粉沥青胶浆交互作用的参数研究[J]. 梁远禄. 筑路机械与施工机械化. 2018(06)
[5]新型界面改性剂对酸性集料与沥青的粘附性能改善研究[J]. 李美霞,翟明升,马程利,黄承立,虞将苗,唐峰,戚文博,叶超. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2018(01)
[6]沥青与集料黏附性检测方法的比较[J]. 程锐. 公路. 2016(04)
[7]集料化学成分对沥青胶浆高温流变特性的影响[J]. 谭巍,徐霈. 中外公路. 2015(02)
[8]沥青与集料粘附性试验新方法[J]. 彭余华,王林中,于玲. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2009(02)
[9]石料SiO2含量对沥青混合料水稳定性的影响[J]. 俞方英,纪小平,张科飞. 交通科技与经济. 2007(02)
博士论文
[1]基于沥青路面抗滑特性的实验系统开发与石灰岩优选关键技术研究[D]. 谭巍.重庆交通大学 2017
[2]沥青与矿料界面作用机理及多尺度评价方法研究[D]. 郭猛.哈尔滨工业大学 2016
[3]沥青老化机理及再生技术研究[D]. 耿九光.长安大学 2009
[4]铁精矿复合粘结剂球团直接还原法工艺及机理研究[D]. 李建.中南大学 2007
硕士论文
[1]基于AFM测试技术的沥青与集料粘附能力试验研究与评价[D]. 王高超.长沙理工大学 2018
[2]沥青与集料界面的粘附性能研究[D]. 王鹏.华南理工大学 2017
[3]基于分子动力学模拟的沥青再生剂扩散机理分析[D]. 许勐.哈尔滨工业大学 2015
[4]沥青—集料界面相结构和粘附机理研究[D]. 王璐.长安大学 2014
[5]基于分子模拟技术的沥青化学结构特征研究[D]. 丁勇杰.重庆交通大学 2013
[6]基于分子动力学的沥青与集料界面行为虚拟实验研究[D]. 徐霈.长安大学 2013
[7]表面能在评价沥青与集料粘附性中的应用研究[D]. 王元元.重庆交通大学 2012
[8]集料特性对沥青—集料界面性能影响研究[D]. 孔维川.长安大学 2012
[9]集料矿物成分对沥青混合料路用性能影响研究[D]. 贾洛.长安大学 2012
[10]基于流变特性的沥青与集料交互作用能力的研究[D]. 吴建涛.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3051629
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3051629.html
