沥青路面用矿物基复合相变材料的制备与性能研究

发布时间：2020-11-21 13:43

　　 为缓解沥青路面夏季高温病害及城市“热岛效应”,本文提出采用矿物基体负载相变材料构筑调温沥青结构层“主动”降低路表温度,为路面降温方式提供新的思路,对调节路面温度场的研究具有重要的意义。首先选用硅藻土(DI)、膨胀珍珠岩(EP)、膨胀蛭石(EVM)作为负载的矿物基体,聚乙二醇(PEG)及硬脂酸(SA)作为单元相变材料,通过真空浸渍法制备单元复合定形相变材料,采用SEM、XRD及FT-IR表征复合材料的微观形貌、物相组成及化学结构,以DSC及TG分析各复合定形相变材料的热学性质,采用储放热试验初步比较各复合材料的储放热特性,并通过热循环试验验证复合材料的热循环耐久性。随后为扩大路用相变材料的选择,建立二元共晶理论模型,采用SA与棕榈酸(PA)共晶物作为验证并制备(SA+PA)/DI复合相变材料。最后将优选的复合定形相变材料磨细作为细集料掺入沥青混合料,对调温沥青混合料的降温效果与路用性能进行评价,并提出将PEG/EP调温结构层作为下层,上铺常规沥青结构层,进行结构组合调温测试。试验结果表明:PEG/EP与SA/DI具有最佳的热循环稳定性,且关于结晶度计算发现部分相变材料负载率较低但仍呈现更大的相变焓。测得二元共晶系相变温度为54.33 ℃,低于硬脂酸与棕榈酸单元纯材料的相变温度,与理论模型的54.51 ℃仅相差0.18 ℃,且制备的二元定形相变材料(SA+PA)/DI具有良好的热学稳定性及化学结构稳定性。调温沥青混合料具有良好的调温效果,上表面最大可降温7～10 ℃,下表面最大降幅4～6 ℃,结构组合仍可降低整体平均温度达2.39 ℃,基本符合调温理论模型预测的2.27℃。调温混合料的路用性能相比常规混合料稍有下降,其中PEG/EP调温沥青混合料具有最佳的路用性能。
【学位单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U414
【部分图文】：

面极易吸收太阳辐射，其路表温度远高于道路周边大气温度，加剧城市“热岛效应”，??造成城区气温普遍高于周围的郊区气温［５］，在夏季造成极大的能源消耗，沥青路面高温??病害及热岛影响分别如图１．１所示。??ａ?ｂ??，，ｖ?１８５?匕??乡村?ＩＢ业区?市区??細民区市中心?公园??图１．１沥青路面高温病害及“热岛效应”影响１６１??为缓解沥青路面高温病害，不少研究者通过掺入有机／无机改性剂以改善沥青混合料??的高温稳定性，该方式相当于“被动”地接受了沥青路面的夏季高温环境。近年来，随??着材料科学发展，相关研究开始着重利用热反射涂层、保水／透水路面、热阻结构等形式??构筑凉爽路面（ｃｏｏｌ?ｐａｖｅｍｅｎｔｓ）以求达到“主动”降低路面温度，调节路表温度场。截??止２００９年，日本凉爽路面己铺筑面积超过８０万ｍ２，且每年以超过２７万ｍ２的速率增??１??

图１．５技术?

（Ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ＳＥＭ）可观测产生样品表面放大的微观形貌结构。通过电??子与样品中的原子相互作用，产生包含样品表面形貌和成分信息的各种信号。扫描电镜??整体外形及原理结构见图２．１所示。??本文采用日产Ｓ－３０００Ｎ＋ＥＸ－２５０型电子扫描显微镜对矿物负载前后的结构进行分??析。试验过程中为保证工作环境，预先戴好塑胶手套，取少许粉末材料固定于双面导电??胶试样台上，考虑到结构导电性较差，观测前材料表面先进行喷金处理，观测过程中注??意保证矿物基体材料负载前后的放大倍数相近。??１４??
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 孙玉钗;刘磊;;相变材料在智能调温纺织品中的应用[J];河北纺织;2009年02期

2 易建;张谊;崔宏志;;有机相变材料热物理性能可靠性研究综述[J];陕西建筑;2016年11期

3 王鑫;方建华;刘坪;林旺;冯彦寒;江泽琦;范兴钰;;相变材料的研究进展[J];功能材料;2019年02期

4 陈之帆;孙志高;汤小蒙;刘晓;李娟;李翠敏;;硬脂酸/十八醇/乙酸钠复合相变材料蓄/放热性能[J];化工进展;2019年04期

5 林洁芳;;相变材料在建筑节能中的应用研究[J];内江科技;2019年04期

6 李云涛;赵思勰;彭启利;;定型相变材料对磷酸钾镁水泥性能的影响[J];当代化工;2017年12期

7 刘昌宇;吴洋洋;李栋;刘晓燕;吴国忠;;含相变材料双层玻璃窗光热分析模型[J];热科学与技术;2017年06期

8 黄婷;罗奇;蒋思成;;相变材料在建筑节能中的应用及其实验研究[J];新型建筑材料;2017年11期

9 关爱婷;江阿兰;;新型相变材料的基本热性能分析[J];低温建筑技术;2018年01期

10 谢亮;;相变材料在防热系统中的应用[J];科技创新与应用;2018年05期

相关博士学位论文 前10条

1 朱子钦;面向储热的纳米复合相变材料熔化传热特性实验研究[D];浙江大学;2018年

2 刘雨时;纳米改性/定型水合盐相变材料热性能研究[D];哈尔滨工业大学;2017年

3 钱旺;太阳能相变蓄能技术在牧草干燥系统中的应用[D];中国农业机械化科学研究院;2018年

4 李昂;碳基相变复合体的结构设计与性能研究[D];北京科技大学;2019年

5 陈晓;三维微纳米分级孔异质相变复合体的构筑及其功能研究[D];北京科技大学;2019年

6 李儒光;NaNO_3-KNO_3基复合储热材料制备、结构及性能研究[D];武汉理工大学;2017年

7 李钧颖;通讯波段透明的Ge-Sb-Se-Te非易失光学相变材料及器件[D];重庆大学;2018年

8 陈承;多功能介电相变材料的合成、结构和光电性质研究[D];东南大学;2018年

9 张楠;脂肪酸相变材料的性能调控与单元传热强化研究[D];西南交通大学;2016年

10 黄欣鹏;复合相变储能材料的传热特性研究[D];东南大学;2018年

相关硕士学位论文 前10条

1 李曼菲;桥梁箱体结构自调温液气相变材料试验研究[D];重庆交通大学;2016年

2 洪文华;相变材料在锂离子动力电池热管理中的应用研究[D];浙江大学;2019年

3 张怡秋;高导热复合相变材料在低温储能中的研究[D];华中科技大学;2018年

4 程灿;基于TRNSYS的相变材料+辐射冷顶板空调系统模拟研究[D];华中科技大学;2018年

5 林飞鹏;沥青路面用矿物基复合相变材料的制备与性能研究[D];长沙理工大学;2018年

6 张彩霞;硫化铜复合碳材料改性石蜡相变材料制备及光热性能研究[D];浙江工业大学;2019年

7 王杰;基于HTC/PAAAM的复合相变材料制备及性质研究[D];辽宁大学;2018年

8 李超;空位引入和氮掺杂对锗锑碲相变薄膜电学和光学性质的影响[D];吉林大学;2018年

9 孙赛玲;微胶囊相变材料的制备及性能研究[D];长沙理工大学;2017年

10 余亮汉;聚乙二醇基复合相变材料的制备及性能研究[D];西安理工大学;2016年

本文编号：2893087