我國在冬季低溫情況下存在大量道路結(jié)冰現(xiàn)象,對(duì)于瀝青混凝土路面而言,道路結(jié)冰會(huì)極大的威脅行車安全和舒適性,對(duì)國民經(jīng)濟(jì)也會(huì)產(chǎn)生較大不利影響,因而對(duì)道路的融雪化冰研究具有極大的意義。在眾多融雪化冰方案中,導(dǎo)電瀝青混凝土具備除冰過程不影響交通、應(yīng)用方便、時(shí)效性高、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),是目前的研究熱點(diǎn)。參考目前的研究成果,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電瀝青混凝土的導(dǎo)電相材料大多數(shù)集中在石墨、鋼纖維、碳纖維上,這些材料存在摻量過大、導(dǎo)電效果不佳、對(duì)路用性能負(fù)面影響較大等不足,對(duì)導(dǎo)電瀝青混凝土在融雪化冰中的應(yīng)用產(chǎn)生了較大的限制。因此,本文基于石墨烯和碳纖維復(fù)摻作為導(dǎo)電相材料,在合理的摻量下制備出路用性能和導(dǎo)電性能、電熱性能都較為優(yōu)異的導(dǎo)電瀝青混凝土,從而保證我國寒冷地區(qū)道路在冬季正常使用,解決道路結(jié)冰對(duì)交通運(yùn)輸造成的不利影響。首先,本文對(duì)導(dǎo)電相材料、集料、瀝青等原材料進(jìn)行了性能試驗(yàn),通過對(duì)比采用不同導(dǎo)電相材料制備的導(dǎo)電瀝青混凝土導(dǎo)電性能,從而確定了復(fù)摻石墨烯和碳纖維作為導(dǎo)電相材料的導(dǎo)電方案。并對(duì)石墨烯和碳纖維在導(dǎo)電瀝青混凝土中的分散性進(jìn)行了研究,基于導(dǎo)電相材料在不同瀝青混凝土結(jié)構(gòu)類型中的分布特征,確定了采用AC-20作為導(dǎo)電... 

【文章來源】：重慶交通大學(xué)重慶市

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

石墨烯試驗(yàn)采用價(jià)格較低的多層石墨烯作為導(dǎo)電相材料，通過對(duì)KNG-G2-2型石墨

112.1.3.2碳纖維碳纖維（carbonfiber，簡稱CF），是目前在導(dǎo)電瀝青混凝土制備過程中研究較多的一種導(dǎo)電相材料[39]。碳纖維除了具備碳素元素?fù)碛械母邔?dǎo)電導(dǎo)熱性能外，還非常柔軟，同時(shí)具備極高的韌性，其質(zhì)量比絕大部分金屬輕，但是其強(qiáng)度高于大部分金屬，耐腐蝕性能也非常優(yōu)異，是一種易于加工的高韌性和高強(qiáng)度材料。圖2-2PAN基碳纖維對(duì)于導(dǎo)電瀝青混凝土而言，碳纖維具備優(yōu)異的導(dǎo)電性能，且由于其具有很好的韌性，可以在混凝土內(nèi)部形成穩(wěn)定的三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，是一種較為理想的導(dǎo)電相材料。本文選擇以聚丙烯腈基碳纖維作為試驗(yàn)導(dǎo)電相材料，其基本性能參數(shù)如表2.6所示。表2.6聚丙烯腈基碳纖維基本性能參數(shù)試驗(yàn)項(xiàng)目參數(shù)單絲直徑7～10μm抗拉強(qiáng)度3.6～3.8GPa楊氏模量220～240GPa含碳量≥95%伸長率1.5%密度1.6～1.76g/cm3電阻率8.4472×10-5Ω·m2.1.3.3石墨、膨脹石墨石墨具備優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性，且其導(dǎo)電導(dǎo)熱性能優(yōu)異，它與絕大多數(shù)的酸、堿、鹽都不起反應(yīng)，耐腐蝕性能優(yōu)異，抗氧化能力強(qiáng)。其中鱗片石墨因其優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能，相對(duì)低廉的成本，是目前導(dǎo)電瀝青混凝土研究中常見的導(dǎo)電相材料。

12圖2-3石墨本文選用400目鱗片狀石墨作為備用導(dǎo)電相材料。其基本性能指標(biāo)見表2.7。表2.7石墨基本性能參數(shù)密度電導(dǎo)率粒徑含碳量外觀2.2g/cm33.2×103S/cm30μm99%黑色粉末膨脹石墨[40](ExpandedGraphite，簡稱EG)是用天然石墨鱗片作為原材料，采用插層、水洗、干燥、高溫膨化等工藝制備出的一種疏松多孔的蠕蟲狀碳元素材料。膨脹石墨溫度適應(yīng)性好，耐腐蝕性能優(yōu)異，且由于其蓬松的結(jié)構(gòu)具備很好的吸附性能，在高溫情況下，其體積可以瞬間膨脹150～300倍，由片狀變?yōu)槿湎x狀，蠕蟲狀石墨之間可自行嵌合形成較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。在導(dǎo)電瀝青混凝土結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)電相材料主要通過接觸效應(yīng)進(jìn)行電流傳輸，相對(duì)于石墨，膨脹石墨可以在較小的摻量下形成較為穩(wěn)定的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，可以極大的減少石墨摻量過大對(duì)道路路用性能造成的負(fù)面影響，是一種值得研究的導(dǎo)電相材料。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3245657