為緩解瀝青路面夏季高溫病害及城市“熱島效應(yīng)”,本文提出采用礦物基體負(fù)載相變材料構(gòu)筑調(diào)溫瀝青結(jié)構(gòu)層“主動”降低路表溫度,為路面降溫方式提供新的思路,對調(diào)節(jié)路面溫度場的研究具有重要的意義。首先選用硅藻土(DI)、膨脹珍珠巖(EP)、膨脹蛭石(EVM)作為負(fù)載的礦物基體,聚乙二醇(PEG)及硬脂酸(SA)作為單元相變材料,通過真空浸漬法制備單元復(fù)合定形相變材料,采用SEM、XRD及FT-IR表征復(fù)合材料的微觀形貌、物相組成及化學(xué)結(jié)構(gòu),以DSC及TG分析各復(fù)合定形相變材料的熱學(xué)性質(zhì),采用儲放熱試驗(yàn)初步比較各復(fù)合材料的儲放熱特性,并通過熱循環(huán)試驗(yàn)驗(yàn)證復(fù)合材料的熱循環(huán)耐久性。隨后為擴(kuò)大路用相變材料的選擇,建立二元共晶理論模型,采用SA與棕櫚酸(PA)共晶物作為驗(yàn)證并制備(SA+PA)/DI復(fù)合相變材料。最后將優(yōu)選的復(fù)合定形相變材料磨細(xì)作為細(xì)集料摻入瀝青混合料,對調(diào)溫瀝青混合料的降溫效果與路用性能進(jìn)行評價(jià),并提出將PEG/EP調(diào)溫結(jié)構(gòu)層作為下層,上鋪常規(guī)瀝青結(jié)構(gòu)層,進(jìn)行結(jié)構(gòu)組合調(diào)溫測試。試驗(yàn)結(jié)果表明:PEG/EP與SA/DI具有最佳的熱循環(huán)穩(wěn)定性,且關(guān)于結(jié)晶度計(jì)算發(fā)現(xiàn)部分相變材料負(fù)載率較低但仍呈現(xiàn)更大的相變焓。測得二元共晶系相變溫度為54.33 ℃,低于硬脂酸與棕櫚酸單元純材料的相變溫度,與理論模型的54.51 ℃僅相差0.18 ℃,且制備的二元定形相變材料(SA+PA)/DI具有良好的熱學(xué)穩(wěn)定性及化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。調(diào)溫瀝青混合料具有良好的調(diào)溫效果,上表面最大可降溫7～10 ℃,下表面最大降幅4～6 ℃,結(jié)構(gòu)組合仍可降低整體平均溫度達(dá)2.39 ℃,基本符合調(diào)溫理論模型預(yù)測的2.27℃。調(diào)溫混合料的路用性能相比常規(guī)混合料稍有下降,其中PEG/EP調(diào)溫瀝青混合料具有最佳的路用性能。
【學(xué)位單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U414
【部分圖文】：

面極易吸收太陽輻射，其路表溫度遠(yuǎn)高于道路周邊大氣溫度，加劇城市“熱島效應(yīng)”，??造成城區(qū)氣溫普遍高于周圍的郊區(qū)氣溫［５］，在夏季造成極大的能源消耗，瀝青路面高溫??病害及熱島影響分別如圖１．１所示。??ａ?ｂ??，，ｖ?１８５?匕??鄉(xiāng)村?ＩＢ業(yè)區(qū)?市區(qū)??細(xì)民區(qū)市中心?公園??圖１．１瀝青路面高溫病害及“熱島效應(yīng)”影響１６１??為緩解瀝青路面高溫病害，不少研究者通過摻入有機(jī)／無機(jī)改性劑以改善瀝青混合料??的高溫穩(wěn)定性，該方式相當(dāng)于“被動”地接受了瀝青路面的夏季高溫環(huán)境。近年來，隨??著材料科學(xué)發(fā)展，相關(guān)研究開始著重利用熱反射涂層、保水／透水路面、熱阻結(jié)構(gòu)等形式??構(gòu)筑涼爽路面（ｃｏｏｌ?ｐａｖｅｍｅｎｔｓ）以求達(dá)到“主動”降低路面溫度，調(diào)節(jié)路表溫度場。截??止２００９年，日本涼爽路面己鋪筑面積超過８０萬ｍ２，且每年以超過２７萬ｍ２的速率增??１??

圖１．５技術(shù)?

（Ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ＳＥＭ）可觀測產(chǎn)生樣品表面放大的微觀形貌結(jié)構(gòu)。通過電??子與樣品中的原子相互作用，產(chǎn)生包含樣品表面形貌和成分信息的各種信號。掃描電鏡??整體外形及原理結(jié)構(gòu)見圖２．１所示。??本文采用日產(chǎn)Ｓ－３０００Ｎ＋ＥＸ－２５０型電子掃描顯微鏡對礦物負(fù)載前后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分??析。試驗(yàn)過程中為保證工作環(huán)境，預(yù)先戴好塑膠手套，取少許粉末材料固定于雙面導(dǎo)電??膠試樣臺上，考慮到結(jié)構(gòu)導(dǎo)電性較差，觀測前材料表面先進(jìn)行噴金處理，觀測過程中注??意保證礦物基體材料負(fù)載前后的放大倍數(shù)相近。??１４??
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本文編號：2893087