相变材料在半柔性路面中的应用

摘要

沥青路面的广泛使用造成城市热岛效应严重,所以急需研究减小城市热岛效应的措施,半柔性路面因为反射率大而成为一种低吸热路面,在半柔性路面中加入一种相变材料达到更主动有效的调温目的。
　　结合半柔性面层材料的工作温度范围,选择相变温度在45℃的PEG2000,通过DSC测试表征,相变焓为138.9J/g。针对相变材料的泄漏问题,分别用溶胶-凝胶法和物理吸附法制备定形相变材料。酯水比为1:8、反应温度为80℃、硅烷偶联剂的掺量为10％、PEG2000的掺量为80%、干燥温度为60℃时通过溶胶-凝胶法制备出的SiO2/PEG2000调温能力最佳,相变温度为44.9℃,相变焓为99.8J/g;在最佳吸附量情况下,用物理吸附法制备出的硅藻土/PEG2000和活性炭/PEG2000中PEG2000的质量分数分别为33%、46%,相变温度分别为46.76℃、47.69℃,相变焓分别为45.42J/g、49.10J/g。
　　选择相变焓比较大的SiO2/PEG2000定形相变材料制备相变半柔性路面混合料。用乳化沥青包裹SiO2/PEG2000制备聚合物定形相变材料,以聚合物定形相变材料、水泥、水、砂、外加剂为原料制备复合水泥砂浆,并通过振动台将其灌注到OGFC母体沥青混合料中形成相变半柔性路面。通过流动度和7d抗压抗折强度得出SiO2/PEG2000的最佳掺量为16%;通过对相变半柔性路面的路用性能试验,得出相变材料的掺入降低了半柔性路面混合料的高温稳定性、水稳定性,增加了低温抗裂性;通过室内温度模拟试验,相变半柔性路面和AC-13的最大温差为4.4℃。根据近地大气热平衡状态定量分析路表温度变化对有效辐射量和对流换热量的影响,评价相变半柔性路面对减小城市热岛效应效果。

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第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容及技术路线

第二章 相变材料选择

2.1相变材料选择标准

2.2相变材料优选

2.3 PEG2000的测试

2.4 本章小结

第三章 定形相变材料的制备方法研究

3.1 定形相变材料制备方法

3.2 定形相变材料的制备

3.4本章小结

第四章 相变半柔性路面性能研究

4.1 原材料及方案

4.2 复合水泥砂浆组成

4.3 母体沥青混合料设计

4.4 相变半柔性路面混合料路用性能

4.5 相变调温水泥沥青复合式混凝土的调温性能

4.6 本章小结

结论与建议

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢