减少热蓄积型沥青混合料制备的试验研究

论文摘要

城市道路在城市下垫面中占有较大比例,沥青路面材料是接近于黑体的灰体,吸热快、热容量高,是城市热岛效应最重要的热源之一。研制开发具有热辐射功能的路面材料,减少路表热量蓄积,降低路面温度,对减少沥青路面高温病害及缓解城市热岛效应具有重要的意义。试验制备和选择出符合功能要求的红外粉体材料,并将其表面处理,提高粉体活性。利用扫描电镜观察红外粉体在基质沥青中的分布状况,从微观上分析了红外粉体与沥青的相容性。将处理过的红外粉作为功能填料,取代部分矿粉,掺入沥青混合料中,制备出了减少热蓄积型沥青混合料。试验测试出所选红外粉在大气红外窗口具有较高的发射率,这保证了用该红外粉制备的混合料具有较好的自散热功能。试验研究了减少热蓄积型沥青混合料的热辐射性能,测试结果显示JCLJ红外粉沥青混合料试件的表面温度比普通沥青混合料试件平均降低了3.4℃,表明该种混合料具有较好的降温性能。试验研究了减少热蓄积型沥青混合料的高温、低温和水稳定性等常规路用性能,结果显示与普通沥青混合料相比,JCLJ红外粉沥青混合料的动稳定度提高了9.52%,残留稳定度提高了3.67%,表明该种混合料并不会降低沥青混合料的常规性能。理论分析了减少热蓄积型沥青混合料对城市热岛效应的影响,得出了计算模型,计算出JCLJ粉沥青路面能使其上空近地层大气的温度下降3.03℃,揭示了该种混合料的降温机理。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 红外辐射材料的国内外研究与应用现状
• 1.1.1 国外红外辐射材料的研究与应用现状
• 1.1.2 国内红外辐射材料的研究与应用现状
• 1.2 国内外关于提高沥青混合料高温稳定性能的研究现状
• 1.2.1 沥青路面高温病害
• 1.2.2 目前提高沥青路面高温稳定性的措施
• 1.3 降温型热红外沥青混合料的研究现状
• 1.4 本文研究内容
• 第二章 红外粉体材料的制备与选择
• 2.1 LJ 红外粉体的制备
• 2.1.1 原材料
• 2.1.2 工艺与设备
• 2.1.3 性能测试
• 2.2 符合功能要求的红外粉体的选择
• 2.2.1 红外粉沥青试样制作
• 2.2.2 红外粉沥青试样热辐射性能测试
• 2.3 红外粉体在基质沥青中的分散性试验
• 2.3.1 试验仪器
• 2.3.2 试验方法
• 2.3.3 试验结果与分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 减少热蓄积型沥青混合料的制备试验
• 3.1 矿料配合比设计
• 3.1.1 原材料
• 3.1.2 配合比设计
• 3.2 最佳沥青用量确定
• 3.2.1 沥青的技术指标
• 3.2.2 试验仪器
• 3.2.3 马歇尔试验
• 3.2.4 沥青用量的确定
• 3.3 减少热蓄积型沥青混合料的成本
• 3.4 本章小结
• 第四章 减少热蓄积型沥青混合料的性能研究
• 4.1 减少热蓄积型沥青混合料用LJ 红外粉的处理
• 4.1.1 处理碱液的选择
• 4.1.2 处理方法
• 4.1.3 处理效果微观分析
• 4.2 减少热蓄积型沥青混合料的热辐射性能试验
• 4.2.1 试验装置
• 4.2.2 试件制作
• 4.2.3 试验方法
• 4.2.4 试验数据分析与讨论
• 4.3 减少热蓄积型沥青混合料的高温稳定性试验
• 4.3.1 马歇尔稳定度试验
• 4.3.2 车辙试验
• 4.4 减少热蓄积型沥青混合料的低温性能试验
• 4.4.1 低温劈裂试验
• 4.4.2 试验结果分析与讨论
• 4.5 减少热蓄积型沥青混合料的水稳定性试验
• 4.5.1 浸水马歇尔试验
• 4.5.2 试验结果分析与讨论
• 4.6 本章小节
• 第五章 减少热蓄积型沥青混合料的降温机理研究
• 5.1 红外热辐射机理分析
• 5.1.1 红外辐射原理
• 5.1.2 影响红外发射率的因素
• 5.1.3 减少热蓄积型沥青路面的红外热辐射机理分析
• 5.2 减少热蓄积型沥青路面对城市热岛效应的影响
• 5.2.1 减少热蓄积型沥青路面在大气红外窗口辐射热量与路面辐射总热量的关系
• 5.2.2 减少热蓄积型沥青路面对缓解城市热岛效应的效果分析
• 5.3 本章小节
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文情况