玻璃微珠-纳米TiO_2复合材料汽车尾气降解效能研究

为了掌握水溶液涂覆式玻璃微珠-纳米TiO_2复合材料的汽车尾气降解效能,选择美国进口的波特Q-CEL5020型玻璃微珠和国产的锐钛矿型纳米TiO_2为原材料,制备了掺量分别为2%,4%,6%,8%和10%的玻璃微珠-纳米TiO_2复合材料,通过自制的环境试验测试设备,研究了水溶液涂覆式复合材料对汽车尾气氮氧化物浓度降解的规律,计算评价了NO, NO_2, NO_x气体在单阶段和多阶段的降解效能,分析了玻璃微珠-纳米TiO_2对尾气降解效率和衰减率的影响,探讨了水溶液涂覆方式下玻璃微珠-纳米TiO_2复合材料的最佳掺量。试验结果表明:单阶段汽车尾气降解过程中,玻璃微珠-纳米TiO_2复合材料对氮氧化物的降解效果非常显著,平均氮氧化物的转化率达到88.5%;多阶段循环降解方式下,该复合材料对NO的持续降解能力高于NO_2和其他NO_x气体。水溶液涂覆方式下,玻璃微珠-纳米TiO_2复合材料最佳掺量为8%。     

纳米二氧化钛雾封层技术及其在工程中的应用

将纳米TiO_2添加到雾封层中,制备成含纳米TiO_2雾封层材料,将其喷涂在道路表面,不仅具有一般雾封层的预养护功能,而且在光照条件下还可催化降解汽车尾气,净化空气,在满足工程需要的同时兼具环保意义。结合北京市南三环西路辅路和京开辅路两段试验路,对纳米TiO_2雾封层的施工工艺、尾气降解效果评价及对路面性能的影响三个方面介绍了其工程应用情况,为新型纳米TiO_2雾封层技术在今后的研究和应用提供一定的技术参考。实验路结果表明,纳米TiO_2雾封层对汽车尾气具有一定降解效果,但检测手段有待完善;铺筑纳米TiO_2雾封层后,路面渗水性能得到改善,抗滑性能有所降低,但仍满足规范要求。     

可分解汽车尾气的排水性橡胶沥青混合料性能测试

以可分解汽车尾气的排水性橡胶沥青混合料为对象,对其性能测试进行了研究,结果表明,随着TiO_2掺量的增加,累计分解率、有效分解效率合累计分解量先增大后减小,根据TiO_2对汽车尾气中HC、CO、NO的有效分解效率及累计分解率,TiO_2添加量选取8.0%较为适宜。添加TiO_2对混合料水稳定性改善效果十分有限,增加空隙率可增强混合料对汽车尾气降解效果。冻融劈裂强度比和残留稳定度随着混合料空隙率的增大而减小,水稳定性能逐渐降低,结合水稳定性与降解尾气能力,PAC-13空隙率控制在15%~19%较为适宜。橡胶沥青混合料表面构造深度与摆值随涂料量增加而降低,这表明通过道路表面涂膜,橡胶沥青混合料抗滑性能降低,过低涂覆量不能达到实际需求,涂覆量下限值选取350 g/m2较为合适。     

可降解汽车尾气的排水性沥青混合料性能评价

为研究掺加TiO_2的排水沥青混合料降解汽车尾气的效果和水稳定性,将TiO_2以二次改性的方式掺加到沥青中,制备试件进行催化汽车尾气性能试验、水稳定性试验,得到TiO_2的最佳掺量为8.5%(与沥青质量比),并验证其对混合料水稳定性有一定的提升作用。另外,通过评价不同空隙率沥青混合料对汽车尾气的降解效果和水稳定性的影响,最后综合建议可降解尾气的排水沥青混合料的最佳空隙率为15%~19%,且相对越大越好。     

纳米TiO2含量对汽车尾气因子降解效能影响试验研究

研制汽车尾气降解材料测试室,测试以超声波分散法制备的不同含量的5种纳米TiO2光催化材料,对汽车尾气因子的降解效能。选用车辆处于怠速工况下所排出的汽车尾气为试验样本,依据纳米光催化材料降解率计算公式,计算出不同含量的纳米TiO2光催化材料对汽车尾气中有害因子NOx、HC、CO的平均降解率。测试结果表明:纳米TiO2光催化材料对汽车尾气中NOx、HC、CO等因子具有一定的影响效能,且降解趋势一致。不同含量的纳米TiO2光催化材料,对汽车尾气中各因子的影响效能随时间的变化降解率不同;对应于汽车尾气因子NOx、HC、CO具有最佳降解效能的纳米TiO2光催化材料的含量分别为4%、2%、4%。     

OGFC-13在惠清高速公路路面中的应用

开级配磨耗层OGFC-13具有优良的排水和降噪功效。依托惠清高速公路实体工程,首先通过室内试验确定出最优的OGFC-13配比;其次,采用无损检测手段对OGFC-13铺筑后的平整度、构造深度及横向力系数进行测试评价;最后通过有限元模型对其车辙变形进行计算。结果表明:OGFC-13的空隙率一般为20%左右,铺筑后的OGFC-13路面表观均匀、平整度好,构造深度较大,抗滑效果优异。有限元计算的结果表明,随着荷载作用次数的增加,惠清高速公路OGFC-13路面结构的车辙深度逐渐增大,1 500万次荷载作用后,车辙深度仅1.95cm,该路面结构可满足抗车辙的要求。     

纳米Ti02含量对汽车尾气因子降解效能影响试验研究

研制汽车尾气降解材料测试室，测试以超声波分散法制备的不同含量的5种纳米TiO2光催化材料，对汽车尾气因子的降解效能。选用车辆处于怠速工况下所排出的汽车尾气为试验样本，依据纳米光催化材料降解率计算公式，计算出不同含量的纳米TiO2光催化材料对汽车尾气中有害因子NOx、HC、CO的平均降解率。测试结果表明：纳米TiO2光催化材料对汽车尾气中NOx、HC、CO等因子具有一定的影响效能，且降解趋势一致。不同含量的纳米TiO2光催化材料，对汽车尾气中各因子的影响效能随时间的变化降解率不同；对应于汽车尾气因子NOx、HC、CO具有最佳降解效能的纳米TiO2光催化材料的含量分别为4％、2％、4％。     

纳米CeO2基光催化材料的尾气降解效能及最佳掺量

为降低汽车尾气所带来的危害,提升空气质量,研制了一种尾气降解纳米复合涂层材料,通过气体反应室内的尾气降解试验分析了该材料对汽车尾气的降解效果,提出采用累计降解百分率、最大降解反应时间、平均降解速率3项指标评价光催化降解尾气效率的方法,并以此确定了光催化材料的最佳掺量.试验结果表明:所制备的复合涂层材料能高效催化降解汽车尾气中的NOx、HC等有害气体,其最大降解百分率可分别达到94％和12％,但该涂层材料对CO、CO2降解效果不明显;综合降解效能和经济成本等多方面因素,涂层材料中光催化剂纳米二氧化铈和二氧化钛的推荐掺量分别为10％和5％.     

不同沥青胶结料开级配抗滑排水表层的性能对比研究

开级配抗滑排水表层是一种兼具抗滑、排水、降噪的多孔功能性路面,通过配合比设计、混合料性能试验来比较分析路用环氧沥青、韩国SK高黏沥青以及日本TPS高黏沥青三种不同胶结料抗滑排水表层的路面性能差异。试验结果表明路用环氧沥青OGFC-13高温稳定性、水稳定性方面明显优于韩国高黏沥青OGFC-13以及日本高黏沥青PAC-13,但韩国高黏沥青OGFC-13以及日本高黏沥青PAC-13在低温性能和抗冲击性能方面略优于路用环氧沥青OGFC-13。     

纳米TiO_2彩色防滑路面的尾气降解效率及路用性能研究

为降低城市人口密集区域汽车尾气对市民健康的影响,提升空气质量,该文将TiO2应用到彩色防滑路面中,研究其对汽车尾气的降解效果及路用性能。试验结果表明:在最佳掺量为20g时,其对汽车尾气中的一氧化氮和碳氢化合物等气体,在太阳光下,实际降解率分别达到了27.20%和14.86%;对比掺入等量TiO2的彩色防滑试件与沥青混合料试件的实际降解效率,发现前者对一氧化氮和碳氢化合物实际降解效率分别是后者的3倍和1.5倍;TiO2的掺入对摆值、构造深度以及车辙变形没有影响,动稳定度略有变化。     

透水沥青路面光触媒材料涂覆层汽车尾气降解效率试验研究

利用尾气分析浓度测试仪测量汽车所释放的尾气，通过分析仪测试所得到透水沥青路面光触媒涂覆层对汽车尾气降解，并对其渗水性能进行试验。探索纳米TiO2光触媒材料对汽车尾气降解效率的问题。研究结果表明:纳米TiO2光触媒溶液中只有纳米TiO2对汽车尾气有降解作用；随着时间的递增，这种材料的降解效率逐渐增加，并且在105分钟中的降解效率变化率最高；纳米TiO2光触媒材料在纳米二氧化钛/硅丙乳液为30%及其纳米TiO2光触媒材料涂覆量为30 g/900 cm2时，其降解效率最高；在透水沥青混合料表面涂敷这种材料，对透水沥青混合料的渗水性能影响很小。     

Novachip~超薄磨耗层沥青混合料使用性能评价

通过实验室试验,进行了密级配AC-13C、半开级配Novachip Type C、开级配OGFC-13三种沥青混合料配合比设计,比较了3种沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性能等重要使用性能。试验结果及分析显示,沥青混合料的结构类型对动稳定度有很大影响,在高温稳定性方面,半开级配Novachip Type C型超薄磨耗层要优于密级配AC-13C及开级配OGFC-13沥青混合料;混合料的级配及由此产生的空隙率差别对水稳定性及低温抗裂性能影响很大,随着空隙率的增加,水稳定性和低温抗裂性能降低。半开级配Novachip Type C超薄磨耗层水稳定性、低温性能低于密级配AC-13C沥青混合料,但较开级配OGFC-13沥青混合料要好。     

TiO_2对髙粘沥青及PAC-13性能影响试验研究

利用TPS制备髙粘沥青,对不同TiO_2掺量下的髙粘沥青进行针入度、135℃粘度、5℃延度以及抗紫外老化性能进行试验研究,对不同TiO_2掺量下的PAC-13路用性能进行试验研究;研究结果表明:TiO_2对TPS髙粘沥青的针入度、135℃粘度,影响较小;但对5℃延度影响较大,当TiO_2掺量超过0.8%后,延度降速增快;TiO_2能够有效的减缓紫外线对TPS髙粘沥青的老化作用,对于延长TPS髙粘沥青优良的使用性能起到了一定的促进作用;TiO_2掺量对于PAC-13髙粘沥青混合料的残留稳定度、冻融劈裂残留强度比、低温抗弯拉强度、弯曲劲度模量影响不大,但随着TiO_2掺量的增大,混合料的动稳定度迅速减小。     

纤维沥青混合料增强机理及路用性能研究

纤维直径小,比表面积大,在沥青混合料中能够起到吸附、稳定和"加筋"等作用。选用AC-13,SMA-13和OGFC-13 3种混合料进行室内试验研究,结果表明,添加0.3%的纤维后,混合料的动稳定度提升均超过20%,浸水马歇尔残留稳定度与冻融劈裂强度比均超过90%;路用性能优劣次序为SMA-13AC-13OGFC-13,且纤维对密级配混合料性能的改善效果更好。     

多次冻融循环对沥青混合料的路用性能影响研究

为对比研究冻融循环对不同孔隙沥青混合料的路用性能影响,选取SMA-13和OGFC-13两种不同孔隙的沥青混合料分别进行不同次数(1、3、5、7、9次)的冻融循环试验,并分别对其进行路用性能试验,探究沥青混合料的路用性能(高温、低温、疲劳)的衰变趋势。试验结果表明:路用性能随冻融循环次数的逐渐增加而逐渐衰减,第7次冻融循环之前的路用性能衰减的幅度较大,第7次冻融循环之后,路用性能趋于稳定;沥青混合料SMA-13和OGFC-13相比,冻融循环后的性能也存在明显差别,OGFC-13受冻融循环影响较小。     

改进肯塔堡飞散试验沥青混合料松散性能研究

针对克拉玛依90#、东海90#、中海90#共3种基质沥青分别采取SMA-13、OGFC-13、AC-13级配的沥青混合料进行肯塔堡飞散试验。试验结果显示:传统的肯塔堡飞散试验不能明确区分不同沥青混合料的飞散损失的差异。针对3种不同的沥青以OGFC-13级配为代表,对肯塔堡飞散试验条件进行改进,并以改进后的肯塔堡飞散试验对3种沥青混合料进行试验。结果表明:常温20℃浸水、增加10个钢球、转数300转作为该文最终评价不同沥青混合料飞散损失的试验条件。在此试验条件下,相同级配的沥青混合料抗松散性能排列为:克拉玛依90#东海90#中海90#;相同沥青混合料的抗松散性能排列为:AC-13SMA-13OGFC-13。     

纳米TiO_2封层式光催化分解尾气型沥青路面研究纳米

该文针对薄层式和微表处式两种纳米TiO_2封层式光催化分解尾气型沥青路面的研究,利用自主开发设计的一套光催化尾气分解试验设备及试验相关方案,分别在紫外光和室外自然光照下对不同TiO_2掺量的薄层式及微表处式混合料进行尾气降解试验研究,并对两种不同TiO_2掺量下的混合料进行路用性能评价,分析表明:一定掺量的纳米TiO_2可有效改善混合料的水稳定性和高温稳定性,TiO_2掺量为60%(占矿粉比例)时的薄层式混合料和TiO_2掺量为50%时的微表处式混合料具有较好的尾气降解效果及良好的路用性能。     

基于MMLS3的OGFC-7超薄罩面抗滑性能研究

为了提升超薄罩面的抗滑性能,采用MMLS3加速加载测试方法,对比研究了OGFC-10及2种OGFC-7车辙板在经过不同加载次数后的构造深度、摩擦系数及分形维数的变化情况。结果显示：1) OGFC-10的初始抗滑系数略大于OGFC-7,但OGFC-7的抗滑性能衰减度更小,且可通过添加高黏剂的方式进一步提升其抗滑性能及其耐久性。2) OGFC-7粒径更小,更适宜用于超薄罩面,可作为道路养护维修中抗滑超薄罩面。     

基于离散元法OGFC集料级配优化

以OGFC-10、OGFC-13、OGFC-16为例,在各自推荐级配范围内选择细、中、粗三种集料级配,利用离散元软件PFC2D对相应的OGFC进行单轴压缩试验和劈裂试验数值模拟,以确定最佳集料级配,并通过室内试验对模拟结果加以验证,最后对最佳级配混合料进行路用性能检验。研究表明:离散元法可以用于模拟沥青混合料的单轴压缩试验和劈裂试验,为研究OGFC混合料的力学性能和级配优化提供了辅助手段。     

集料类型和级配类型对高粘弹改性沥青混合料高温稳定性的影响

分别采用玄武岩、凝灰岩、花岗岩3种集料与AC-13、SMA-13、改进型OGFC-10(简称IOGFC-10)、TYPE-B、OGFC-10 5种级配组成15种高粘弹改性沥青混合料,通过车辙试验对其高温稳定性进行评估,分析集料类型和级配类型对高粘弹改性沥青混合料高温稳定性的影响。结果表明,集料类型和级配类型对高粘弹改性沥青混合料的高温稳定性都有影响;集料类型和级配类型合理组合制备的高粘弹改性沥青混合料具有优良的高温稳定性。