PAN基碳纤维导电沥青混凝土的制备及性能

为制备能够融冰化雪的导电沥青混凝土,对聚丙烯腈（PAN）基碳纤维导电沥青混凝土的制备及性能进行了研究。通过沥青混合料马歇尔试件的电阻率测试试验,确定了碳纤维的短切长度。通过沥青混合料拌和试验和马歇尔击实试验,提出了导电沥青混合料的拌和工艺。采用马歇尔试验配合比设计方法,根据导电沥青混合料的结构特征调整了技术标准,确定了导电沥青混合料的最佳油石比。通过电阻率试验、车辙试验、小梁低温弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,分析了导电沥青混合料的导电性能和路用性能随碳纤维掺量的变化规律。结果表明：当PAN基碳纤维掺量（质量分数）取0.1%时,导电沥青混凝土既可以获得优良的导电性能,也可以获得优良的路用性能。     

石墨掺杂导电SMA混合料的研究

导电沥青混合料具有融雪化冰.路面自诊断等功能.本文优选一种高碳鳞片石墨导电相材料,制备导电SMA混合料,研究石墨掺杂导电SMA混合料的各项电学性能及路用性能.研究表明掺杂石墨可以有效降低沥青混合料的电阻率,在石墨掺量约15%时,电阻率出现急剧下降,石墨掺量为40%时电阻率降低至10 Ω穖;导电SMA电阻率不会随时间而发生剧烈波动,但会随温度的降低而下降;交流V-I特性的研究也进一步验证了导电SMA的导电机制;导电SMA各项路用性能优异,动稳定度保持在7 000次/mm以上.     

钢渣导电沥青混凝土的制备与性能研究

借助沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)的级配结构以及设计思想,研究了掺有钢渣的沥青混凝土的原材料选择、配合比设计及其制备;探讨了钢渣沥青混凝土的路用性能,不同矿料级配、不同石墨掺量下钢渣导电沥青混凝土的导电性能,以及电阻率随龄期的变化.     

掺加沥青基碳纤维的沥青混合料路面的融雪研究

在沥青混合料中加入碳纤维和微胶囊相变材料,研究了微胶囊相变材料掺量和油石比对沥青混合料电阻率和融雪去冰效果的影响。结果表明,在马歇尔试件中油石比一定前提下,微胶囊掺量的增加会增大沥青混合料的电阻率,在通电情况下,路面掺加沥青基碳纤维的沥青混合料的热生成效率会提高,从而对路面融雪化冰效果会得到提升;马歇尔试件温度的降温趋势会随着微胶囊相变材料掺量的增加而逐渐变缓,稳定阶段的温度呈逐渐上升趋势;在实际掺加沥青基碳纤维的沥青混合料的配置过程中,如果碳纤维和微胶囊相变材料掺量一定的前提下,为了实现最佳的融雪化冰效果,油石比的选择可以直接采用最佳油石比。     

聚苯胺复合导电纤维沥青混凝土的制备研究

纤维沥青混凝土在高速公路、机场跑道、桥梁铺装建设中得到了广泛应用.本文以自制的聚苯胺复合导技电纤维为导电相材料,制备了导电纤维沥青混凝土.介绍了聚苯胺复合导电纤维沥青混凝土目标配合比的设计和拌和方式确定过程.试验表明,可以选择SMA-16级配进行目标配合比设计;采用干拌法比湿拌法更有利于提高纤维的分散性;最佳沥青用量随纤维掺量的增加而增大,纤维掺量每增加0.2%,沥青用量增加0.12%;并提出了制备中需要注意的几个问题.     

聚苯胺复合导电纤维沥青混凝土的性能研究

为了提高沥青路面使用寿命,需对沥青路面进行损坏监测和公路交通智能化管理,该文以聚苯胺复合导电纤维为导电相材料,采用SMA-16非连续密级配,制备了聚苯胺复合导电纤维沥青混凝土.采用马歇尔试验法对掺混复合纤维前后的沥青混合料的力学性能进行了测试.研究表明:聚苯胺复合导电纤维沥青混凝土的力学性能得到了明显改善,在纤维分散均匀时,随着纤维掺量的增加,稳定度、流值、空隙率和饱和度均有增大趋势;掺混导电纤维的沥青混凝土电性能得到明显改善,复合导电纤维沥青混合料电导率提高了5～6个数量级,渗流阈值为0.2%;综合分析拌和过程中纤维的分散性、力学性能和电性能,最终确定了复合导电纤维的最佳掺量为0.2%～0.4%.     

复合改性透水沥青混合料配合比设计优化研究

为了优化复合改性透水沥青混合料的配合比设计,基于我国东北季冻区气候条件,对玄武岩纤维掺量、高黏改性剂掺量和油石比3个影响因子进行Box-Behnken试验设计,共15组试验方案,提出综合评价值来综合评价混合料的密度、空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率、稳定度和流值指标。通过建立二次函数模型,计算出两种改性材料的最佳掺配比及混合料的最佳油石比,并进行肯塔堡飞散和谢伦堡析漏试验验证混合料的最佳油石比。结果表明,高黏改性剂掺量12%、玄武岩纤维掺量1%为两种改性材料的最佳掺配比,试验验证后最佳油石比为5.1%。该方案得到最高的综合评价值为91。采用加权响应曲面法,可以用于优化复合改性透水沥青混合料的配合比设计。     

导电沥青混凝土在道路工程融雪化冰应用中的问题探讨

从类型、掺量及分散均匀性三个方面分析了导电材料的掺入问题,介绍了常用的导电材料,其掺量应保证沥青混凝土具备导电性能,且不能过高,从原材料和搅拌过程严格控制导电材料在沥青混凝土中的分散均匀性。分析了两种导电结构形式,可以根据具体情况选取上下电极导电结构形式或左右电极导电结构形式。提出了在原有的电路结构中增加温度传感器和湿度传感器的预防积雪结冰措施,综合其他气象条件来提前开启电路,使得路面提前升温,即时融化降雪,保证交通行驶安全。     

新型复相固废导电混凝土路面力学与导电性能试验研究

导电混凝土可通过导电产生热量来提高自身温度,故而在路面除冰领域具有较好的应用前景.为研究不同掺量的钢渣和炭黑对混凝土力学性能和导电性能的影响,对导电混凝土试样进行了不同的填料配比设计,并对设计的试样进行无侧限抗压强度试验、抗弯强度试验和电阻率测试试验.结果表明:炭黑可改善混凝土的导电性能,但会对其力学性能产生不良影响;...     

钢渣导电沥青混凝土电学性能研究

利用钢渣矿料制备出Superpave12．5型钢渣导电沥青混凝土,研究了钢渣集料、石墨粉、碳纤维等材料对降低电阻率的贡献,进行了室内升温和室外融雪试验。研究结果表明：钢渣能作为集料制备出体积性能合格的沥青混凝土,钢渣导电集料大大提高了沥青混凝土的导电能力;石墨降低电阻率的能力要明显强于碳纤维;导电沥青混凝土温升随时间呈二次抛物线规律变化。室外融雪试验融雪效率为32％。     

导电沥青混凝土的桥面铺装开裂预警技术研究

沥青混凝土桥面铺装层在低温条件下极易产生开裂,空气中水分、灰尘等通过裂缝深入到桥面板与铺装层中间,会进一步造成层间滑移、水损坏。为及时对沥青混凝土桥面铺装的低温开裂病害进行预警,降低后期维修养护费用,采用碳纤维、石墨制备了复合导电沥青混凝土,并通过间接拉伸蠕变试验研究了其变形发展与电阻率的变化关系,根据曲线特点利用多项式拟合获得了不同蠕变阶段其力-电机敏特性。结果表明:碳纤维-石墨导电沥青混凝土电阻率与应变在不同阶段分别呈现出二次非线性、线性相关关系。同时,结合实体工程设计了分布式光纤传感器布设方案与施工流程,即在桥面铺装层间布设分布式光纤,上面层铺筑碳纤维-石墨导电混凝土,形成一种新型桥面铺装结构,为沥青混凝土桥面铺装低温开裂预警提供了一种全新的思路。     

碳纤维导电混凝土的性能研究

以碳纤维为功能导电基元材料制备了碳纤维导电混凝土。探讨了碳纤维导电混凝土的电阻率和28d抗压强度随着碳纤维含量的变化；研究了电阻率随交流电压而变化的情况，分析了不同电压下的电热效应。利用一种趋势计算法近似计算出碳纤维混凝土的热转化效率。试验结果表明：碳纤维的最佳体积含量为1．0％；随着电压的升高，混凝土电阻率减小；碳纤维混凝土通电后产生的热量能够满足冬季路面除冰化雪的需要；趋势计算法计算出的热转化效率最高可达99.5％。     

聚酯纤维沥青混合料级配设计的理论方法

应用分形理论,推导出聚酯纤维沥青混合料粗、细集料级配设计的数学模型。根据颗粒填充特性,计算出粗、细集料各级筛孔的理论通过率。将粗、细集料分别看作一个整体对其级配进行设计,在保持集料总比表面积基本不变的情况下,建立在实际设计中粗集料级配调整设计的数学模型。根据数学公式,得出3种不同的设计级配。结果表明,粗集料占74%,细集料占15.2%,填料占10.8%;对于掺量为0.2%的聚酯纤维沥青混合料而言,级配1和级配2的体积参数不满足规范要求,级配3的体积参数均满足规范要求,是最优级配组成。     

基于CT技术沥青混合料集料的识别与分离

为了研究沥青混合料内部集料结构,利用CT断层扫描技术对沥青混合料内部集料进行三维重构,基于Matlab自行编制程序对集料进行识别与分离.很多情况下集料是互相接触的,这些相互接触的集料容易被程序错误地识别成是一个集料.为此首先用Gaussian过滤器使集料变得更光滑,再利用Hmax过滤器使集料变得更平滑,最后进行Wat...     

抗剥落剂对沥青及花岗岩集料沥青混合料性能的影响

为研究酸性集料花岗岩作为沥青混合料用集料的应用潜力,制备添加抗剥落剂的沥青胶浆和基于花岗岩集料的沥青混合料。基于表面能理论和红外光谱试验（FTIR）,分析沥青与酸性集料的黏附机理,探究沥青与抗剥落剂的化学组成。采用车辙因子、疲劳因子、残留稳定度、劈裂强度比等评价指标,研究抗剥落剂对沥青及混合料路用性能的影响。结果表明：抗剥落剂能改善沥青的高温稳定性和中温抗疲劳性,提高沥青混合料的水稳定性,且抗剥落剂与沥青是物理共存反应;接触角试验的结果定量反映不同集料与沥青的黏附性差异;细集料类型对沥青混合料的水稳定性影响极大,选择石灰岩作为细集料有利于提高花岗岩沥青混合料的水稳定性。     

碳纤维导电混凝土道面机场除冰雪的应用研究

从目前机场道面融雪化冰的基本方法以及所存在的问题入手,介绍了导电混凝土电热除冰雪的工作原理和制备导电混凝土的基本原理,分析了碳纤维导电混凝土道面材料应满足的基本性能要求;结合机场飞行区道面的特殊性,提出了碳纤维导电混凝土在机场道面中应用所具备的条件。     

基于计算机扫描技术的沥青混合料集料质量均匀性评价

运用 CT（Computer Technology）获得沥青混合料的内部微观结构已成为现阶段研究热点之一,但是现阶段结合沥青混合料的 CT扫描断面图具有的特点进行数字图像系统处理的研究相对较少,而且将其用于区分内部材质的技术目前比较粗糙,无法有效将数字图像处理和混合料无损检测技术结合起来。基于混合高斯模型（GMM）E M算法的基础上,对沥青混合料的集料特性进行分割,进而对细观结构的质量均匀性分析进行判断,最后通过试验深层次探索内部体积组成结构情况。研究结果表明本文采用的混合高斯模型能较好的对 CT扫描断层图片进行处理,通过扇形扫描方法可对沥青混合料集料的分布情况进行判断,进而通过对集料颗粒的面积比进行统计分析,进而评价沥青混合料的集料分布均匀性,本文研究结果可为沥青混合料微观领域研究提供借鉴和参考意义。     

就地热再生沥青混合料均匀性的细观评价指标

就地热再生能直接在现场一次性完成路面修复，但因其材料组成和施工工艺复杂等极易出现混合料不均匀问题，为解决此问题，尝试从集料入手，对就地热再生沥青混合料均匀性的评价指标进行研究。首先，采用数码相机获取就地热再生沥青混合料试件截面的数字图像，基于数字图像处理技术识别截面中所有新旧集料的细观结构；然后，采用环扇分割法将截面分成36个等面积区域，基于区域集料颗粒面积比和新集料颗粒偏离度分别提出集料均匀性评价指标D和新集料均匀性评价指标H；最后，通过改变RAP加热温度、RAP拌和时间、新沥青混合料拌和温度与新旧料混合时间4个因素，进行正交试验，进一步分析均匀性指标的变化规律和可靠性。结果表明：环形分区结合OTSU阈值分割方法可准确识别沥青混合料截面图像中的集料信息，保留绿色通道的方法可有效识别不同灰度值的新旧集料；对试件截面均匀性的定性分析初步验证了这2个均匀性指标的有效性；RAP加热温度与新沥青混合料拌和温度对D影响显著，RAP加热温度和新旧料混合时间对H影响显著；而且，随着RAP加热温度、新沥青混合料温度和新旧料混合时间的增加，就地热再生混合料的均匀性变好，这与以往的研究结论相一致，进一步验证了这2个均匀性评价指标的可靠性。