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考虑抗凝冰能力的低冰点超薄磨耗层典型级配及残余寿命预估研究
| 论文题名： | 考虑抗凝冰能力的低冰点超薄磨耗层典型级配及残余寿命预估研究 |
| 关键词： | 低冰点超薄磨耗层;级配组成;融雪离子分布;驱动力;融雪寿命 |
| 摘要： | 路面积雪结冰是影响我国寒区道路冬季行车安全的主要问题，路表积雪结冰的问题严重影响了交通的安全与快捷。而低冰点路面的应用，使得在役路面得到预防性养护的同时获得了融雪抑冰的能力。而在实际使用过程中，全厚式低冰点沥青混合料深层位的有效成分无法完全析出，从而造成了材料的浪费；而低冰点涂层类又会因为过快释放致使融雪寿命大幅缩减。因此本文以薄层罩面层为载体，设计出既满足路用性能，又满足融雪性能的低冰点超薄罩面类沥青混合料层，但却缺少已有的低冰点超薄磨耗层设计方法。本文探究将提出低冰点超薄磨耗层的设计方法、明确有效成分的迁移释放规律、评价低冰点超薄磨耗层的有效融雪寿命。以更好地满足在役路面对养护和除冰雪能力的需要。 首先，利用CT技术研究不同级配类型的细观结构特点，采用AVIZO三维重构沥青混合料，提取细观结构参数。相关性表明其内部的孔隙结构、迂曲程度为主要影响指标。将0.15~0.29d作为关键筛孔对级配整体进行控制，将级配划分成骨架料、干涉料、填充料，通过调整的比例关系，对级配范围优化；根据混合料路用性能，优化满足低冰点沥青混合料的级配类型、级配范围； 其次，采用单向渗透实测有效成分的释放的释放速VOGFCgt;VAC-Ⅰgt;VNovachipgt;VSMAgt;VAC-Ⅱ。探究了孔隙结构、迁移路径等细观结构参数对有效成分迁移释放的影响。结果表明孔隙结构对有效成分迁移释放有较大的影响，证明混合料的细观结构组成与有效成分的迁移释放特性密切相关； 再次，探究不同工况条件下，温度、龄期、荷载、浓度、湿度等不同迁移驱动力的影响条件下有效成分分布、迁移、释放规律。根据低冰点沥青混合料内部残余有效成分的测试结果，通过采用周期、温度、荷载等修正系数的方式对菲克第二定律方程的扩散系数进行修正。结合初始边界条件，建立了评价有效成分的残余—析出模型，来表征不同迁移驱动力作用下有效成分的释放特性； 最后，通过在试件不同深度处布置的温度传感器，实测并绘制冰-试件的降温步冷曲线，提出固体冰点指标。根据单次释放浓度变化情况，建立了有效浓度的内部含量的变化与冰点的变化情况之间的联系。探究了不同浓度的有效融雪离子溶液对应的融冰能力，结合有效成分单次释放浓度，综合确定有效成分的有效工作浓度区间。从而建立有效成分的浓度变化—冰点变化—寿命预估之间的关系，以不同阶段的低冰点沥青混合料的残余寿命进行预估。 |
| 作者： | 孙大珩 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 谭忆秋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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