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融雪化冰用导电沥青路面服役性能及影响因素研究
| 论文题名： | 融雪化冰用导电沥青路面服役性能及影响因素研究 |
| 关键词： | 导电沥青混凝土;融雪化冰;电阻特性;隔热层;加热效率;服役性能 |
| 摘要： | 导电沥青路面融雪化冰技术可以及时有效地对路面进行除冰化雪，它能够避免人工、机械以及使用融雪盐等除冰雪方法对道路和环境带来的负面影响。本文的主要研究内容包括导电沥青路面融雪化冰过程的热平衡分析、导电沥青路面的材料组成设计与性能评价、导电沥青混凝土的电阻特性和电热效应以及隔热层材料对导电沥青路面加热效率的影响等。本文的预期成果将对导电沥青混凝土融雪化冰技术的应用起到一定的指导作用。 本文首先根据导电沥青路面融雪化冰的传热机理及热工过程，建立了融雪化冰所需功率与环境条件的关系。结果表明导电沥青路面融雪化冰输出功率与降雪量、气温、风速、空气相对湿度和路面无雪覆盖率等因素有关，它们对输出功率影响的显著性水平从高到低依次为气温、无雪覆盖率、风速、降雪量和空气相对湿度。 第二，导电沥青路面的材料组成设计与性能评价。对融雪化冰用导电沥青混凝土和隔热层材料的组成进行了设计，并评价了它们的路用性能和热学性能。采用Superpave方法设计了融雪化冰用导电沥青混合料，其电阻率可以控制在5Ω·m以内。除水稳定性外，导电沥青混凝土的高温稳定性、疲劳耐久性和抗老化能力均优于普通沥青混凝土。 第三，导电沥青混凝土融雪服役特性的研究。研究了温度、电压对导电沥青混凝土电阻的影响，同时评价了重复融雪化冰对混凝土结构与性能的影响，并探究了导电相材料对沥青混凝土电学性能的改善机制。导电沥青混凝土的融雪服役特性表现为正温度系数(PTC)效应和电压-电流的非线性行为;融雪化冰循环过程会导致导电沥青混凝土中应力应变积聚，最终转变为结构的变化;沥青混凝土的电阻率主要取决于导电沥青胶浆中形成的有效导电链。 最后，研究在不同初始温度和额定功率的条件下，多种隔热层材料对导电沥青路面试验板加热效率的影响。初始温度对导电沥青混凝土的加热效率影响不大，隔热层有利于提高导电沥青路面的加热效率，加热功率越大隔热层的隔热效果越明显;三种隔热层材料中，防水卷材表现出最佳的隔热效果，其次依次为掺陶粒沥青混凝土和稀浆封层。 |
| 作者： | 潘攀 |
| 专业： | 建筑材料与工程 |
| 导师： | 吴少鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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