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相变微胶囊的制备及其改性沥青路用性能研究
| 论文题名： | 相变微胶囊的制备及其改性沥青路用性能研究 |
| 关键词： | 石蜡;改性沥青;相变微胶囊;流变特性;温度调控 |
| 摘要： | 沥青路面在高速公路与城市道路中应用广泛，在其快速发展的同时也存在一些不足，如高温环境使沥青路面产生的温度病害，以及沥青对太阳辐射的高吸收率带来的城市热岛效应加剧等。利用高温相变材料的储热特性，将其制成微胶囊并掺入沥青中，在吸收热量的过程中可对沥青路面的温度进行调控，在缓解温度病害及热岛效应的同时，可减少高温下沥青中有害物质的挥发，维护城市生态环境。 本文以三种不同的高温相变材料（石蜡、硬脂酸、棕榈酸）作为微胶囊的芯材，以三聚氰胺-甲醛（MF）、三聚氰胺-脲素-甲醛（MUF）两种树脂作为封装微胶囊的壁材，共制备六种相变微胶囊：SL@MF、YZS@MF、ZLS@MF、SL@MUF、YZS@MUF、ZLS@MUF；通过热物性测试、抗渗性能测试、力学强度试验、化学结构及微观形貌测试对所制备六种微胶囊进行研究，优选一种适用于沥青路面用的高温相变微胶囊；将所选出的SL@MUF微胶囊在3%、6%、9%、12%掺量下掺入基质沥青与SBS改性沥青中制备相变调温沥青，通过常规物理性能试验、流变学试验以及自主设计的调温试验，对所制相变调温沥青高低温流变性能、实际控温效果进行分析验证。主要结论有：1）制备而成的六种微胶囊，在潜热能力、热稳定性、抗渗性能、力学强度方面具有较好的表现，微胶囊粒径均为20μm~200μm，外观呈规则球形，其中SL@MUF相较于其他微胶囊各方面性能更优；2）由基础性能试验得出，SL@MUF使沥青软化点上升，针入度与延度降低，其对沥青的高温性能有所增益，但对低温性能具有负面影响；3）从车辙因子、疲劳因子分析可得，SL@MUF可增加沥青抵抗变形的能力，对沥青抗车辙、抗疲劳性能提升效果明显；4）从多应力重复蠕变试验结果可得，SL@MUF会减少沥青在重复荷载作用下的累计变形，提升沥青高温下的抗变形能力；5）由低温弯曲试验可得，SL@MUF对沥青的低温流变性能有所影响，会降低沥青低温下的韧性，削弱沥青在低温环境下的抗裂性能，但制备而成的相变调温沥青低温性能均满足规范要求；6）从调温试验以及温度敏感性分析可得，SL@MUF可降低沥青的温度敏感性，提升沥青对高温环境的耐受性，并具有控温能力，可有效降低沥青升温速率与其内部温度；7）依据调温沥青混合料性能测试结果，调温沥青混合料的高温性能有所提升，但低温性能有所衰减，调温沥青混合料具有明显的控温能力，可降低路面内部温度及升温速率。 |
| 作者： | 袁康博 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 马峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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