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原文传递导电沥青混凝土应用技术的研究

论文题名：	导电沥青混凝土应用技术的研究
关键词：	导电沥青混凝土;结构设计;融雪剂;电阻率;隔热材料
摘要：	路面积雪结冰会给道路畅通及行驶安全带来严重的影响，如何保持冰雪天气下高速公路、机场跑道安全畅通的问题，一直是相关部门需要解决的重要难题之一。本文主要探讨和分析了融冰化雪用导电沥青混凝土路面的结构、提出了利用复合技术和协同效应制备导电层沥青混凝土的方法和性能控制指标、设计了掺有融雪剂的新型罩面层、构建了具有隔热作用的沥青路面粘结层。本文预期的研究成果，不仅对机场跑道、道路、桥面冬季融冰化雪具有重要的现实意义，而且对导电沥青路面的结构设计起到一定的指导作用。　　首先，参考相关规范，结合沥青混凝土制备和成型的实际情况，提出了导电沥青混凝土的结构形式以及技术要求。采用Superpave-12.5级配，使用Mafilon(MFL)融雪剂代替矿粉，设计制备了沥青路面罩面层，其马歇尔常规性能、水稳定性等试验表明掺入MFL融雪剂的罩面层路用性能满足规范要求，此外，通过与拨撒盐融雪机理的对比分析、凝固点试验说明MFL融雪剂不仅融雪效率较普通融冰盐大大提高，而且对环境几乎没有影响。　　导电层沥青混凝土主要采用AC-20C级配复合钢渣、石墨、碳纤维等导电相材料制备而成，其不仅满足融冰化雪功能同时还具有优良路用性能。经过优化级配设计后的导电层沥青混合料的电阻率可以降低到1Ω·m以内，通过计算在电极间距0.7m，外接电压大于54V时即可满足融雪要求。通过电阻的测试试验说明导电层的电阻率随温度的升高而增大，但增幅不大，在10℃以内，导电层沥青混凝土的电阻率均小于1Ω·m；由小梁四点弯曲疲劳试验说明了导电层的疲劳寿命可以达到普通沥青混凝土的2倍。　　为了减少导电层升温时热量向下层传导的损失，在导电层与下承层之间设置隔热粘结层。本文对比了几种常用的隔热材料的性能，选择硬泡聚氨酯隔热涂料作为隔热粘结层材料，其低导热系数(≤0.024 W/m·K)、易施工、具有一定强度等特点，满足了隔热粘结层的要求，提高了导电沥青混凝土的融雪效率。　　最后，在实验室研究基础上进行了导电层沥青混凝土加隔热粘结层的大板试验，在电极间距0.7m，直流电压60V的条件下得到升温曲线，大板在通电3小时后表面温度升高了近13℃，隔热层使得大板底面的升温仅为表面的一半左右。
作者：	米轶轩
专业：	材料科学与工程
导师：	陈美祝;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：	2011
正文语种：	中文