表面修饰BaTiO3对聚偏氟乙烯热性能和介电性能的影响规律研究

高介电常数的高分子复合材料可以被广泛应用于能量存储和人工肌肉领域。利用含羧基聚芳醚腈(PEN)对BaTiO3(BT)纳米粒子进行表面修饰,以增加BT在高分子基体聚偏氟乙烯(PVDF)中的分散性。通过溶液浇铸法,制备了一系列BT@PEN含量不同的高分子复合薄膜(PVDF/BT@PEN)。结果表明:PVDF/BT@PEN具有很好的热稳定性,起始分解温度超过了440℃。同时,复合薄膜的介电常数k随着BT@PEN质量含量的增加逐渐增大。当BT@PEN质量含量为20%时,复合薄膜在100Hz时的介电常数大于12。     

道路混凝土耐磨性试验研究

为了提供道路混凝土耐磨性设计的依据,通过室内试验,分析了材料组成参数、原材料技术性质、交通荷载参数、振动时间等因素对耐磨性的影响.结果表明:同样是调整水灰比,在中低水泥用量范围内,降低用水量可以有效地提高混凝土的耐磨性,增大水泥用量的效果则不明显;耐磨性随砂浆体积分量的增长总体呈提高趋势,在低水灰比条件下较为明显;低粗细集料比会导致耐磨性有所下降;当含气量大于4%时,提高含气量会导致耐磨性显著劣化;低含泥量不会导致耐磨性劣化,但当含泥量从3%增至7%时,耐磨性显著降低;调整粗集料公称最大粒径(NMPS)不会导致耐磨性发生明显改变;交通荷载参数是影响混凝土磨耗速率的主要外部因素,磨耗量与磨耗作用次数之间呈线性相关性,与磨耗荷重之间表现为指数关系,重轴载会导致粗构造加速衰减;适当的振动时间有利于改善混凝土的耐磨性,此时表面砂浆层的含水量也较低.最后,基于不同的交通荷载等级,提出了道路混凝土耐磨性设计建议.     

温湿耦合作用下路面混凝土内应力研究

采用COMSOL Multiphysics软件,对不同温湿度耦合作用下的C30,C40路面混凝土内部所产生的应力和应变进行对比分析.结果表明:不同温湿度环境下,路面混凝土内部应力主要集中于板体棱角、各边和板体中部;C40路面混凝土在温湿度耦合作用下更易产生应力集中,且最大内应力是相同环境下C30路面混凝土的1.2倍左右;C30路面混凝土更易产生内部形变,最大内应变可达相同环境下C40路面混凝土的1.1~1.4倍;上述现象在温湿度均存在大梯度循环的耦合作用下更加显著.     

乳化沥青冷再生混合料性能优化及机理研究

为提升华南湿热地区乳化沥青冷再生混合料的路用性能,研究了乳化沥青用量、水泥掺量及铣刨料(RAP)掺量对冷再生混合料高温性能、水稳性能及疲劳性能的影响规律.通过多指标加权分析,对冷再生混合料进行了性能优化及影响因素优选,并借助扫描电镜(SEM)揭示了水泥-乳化沥青胶浆的抗裂增强机理.结果表明:乳化沥青用量和水泥掺量对冷再生混合料高温性能的影响最为显著,RAP掺量对其水稳性能的影响最大,不同应力比下冷再生混合料疲劳性能受各因素影响的显著性存在差异;当乳化沥青用量(质量分数,下同)为3.5%,水泥掺量为2.0%,RAP掺量为80%时,冷再生混合料的综合性能最佳;水泥-乳化沥青胶浆能改善冷再生混合料微观界面变形协调性,使其更好地传递和分散应力,减缓裂缝发育速率,抗裂效果显著.     

橡胶沥青衬垫式碎石封层黏结性能

针对旧水泥混凝土路面加铺改造工程的层间黏结问题,选择适用于该工程的碎石封层结构,通过室内直接剪切试验对比分析了橡胶沥青衬垫式碎石封层与橡胶沥青单层碎石封层的黏结性能,利用正交试验优化了橡胶沥青衬垫式碎石封层的配合比.结果表明:单层碎石封层及衬垫式碎石封层为最佳碎石封层结构;橡胶沥青衬垫式碎石封层第1层沥青洒布量为2.4 kg/m2,第1层碎石撒布量为9 m3 /km2,第2层沥青洒布量为2.0 kg/m2,第2层碎石撒布量为12 m3/km2时,层间抗剪强度最优;橡胶沥青衬垫式碎石封层黏结性能较橡胶沥青单层碎石封层提高30％左右.     

玄武岩纤维沥青胶浆性能试验研究

通过改变玄武岩纤维规格与掺量,研究了玄武岩纤维沥青胶浆抗剪性能、抗裂性能及高温流变性能的变化规律,并借助扫描电镜(SEM)对其微观机理进行了分析.结果表明:玄武岩纤维的掺加大幅提高了沥青胶浆的极限拉力(最高约为原沥青胶浆的4.5倍);高温流变性能显著提高,PG分级由PG70提升至PG76;在玄武岩纤维端部,沥青呈突起状,有利于纤维相互桥接形成网状结构,使其应力分散,从而提高了沥青混合料的稳定性.     

氢氧化铝/有机改性蒙脱土复合改性沥青性能研究

采用氢氧化铝(ATH)和两种有机改性蒙脱土(OMMT-C、OMMT-F)对沥青进行阻燃抑烟改性,旨在提高隧道沥青路面的阻燃抑烟性能。通过测试三大指标来评价ATH/OMMT复合改性沥青的常规性能,测试极限氧指数(LOI)与烟密度(SDR)来评价其阻燃抑烟性能,利用动态剪切流变(DSR)试验研究其流变性能。基于综合指数法优选出ATH/OMMT复合改性沥青的最佳复掺配比,通过热重(TG)试验分析了ATH/OMMT复合改性沥青的热解燃烧特性并建立了阻燃性能预测模型。研究结果表明,ATH/OMMT复合阻燃剂提高了沥青的稠度与软化点,降低了沥青的低温性能。当ATH掺量为10%(质量分数),OMMT-C掺量为3%(质量分数)时,复合改性沥青的综合性能最优,其极限氧指数大于23%,符合路用阻燃沥青的标准,同时烟密度相对基质沥青降低了33.9%,初始分解温度较基质沥青提高了3~6 ℃,分解残余量提高率最高可达61.3%。ATH/OMMT-C复合阻燃剂通过阻隔热交换通道提高了沥青的阻燃抑烟性能,通过增加沥青的弹性成分提高了沥青的复数模量与车辙因子,以及高温抗变形能力。     

基于反射裂缝防治的玄武岩经编纤维布阻裂性能研究

针对沥青路面面层出现的轻度反射裂缝问题,为增强防治措施,本文对玄武岩经编纤维布阻裂性能进行了试验研究。通过冲击韧性试验与动态疲劳试验研究了玄武岩经编纤维布和对照土工合成材料(玻纤格栅、聚酯玻纤布)的防反性能,最后对沥青混合料加铺不同土工合成材料后的抗冲击性能与抗疲劳性能进行了相关性分析。研究结果表明:加铺玄武岩经编纤维布,沥青混合料的冲击韧性可提升70%以上;玄武岩经编纤维布在防治裂缝产生与延缓裂缝扩展方面均表现出了优于玻纤格栅和聚酯玻纤布的能力,在沥青混合料中铺设玄武岩经编纤维布可获得最好的疲劳抗裂性能。铺设土工合成材料后,混合料的冲击韧性与其疲劳寿命相关性较好,采用冲击韧性预估沥青混合料加铺土工合成材料后的抗疲劳性能具有可行性。     

沥青路面水性丙烯酸热反射涂层优化设计与路用性能

为降低沥青路面温度,缓解城市热岛效应,选用水性丙烯酸乳液作为基料,通过正交试验确定涂料最佳质量配合比,制备一种新型环保水性丙烯酸热反射涂层。利用室内降温装置测试涂刷量和温度对降温效果的影响,分析降温效果的相关性,并评价涂层的抗滑性能与粘附性能。结果表明,涂料最佳质量配合比为:水性丙烯酸乳液固含量为47%,金红石型钛白粉掺量为14%,石英粉掺量为7%,空心玻璃微珠掺量为3%(以上均为质量分数)。降温效果在一定范围随涂刷量的增大而增大,但到达一定程度后降温效果趋于平稳,推荐涂料最佳用量为1.0 kg/m²。涂层降温效果随温度的升高而增大,室内外降温效果的相关性极强。随着涂刷量的增大,抗滑性能不断降低,添加防滑颗粒能有效提高抗滑性能,且对降温效果几乎没有影响。粘附性能随涂刷量的增大而增大,试件打磨后粘附性能更强。     

寒区沥青胶浆延性研究

首交提出了沥青胶浆延工的概念，并测定、分析了两种寒区沥青、四种粉胶比在四个温度下的沥青胶浆延度。认为沥青胶浆延度较沥青延度更能反映沥青混合料的流变性能，而且胶浆延度与温度、粉胶比之间有很好的相关性。