环境吸附型沥青路面材料微观特征及增湿抑尘作用机理研究
批准号:
52078024
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
索智
依托单位:
学科分类:
道路与轨道工程
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
索智
中文摘要
本课题针对环境吸附剂与沥青交互作用使得增湿抑尘功能和路用性能表现各异的技术难题,就环境吸附型沥青路面材料微观特征及增湿抑尘作用机理展开研究。通过光谱分析、形貌显微和氮吸附技术,掌握环境吸附官能团组成、形貌和微孔介孔分布的变化规律,揭示环境吸附官能团在沥青中的扩散、接枝共轭及微孔介孔分布等微观特征;通过差热分析、形貌显微及氮吸附技术,测定玻璃化温度、光谱谱带偏移、组分间原子力及微孔介孔分布,揭示环境吸附官能团在沥青中迁移和离子交换反应规律;通过建立官能团迁移、离子交换反应速率与环境吸附型沥青微孔介孔和极性基团分布之间的关系方程,量化多孔和极性基团与沥青交互作用的相溶、接枝共轭和微孔介孔分布的动态反应特征,揭示环境吸附型沥青及混合料增湿抑尘功能的微观作用机理,提出适于沥青环境吸附改性的高效环境吸附剂开发原则和判据,为环境吸附型沥青路面材料技术的推广提供技术储备。
英文摘要
The objectives of this research are evaluate the interaction between environmental adsorbent and asphalt, which is significant effect on the function of humidification and road performance. The basic problems of asphalt pavement material application are the micro-characteristics of environmental adsorption asphalt pavement material and their humidification dust mechanism. Through spectral analysis, morphological microscopic and nitrogen adsorption techniques, the variation law of the composition, morphology and microporous mesoporous distribution of environmental adsorption can be recorded. The micro-characteristics such as diffusion, graft co-conjugate and microporous distribution of the environmental adsorption group are revealed. Through spectral analysis, atomic force and microporous distribution analysis, the environmental adsorption force in asphalt migration and ion exchange reaction are indicated. The quantify the insoluble of porous and polar groups interaction with asphalt are presented by establishing the relationship equation between the meta-energy group migration, ion exchange reaction rate and the distribution of the environment-absorbent asphalt microporous. The dynamic reaction characteristics and micro-mechanism of the environmental adsorption materials are studied to development principles and criteria of high-efficiency environmental adsorbent and provide technical reserves for the promotion of environmental adsorption asphalt pavement material technology.
随着我国城镇化进程的加速推进,道路扬尘污染问题日益凸显,而传统抑尘技术普遍存在效率低下、成本高昂等局限性。针对这一现状,本研究以环境友好型吸附沥青路面材料为研究对象,通过微观结构优化与功能化设计,深入探究其增湿抑尘机理,旨在推动绿色道路材料的可持续发展。.本研究选取多孔吸附剂(天然沸石粉、13X分子筛、多壁碳纳米管)和极性基团吸附剂(无水氯化钙、无水氯化镁)两类增湿吸附剂,系统考察了不同相对湿度条件下吸附型沥青混合料的增湿特性。采用扫描电子显微镜(SEM)、物理吸附等微观表征技术,从微观形貌、吸附结构及表面润湿性等维度,以吸附面积增长、吸附孔体积增长率及表面自由能为评价指标,深入分析了不同吸附剂掺量下沥青混合料的微观吸附特性。.通过恒温恒湿实验与热重分析(TGA),揭示了吸附剂在不同温湿度条件下的动态吸附规律及其热力学特性。采用吸湿增重试验、蒸发保水试验以及自主研发的实验室扬尘浓度检测装置,系统研究了改性沸石基材料的抑尘性能。.通过系统测试吸附型沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性及抗滑性能,验证了其工程适用性。路用性能测试结果表明,复合吸附剂的掺入显著提升了沥青混合料的高温稳定性,增强了其抵抗车辙病害的能力;对水稳定性和抗滑稳定性的影响较小;在低温性能方面,抗弯拉强度和弯曲劲度模量呈现上升趋势,而最大弯拉应变有所下降。.本研究揭示了多孔吸附剂对沥青混合料微观结构与宏观性能的调控机制,建立了吸附剂掺量优化原则及制备工艺参数体系。研究成果为开发高性能抑尘路面材料提供了坚实的理论基础和技术支撑,对改善城市空气质量、降低道路扬尘污染具有显著的社会效益和环境价值。
生物质组分在植物油再生沥青中的裂解脂化规律及老化机理
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批准号:51778037
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2017
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负责人:索智
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依托单位:
植物油分对沥青质沉淀干扰及沥青结构重塑影响的微观机理研究
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批准号:51308030
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:28.0万元
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批准年份:2013
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负责人:索智
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依托单位:
国内基金
海外基金