应力响应型沥青自愈合胶囊的制备与性能研究开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

沥青混凝土具有一定的微裂纹自愈合性能,在荷载间歇期,沥青弹性恢复、粘性流动和分子扩散使沥青混凝土中的部分微裂纹会自动愈合,导致沥青混凝土的性能得到一定程度的恢复。利用沥青混凝土的自愈合性能将沥青路面中的微裂纹在萌芽状态修复,避免其发展成裂缝、松散、坑槽等宏观病害,已成为国内外学者所倡导的先进养护理念。然而,沥青混凝土的微裂纹自愈合的过程比较缓慢,且只能使部分微小的裂缝得到愈合。为了提高沥青混凝土的自愈合性能,使沥青路面出现微裂缝时就自动愈合,国内外研究人员研发了感应加热、微波加热、微胶囊等自愈合增强技术。其中,沥青混凝土感应加热自愈合存在感应加热速率低、路面现场感应加热设备缺乏、仅能修复路面表层裂纹、无法恢复老化沥青性能等技术难题,限制了其实际应用;微波加热均匀、有效加热深度大,但其加热速率仅为感应加热的1/5,且微波加热会破坏沥青分子的化学结构、导致沥青性能劣化,也会对人体及环境产生危害,同样不适合在沥青路面中应用;微胶囊自愈合技术存在修复剂量少、破裂困难、自愈合次数有限等缺点,离推广应用尚存在较大的距离。

针对上述问题,本论文拟制备具有粒径大、修复剂含量高、具有应力响应特性、能够在行车荷载作用下自动释放修复剂的毫米级多腔室海藻酸钙自修复胶囊。与传统核壳结构的微胶囊法相比,毫米级应力控释型多腔室自愈合胶囊具有修复剂包覆量大、愈合效率高、愈合作用持久(不同腔室内的沥青修复剂逐步释放)、能够使老化沥青再生等技术优势,在行车荷载作用下即可自动还原老化沥青并修复微裂纹,是一种极具发展潜力的沥青混凝土自愈合技术。利用该技术,可望同时实现老化沥青的原位再生和微裂纹的自动愈合,从源头上解决沥青路面的老化和开裂问题,对于加快公路建设由高速度发展向高质量发展转型、延缓公路的大中修年限、保障道路安全畅通、提高路面建设的经济、社会和环境效益都具有重要的战略意义。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

自愈合胶囊制备: 采用葵花籽油、去离子水、海藻酸钠、吐温80和氯化钙等原材料合成出不同海藻酸钠溶液和油比例的自愈合胶囊。

自愈合胶囊性能表征:研究其物理性能、结构组成、热稳定性能、油含量以及在沥青混合料拌和和压实后的成活率,以及胶囊在标准胎压下油的释放率和胶囊对沥青混合料自愈合性能的影响。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。

明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。

确定技术方案,并完成开题报告。

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4. 参考文献(12篇以上)

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