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自愈合胶囊在沥青混合料中的释放行为研究开题报告

 2020-05-01 08:05  

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1研究背景及国内外研究现状

沥青混凝土路面在使用期间的行车荷载和外界环境的反复作用下,沥青材料会逐渐失去黏结性能而导致路面产生裂缝和松散等病害,此时进行路面修复甚至重建,均会带来交通安全、拥堵,资金等问题。当沥青混凝土路面出现上述病害时,防水剂、沥青再生剂等材料被应用于沥青混凝土路面使其免受环境破坏和水分渗透,但其耐久性会因环境和行车荷载的反复作用而降低,降低了路面的抗滑性能,影响行车的安全性和路面使用性能,因此研究新的沥青混凝土路面修复方法迫在眉睫。
沥青材料可以看作是一种两相材料,即:液体相,称为胶质;固体相,称为沥青质。随着时间的推移,液相会逐步地氧化、消失而导致沥青变得坚硬而脆弱。为避免这种情况发生,在路面刚出现老化迹象时,胶质等聚合物被淋撒在沥青混凝土路面上,但由于渗透性差等原因,这种愈合方法只作用于表面,其只影响路表面以下1cm的范围。为解决此问题,聚合物添加到路面的最佳方式是将充满愈合剂的胶囊与沥青混凝土相拌和,这种技术方法主要利用的是自愈合胶囊技术。
自愈合胶囊愈合技术的优点在于不需要外界对路面施加其他能量,在服役过程中自动愈合裂纹等,愈合后路面材料强度恢复效果好;缺点在于对技术要求高,且成本较高,掺加的胶囊分布要密且均匀,过于稀疏或者不均匀都达不到良好的愈合效果,在生产、与沥青混合以及路面施工的过程中如何保证自愈合胶囊的安全也是一个难点。同时含自愈合胶囊的沥青路面在服役过程中,胶囊内部修复剂的释放机理方式与机理也有待研究。

white和他的同事们在2001年提出了微胶囊自愈合的概念。通过微胶囊内的愈合药剂和环氧树脂环境下的化学药品发生触变反应来完成自愈合。整个微胶囊愈合的全过程分为三个步骤:1)裂缝在试件受损处形成;2)微胶囊破损,并在毛细管作用下释放出愈合药剂;3)愈合药剂与外界的药剂发生化学反应,生成聚合物填充裂缝内部。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

(1)文献调研,了解国内外自愈合沥青混凝土领域相关研究概况和发展趋势;
(2)以自愈合胶囊为添加材料,制备含自愈合胶囊的沥青混凝土,研究其体积性能和基本路用性能;
(3)研究含自愈合胶囊的沥青混凝土在不同疲劳荷载次数和温度下胶囊内的修复剂的释放量;

(4)利用三点弯曲实验,采用断裂-愈合-再断裂的评价方式,研究不同自愈合剂释放量下的沥青混合料的自愈合能力;
(5)分析总结数据,撰写毕业论文。

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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。

第4-8周:含自愈合胶囊沥青混合料的制备、体积性能和基本路用性能测试。

第9-12周:含自愈合胶囊的沥青混凝土在不同条件下,内部修复剂的释放机理研究。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]田洋, 庞琦, 孙国强,等. 沥青混凝土疲劳损伤自愈合行为研究进展(5)——沥青自愈合微胶囊[j]. 石油沥青, 2016, 30(5):27-34.

[2]孙大权, 张立文, 梁果. 沥青混凝土疲劳损伤自愈合行为研究进展(1)——自愈合行为机理与表征方法[j]. 石油沥青, 2011, 25(5):7-11.

[3]许恒, 谭练武. 沥青混合料自愈合性能研究进展综述[j]. 山西建筑, 2015(32):104-106.

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