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蓄盐类橡胶颗粒沥青混合料路用性能及除冰性能的研究

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中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2022年第7期 52-56页

作者：康宁王振宇中交公路规划设计院有限公司北京100000

设计制备了蓄盐类橡胶颗粒沥青混合料并对其路用性能及除冰性能进行了研究。首先采用逐级填充与体积设计法进行了级配设计。其次通过性能试验、盐化物析出试验等,探究了抗凝冰剂、橡胶颗粒掺量与混合料路用性能之间的关系。最后探究了... 详细信息

设计制备了蓄盐类橡胶颗粒沥青混合料并对其路用性能及除冰性能进行了研究。首先采用逐级填充与体积设计法进行了级配设计。其次通过性能试验、盐化物析出试验等,探究了抗凝冰剂、橡胶颗粒掺量与混合料路用性能之间的关系。最后探究了盐化物掺入方式对其析出量的影响,以及混合料除冰持久性能随降雨次数间的规律。结果表明:随着抗凝冰剂掺量的提升,混合料水稳定性,高温稳定性以及低温抗裂性都有所下降。而橡胶颗粒掺量的提升会使水稳定性和高温稳定性逐渐下降,而低温抗裂性能呈现先上升后下降的趋势,因此橡胶颗粒的最佳掺量为3%。盐化物的掺入方式推荐采用先加入法。除冰持久性方面,随着降雨次数的提升,除冰性能逐渐降低。

关键词：抗凝冰剂橡胶颗粒除冰性能沥青混合料

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聚氨酯稳定橡胶颗粒混合料除冰性能研究

中外公路 2017年第2期37卷 250-253页

作者：张恒罗成平江西省公路工程监理公司江西南昌330009 江西省南昌县公路分局

橡胶沥青混合料由于其优越的路用性能在中国广泛使用,而针对北方的特殊天气研发具有除冰性能的橡胶沥青混合料更具意义。该文在橡胶沥青中加入聚氨酯黏结剂,研究聚氨酯橡胶不同掺量下沥青混合料的低温劈裂强度、弹性模量的变化规律。为... 详细信息

橡胶沥青混合料由于其优越的路用性能在中国广泛使用,而针对北方的特殊天气研发具有除冰性能的橡胶沥青混合料更具意义。该文在橡胶沥青中加入聚氨酯黏结剂,研究聚氨酯橡胶不同掺量下沥青混合料的低温劈裂强度、弹性模量的变化规律。为验证聚氨酯稳定橡胶颗粒混合料的除冰效果,通过室内模拟试验测试沥青混合料附着冰层破裂情况,同时运用断裂力学和有限元方法从理论上进行佐证,得到橡胶颗粒占矿料比例20%时聚氨酯稳定橡胶颗粒混合料的除冰效果最佳。

关键词：聚氨酯橡胶颗粒沥青混合料除冰性能轮碾试验除冰判别函数

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钢丝绒纤维沥青混合料感应加热除冰性能研究

钢丝绒纤维沥青混合料感应加热除冰性能研究

作者：李科宏长安大学

学位级别：硕士

道路除冰一直是国内外交通养护部门重点关注的问题。冬季冰雪覆盖使路面摩擦系数降低、车载制动作用不足,导致交通事故频发。为有效解决该问题,引入电磁感应加热技术,系统评价沥青路面新型除冰技术的适用性。本文拟选用钢丝绒纤维作为... 详细信息

道路除冰一直是国内外交通养护部门重点关注的问题。冬季冰雪覆盖使路面摩擦系数降低、车载制动作用不足,导致交通事故频发。为有效解决该问题,引入电磁感应加热技术,系统评价沥青路面新型除冰技术的适用性。本文拟选用钢丝绒纤维作为感应加热材料掺入至沥青混合料中,开展基于感应加热的钢丝绒纤维沥青混合料路用性能与除冰性能研究。首先,探究不同钢丝绒纤维长度、掺量对沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性等路用性能的影响规律;其次,采用电磁感应加热设备,合理设置试验参数,分析感应加热条件下钢丝绒纤维长度及掺量、冰层厚度、输出电流、环境温度等因素对沥青混合料除冰性能的影响;采用灰熵分析法,确定影响沥青混合料平均融冰速率各因素的显著性;在此基础上,构建基于BP神经网络的钢丝绒纤维沥青混合料除冰速率预测模型;最后,模拟实际工况下不同坡度对沥青混合料感应加热除冰效率影响规律,进一步阐释感应加热条件下钢丝绒纤维沥青混合料感应加热除冰机理。研究结果表明,钢丝绒纤维对沥青混合料低温抗裂与高温稳定性有明显改善效果,水稳定性略有下降但仍符合现行规范要求,4%掺量的5mm钢丝绒纤维沥青混合料路用性能达到最佳。钢丝绒纤维沥青混合料电磁感应加热除冰效果显著,掺量为6%的5mm钢丝绒纤维沥青混合料平均融冰速率最高,达0.47℃·s;钢丝绒纤维长度及掺量、环境温度、输出电流与感应加热平均融冰速率呈正相关趋势,冰层厚度与平均融冰速率呈负相关趋势;5种影响因素对沥青混合料平均融冰速率的影响程度大小依次为:纤维掺量>纤维长度>输出功率>环境温度>冰层厚度;BP神经网络模型对不同影响因素下沥青混合料感应加热平均融冰速率变化规律的预测是可行的,预测结果具有一定实际参考价值;感应加热除冰时间随模拟坡度增大而减小,25°坡度下沥青混合料感应加热除冰用时最少,为4.6min,其除冰效率提高了43.9%;感应加热除冰机理即将沥青混合料中钢丝绒纤维感应加热所产生的热量,通过热传递的方式最终传导至沥青混合料与冰层界面,降低其冰层与沥青混合料表面的黏结力,继而可轻松除冰。研究成果为有效解决冬季冰雪覆盖对沥青路面行车安全困扰提供新思路。

关键词：道路工程沥青混合料钢丝绒纤维除冰性能感应加热 BP神经网络除冰机理

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机场道面除冰剂除冰性能测试方法

精细与专用化学品 2013年第7期21卷 43-45页

作者：彭华乔陈元张帆于新华夏祖西中国民航局第二研究所四川成都610041 中国民用航空航油航化适航审定中心四川成都610041

介绍了评估机场道面除冰剂除冰性能的三种试验方法,即冰融化试验、冰削弱试验和冰穿透试验,并且按照SAE AIR 6170、SAE AIR 6172和SAE AIR 6211的要求进行了相关试验。

关键词：道面除冰剂除冰性能 SAE AIR 6170 SAE AIR 6172 SAE AIR 6211

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谈导电混凝土路面除冰性能的影响因素

工程建设与设计 2014年第7期 99-102,105页

作者：王琦石家庄市公路工程管理处石家庄05000

首次在除冰实验的碳纤维增强导电混凝土板上进行试验,碳纤维混凝土路面除冰过程由有限元法分析,根据能量守恒和有限元法计算的结果,其影响因素包括电加热层、环境温度、厚度、材料参数,并对除冰性能和能量消耗进行了讨论。

关键词：导电混凝土除冰性能电热效应能耗影响因素

环保除冰填料的制备及其沥青胶浆、混合料性能研究

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环保除冰填料的制备及其沥青胶浆、混合料性能研究

作者：零立山广西大学

学位级别：硕士

路表覆冰会严重影响道路交通安全,而传统的除冰手段对环境与道路结构物有较大的影响与危害,诸多新型的除冰技术又面临着除冰效率与成本的冲突,无法大规模应用于实际工程。因此,本文基于环境保护与实际应用的考虑,以硅藻土为蓄积载体、... 详细信息

路表覆冰会严重影响道路交通安全,而传统的除冰手段对环境与道路结构物有较大的影响与危害,诸多新型的除冰技术又面临着除冰效率与成本的冲突,无法大规模应用于实际工程。因此,本文基于环境保护与实际应用的考虑,以硅藻土为蓄积载体、疏水剂为缓释剂,研发了二元醋酸盐环保除冰填料,并对其除冰沥青混合料的力学性能、除冰性能和微观性质变化进行分析研究,以期将醋酸环保除冰填料用于预防道路表面凝冰,清除路表覆盖冰层,保障冬春季道路交通安全。利用响应面设计法对环保除冰填料进行最佳配比的求解,并针对其蓄积除冰盐的能力、施工热稳定性、环保性能与除冰性能进行试验分析。结果表明:确定了环保除冰填料中醋酸钾与醋酸钠之间的配比为3:7,除冰盐与载体的配比为4:5,疏水剂的掺量为8%（占除冰盐和载体的质量比）;环保除冰填料的各项性能显示其基本具备了能替代普通填料掺入沥青混合料中用于路面除冰的可行性。将环保除冰填料分别和基质沥青、SBS沥青、高黏沥青与橡胶沥青制成四种除冰沥青胶浆,对这四种胶浆的流变性能、黏聚与自愈合性能以及相容性、热稳定性等微观作用机理进行分析。相较于普通沥青胶浆,环保除冰胶浆的弹性响应增加,抗车辙能力增强。由环保除冰填料导致的除冰沥青胶浆相容性改变与化学变化是引起其黏弹性能、黏聚与自愈合性能改变的原因。环保除冰胶浆的失重曲线表明其热稳定性符合施工要求。结合除冰路面服役环境的特点,对除冰混合料冻融循环后的水稳定性、低温抗裂性与雨水冲刷后的高温稳定性进行分析。除冰沥青混合料的水稳定性以及低温柔性降低,基质、橡胶除冰沥青混合料雨水冲刷后的车辙动稳定度降低,而四种除冰沥青混合料的高温稳定性和SBS、高黏除冰沥青混合料的最大弯拉强度有所增强。低温低应力下环保除冰沥青混合料的回弹响应比对照组的更高。综合讨论,四种除冰沥青混合料抵抗环保除冰填料劣化作用的能力排序为高黏＞SBS＞基质＞橡胶。结合蓄盐除冰路面的除冰机理,通过设计海绵吸附试验,凝冰过程观察试验,电导率试验对环保除冰混合料的除冰性能进行研究。环保除冰沥青混合料能有效降低冰层与路表之间的黏附力,有助于延缓路表冰层的形成速度,破坏冰层的完整统一性,使得形成的冰层强度降低。基质除冰沥青混合料具有更好的长效缓释性;橡胶除冰沥青混合料降温降水初期抑制路表凝冰的效果更好。从整体性看,SBS和高黏除冰沥青混合料兼具了初期抑制凝冰,持续性效果好的优点。

关键词：沥青环保除冰填料微观机理流变性能力学性能除冰性能响应面设计

超低温环境下导电混凝土除冰及其冻融循环性能研究

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混凝土与水泥制品 2013年第12期 41-43页

作者：赵若红钱兴傅继阳广州大学广东高校结构安全与健康监测工程技术研究中心广州市结构安全与健康监测重点实验室 510006

选用钢纤维和石墨作为导电混凝土导电相材料,通过室内常温条件下升温试验测试比较各配方的导电性能,选取导电性能优良的试块,验证其在超低温-32℃条件下的融雪除冰性能。试验结果表明,质量比例2%钢纤维加1.5%石墨所制备的导电混凝土试... 详细信息

选用钢纤维和石墨作为导电混凝土导电相材料,通过室内常温条件下升温试验测试比较各配方的导电性能,选取导电性能优良的试块,验证其在超低温-32℃条件下的融雪除冰性能。试验结果表明,质量比例2%钢纤维加1.5%石墨所制备的导电混凝土试件融冰效果最好,该试件经历五次超低温冻融循环仍保持良好的除冰性能,能够长期用于超低温除冰。

关键词：导电混凝土除冰性能超低温环境

通电发热碳纤维层合板制备因素对其热力性能的影响

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通电发热碳纤维层合板制备因素对其热力性能的影响

作者：苏尧西南科技大学

学位级别：硕士

碳纤维增强复合材料因其自身一系列的优点,被广泛应用于土木工程中的加固、补强等领域,然而积雪结冰给土木工程建筑领域产生了严重影响,甚至造成了巨大的经济损失,因此一种新型的防除冰方法就变得尤为重要。将碳纤维这种新型复合材料采... 详细信息

碳纤维增强复合材料因其自身一系列的优点,被广泛应用于土木工程中的加固、补强等领域,然而积雪结冰给土木工程建筑领域产生了严重影响,甚至造成了巨大的经济损失,因此一种新型的防除冰方法就变得尤为重要。将碳纤维这种新型复合材料采用电加热方式用于土木工程建筑的防除冰是一种新型的发展方向,因此论文研究制作了多层结构的碳纤维发热层合板,并对其温升特性、防除冰特性以及力学性能等进行了相关研究。考虑到应用环境、反复循环使用等因素,其相关力学性能可能会下降,使用周期会变短,论文还在低温环境下进行了循环耐久性试验。研究内容及结论如下:(1)确定了碳纤维层合板结构设计及制作各结构层的材料,为了降低某制备因素对其温度均匀性的影响,设计了铺丝模具。对于碳纤维层合板加热层设计了串联S型、并联以及网格状三种类型。对三种层合板的电阻稳定性进行了验证,以碳纤维丝束作为发热线的三种层合板电阻稳定性良好。研究了三种层合板的温升特性,结果发现随着相同通电功率增加,三种碳纤维层合板表面平均温度上升的度数也随之增大,在通电40min过后,温度不再上升,基本保持稳定。表面平均上升温度从大到小依次为串联S型、网格状、并联层合板。(2)串联S型碳纤维层合板具有一定的防冰性能和除冰性能。对于层合板的防冰性能,当通电功率为100W/m时,能完成0～-5℃的防冰任务;通电功率为200W/m时,能完成0～-15℃的防冰任务;通电功率为300W/m、400W/m、500W/m时,能完成0～-20℃的防冰任务;功率越大,防冰性能也越强。对于层合板的除冰性能,层合板在进行除冰时,经历了薄冰融化、出现融冰水膜、整体脱落三个阶段。在冰层厚度不变条件下,通电功率越高,层合板除冰时间越短。通电功率相同时,冰层厚度对层合板除冰性能影响较小。通电功率为500W/m,冰层脱落时间为12.58min;通电功率为400W/m,冰层脱落时间为16.21min;通电功率为300W/m,冰层脱落时间为20.25min;其余更小功率除冰效果不佳。当冰层整体脱落时,层合板表面平均温度在1℃以上。(3)将采用手糊成型和热压成型两种方式制备的碳纤维层合板进行了拉伸强度对比,热压成型的层合板平均拉伸强度值高于手糊成型的层合板,热压成型提高了层合板的平均拉伸强度,此外,手糊成型的碳纤维层合板厚度要比热压成型的大一些。对热压成型的层合板在-10℃低温条件下进行通电循环100、200、300、400、500、600、700次的耐久性试验,发现在一定的循环次数范围内,拉伸强度值会随着循环次数增加而出现增大的趋势,但拉伸强度值的增大幅度越来越小,直到循环次数达到700次时,整体拉伸强度值不再增大,出现减小。

关键词：碳纤维丝碳纤维层合板温升特性防冰性能除冰性能循环耐久性

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高弹蓄盐融冰雪沥青混合料除冰特性

中国矿业大学学报 2015年第5期44卷 912-916页

作者：俞文生张晓春钟科长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410004 江西省高速公路投资集团有限责任公司江西南昌330025 东南大学智能运输系统研究中心江苏南京210096 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心北京100088

为解决冬季路面结冰带来的行车安全问题,提出了高弹自应力除冰和盐化物降冰点相结合的除冰雪路面技术,制备了高弹型蓄盐类沥青混合料.通过设计的海绵吸附试验与轮碾破冰试验,对高弹蓄盐类沥青混合料的除冰雪效果进行了测试.建立了不同... 详细信息

为解决冬季路面结冰带来的行车安全问题,提出了高弹自应力除冰和盐化物降冰点相结合的除冰雪路面技术,制备了高弹型蓄盐类沥青混合料.通过设计的海绵吸附试验与轮碾破冰试验,对高弹蓄盐类沥青混合料的除冰雪效果进行了测试.建立了不同厚度冰层条件下高弹蓄盐类路面除冰有限元模型,分析了其路面的除冰性能.除冰性能试验与仿真结果显示:高弹型蓄盐类沥青混合料在路用性能与除冰雪效果方面均表现出优异的性能,高弹蓄盐类沥青路面可以除去12mm厚度以内的冰层,为冬季冰雪气候下行车安全提供了一种安全的路面技术.

关键词：高弹沥青蓄盐类融雪剂混合料路用性能除冰性能