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導(dǎo)熱瀝青混凝土及其性能研究
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資料類別
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化工建筑畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） |
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課程(專業(yè))
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建筑材料與工程 |
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關(guān)鍵詞
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導(dǎo)熱瀝青|混凝土 |
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適用年級(jí)
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研究生 |
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身份要求
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普通會(huì)員 |
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金 幣
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80 �。�金幣如何獲得？） |
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文件格式
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word |
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文件大小
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1295K |
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發(fā)布時(shí)間
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2008-08-03 19:36:00 |
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無 |
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2 |
| 發(fā)布人 |
kj008 |
內(nèi)容簡(jiǎn)介：
碩士學(xué)位論文 導(dǎo)熱瀝青混凝土及其性能研究，共87頁，38201字
摘 要
黑色瀝青路面具有很強(qiáng)的吸收太陽能的能力，猶如巨大的太陽能吸收面板，如果將瀝青路面收集的太陽能利用起來的話，不僅能夠用于路面的融雪化冰，還能給建筑物供暖供冷，從而減少傳統(tǒng)能源在建筑能耗中的使用，大大緩解我國(guó)能源緊張并減少CO2等廢氣的排放。因此，近年來利用瀝青路面吸收太陽能成為了一項(xiàng)新型的能源利用技術(shù)。在我國(guó)的氣候條件下，該技術(shù)能夠提供多少能量以及如何提高該系統(tǒng)的集熱效率便成為了大家關(guān)心的問題。增大路面材料導(dǎo)熱系數(shù)，能夠降低路表輻射熱損失、加快熱量的傳遞，從而有利于提高瀝青路面太陽能的集熱效率。本文從提高集熱效率的角度出發(fā)，通過摻加多種高導(dǎo)熱填料，制備出導(dǎo)熱瀝青混凝土集熱面層，并建立有限元模型，用于預(yù)測(cè)導(dǎo)熱瀝青路面的溫度場(chǎng)分布，為評(píng)價(jià)導(dǎo)熱瀝青路面可利用太陽能潛能奠定了基礎(chǔ)。
本文首先研究了導(dǎo)熱相填料對(duì)瀝青膠漿流變性能的影響，結(jié)果表明合適摻量的石墨造成瀝青膠漿針入度下降、軟化點(diǎn)升高、粘度增大、溫度敏感性下降；并能夠增大瀝青膠漿的復(fù)合剪切模量，降低其相位角。
第二，采用瞬態(tài)平板熱源技術(shù)測(cè)量了瀝青混凝土的熱學(xué)參數(shù)，研究了不同導(dǎo)熱相填料摻量對(duì)瀝青混凝土熱學(xué)參數(shù)的影響，結(jié)果表明石墨能夠大大改善瀝青混凝土的導(dǎo)熱性能，但碳纖維對(duì)導(dǎo)熱性能沒有進(jìn)一步的改善效果。
第三，利用有限元方法，建立了一個(gè)瞬態(tài)、二維模型，用以預(yù)測(cè)路面溫度場(chǎng)的分布，結(jié)果表明：摻入石墨后，導(dǎo)熱瀝青路面的變溫速率增大，溫度梯度減小，路面內(nèi)10cm處的溫度比普通路面可升高3.4°C。
第四，研究了導(dǎo)熱相填料對(duì)瀝青混凝土動(dòng)態(tài)模量以及路用性能的影響，結(jié)果表明：在較低的溫度下，動(dòng)態(tài)模量隨石墨摻量的增加而增大，相位角隨石墨摻量的增加而減小；摻入石墨后，導(dǎo)熱瀝青混凝土的強(qiáng)度大大下降，但碳纖維能起到明顯的增強(qiáng)效果；石墨和碳纖維能夠大幅提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性；在間接拉伸的應(yīng)力模式下，摻入石墨的導(dǎo)熱瀝青混凝土具有更好的耐疲勞性能，且摻入碳纖維后，疲勞性能有進(jìn)一步的改善效果。
最后，本文認(rèn)為：對(duì)于導(dǎo)熱瀝青路面太陽能集熱面層來說，宜同時(shí)采用石墨與碳纖維作為導(dǎo)熱相填料，且石墨的用量不宜超過瀝青膠漿體積比的18％。
關(guān)鍵詞：太陽能，瀝青混凝土，導(dǎo)熱，溫度場(chǎng)，路用性能
目 錄
摘 要 I
Abstract II
目 錄 IV
第1章 緒論 1
1.1瀝青路面太陽能集熱技術(shù)研究背景 1
1.2研究現(xiàn)狀 3
1.2.1 瀝青路面太陽能集熱技術(shù) 3
1.2.2 瀝青混凝土熱學(xué)參數(shù)的研究現(xiàn)狀 5
1.2.3 路面溫度場(chǎng)分布的研究現(xiàn)狀 6
1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容 8
第2章 原材料與試驗(yàn)方法 10
2.1原材料與級(jí)配 10
2.1.1 瀝青 10
2.1.2 集料及礦粉 11
2.1.3 導(dǎo)熱相填料 12
2.1.4 所用級(jí)配 13
2.2 試驗(yàn)方法 13
2.2.1 瀝青及瀝青混合料基本性能 13
2.2.2 瀝青膠漿粘度 13
2.2.3 瀝青膠漿流變性能 14
2.2.4 導(dǎo)熱瀝青混凝土熱學(xué)參數(shù) 14
2.2.5 導(dǎo)熱瀝青路面溫度場(chǎng)分布 14
2.2.6 瀝青混凝土的動(dòng)態(tài)及疲勞特性 14
第3章 導(dǎo)熱瀝青膠漿流變性能研究 15
3.1試樣的制備 15
3.2瀝青針入度試驗(yàn) 15
3.2.1 試驗(yàn)方法 15
3.2.2 試驗(yàn)結(jié)果分析 16
3.3瀝青粘度試驗(yàn) 18
3.3.1 試驗(yàn)方法 18
3.3.2 試驗(yàn)結(jié)果分析 19
3.4溫度敏感性指標(biāo)綜合分析 22
3.5 瀝青軟化點(diǎn)試驗(yàn) 24
3.5.1 試驗(yàn)方法 24
3.5.2 試驗(yàn)結(jié)果分析 24
3.6瀝青延度試驗(yàn) 26
3.6.1 試驗(yàn)方法 26
3.6.2 試驗(yàn)結(jié)果分析 27
3.7 動(dòng)態(tài)剪切流變?cè)囼?yàn) 27
3.7.1 試驗(yàn)方法 27
3.7.2 試驗(yàn)結(jié)果分析 29
3.8 本章小結(jié) 35
第4章 導(dǎo)熱瀝青混凝土熱學(xué)參數(shù)的測(cè)量 36
4.1 瞬態(tài)平板熱源法的測(cè)量原理 36
4.2 試樣的制備 39
4.3 試驗(yàn)參數(shù)的設(shè)定 40
4.4試驗(yàn)結(jié)果分析 41
4.2.1 導(dǎo)熱相填料對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)與比熱的影響 41
4.4.2 導(dǎo)熱相填料對(duì)導(dǎo)溫系數(shù)的影響 42
4.5導(dǎo)熱瀝青混凝土導(dǎo)熱機(jī)理分析 43
4.6本章小結(jié) 44
第5章 路面溫度場(chǎng)的分布模擬研究 45
5.1模型的建立及求解 45
5.1.1 瀝青路表的能量平衡分析 45
5.1.2 采用的材料參數(shù) 47
5.1.3 有限元網(wǎng)格的劃分 48
5.1.4 模型的計(jì)算原理 48
5.1.5 邊界條件 49
5.1.6 氣候數(shù)據(jù) 50
5.2 模擬的結(jié)果與分析 50
5.2.1 石墨摻量對(duì)瀝青路面溫度場(chǎng)分布的影響 50
5.2.2 石墨摻量對(duì)溫度變化速率的影響 52
5.2.3 石墨摻量對(duì)溫度梯度的影響 53
5.3 本章小結(jié) 54
第6章 導(dǎo)熱瀝青混凝土動(dòng)態(tài)模量與路用性能研究 55
6.1 導(dǎo)熱相填料對(duì)瀝青混凝土動(dòng)態(tài)模量的影響 55
6.1.1 試驗(yàn)方法 55
6.1.2 溫度和頻率對(duì)動(dòng)態(tài)模量及相位角的影響 56
6.1.3 石墨摻量對(duì)動(dòng)態(tài)模量與相位角的影響 58
6.1.4 石墨摻量對(duì)車轍因子的影響 60
6.1.5 動(dòng)態(tài)模量主曲線 60
6.2 導(dǎo)熱相填料對(duì)瀝青混合料路用性能的影響 61
6.2.1 試樣的制備 61
6.2.2 水穩(wěn)定性試驗(yàn) 62
6.2.3 高溫穩(wěn)定性試驗(yàn) 65
6.2.4 間接拉伸疲勞試驗(yàn) 66
6.3 本章小結(jié) 68
第7章 結(jié)論與展望 70
7.1 結(jié)論 70
7.2 展望 71
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