摘要
我国已进入道路养护时代,大量服役道路面临着巨大的养护压力,微表处具
有开放交通快、经济效益好、低能耗、绿色环保等诸多优势,被国内外广泛用于
路面养护。但经传统微表处养护后的路面仍会面临诸多与温度有关的病害,如低
温开裂,冬季路面积雪、低温结冰,影响行车安全和使用性能。为改善经微表处
养护后路面的性能,减小或消除与低温有关的病害,本文提出将相变材料掺入微
表处混合料,利用相变材料随温度变化而改变物质相态释放或吸收热量调节环境
温度的特性,研究相变材料对微表处混合料性能的影响及相变微表处调温、除冰
效果。
本文选取相变温度在0℃左右的有机类固-液相变材料十四烷作为抗凝冰主体
相变材料,针对相变材料和包裹材料的性质,对微表处路面用微胶囊定型相变材
料的制备工艺进行了研究;从相变材料性能、热稳定性、长期使用稳定性三个方
面对微胶囊定型相变材料进行了差示扫描量热试验、热重试验和扫描电镜试验。
最终确定的微胶囊定型相变材料相变起始温度为-0.46℃,相变峰值温度为-1.41℃,
最大失重温度为189.76°C,相变潜热为100.1J/g。该材料满足微表处路面升温相变
材料技术要求。
本文研究了相变微表处混合料的配比,通过常规拌和试验与粘聚力试验试配
确定微表处混合料水泥、水、相变材料用量以及油石比。根据1h湿轮磨耗试验及
砂粘附量试验选取相变微表处混合料最佳油石比,进而采用湿轮磨耗试验、轮辙
变形试验对相变微表处混合料的性能进行研究。试验结果表明,相变微表处混合
料的最佳油石比为7.2%;微表处混合料中掺加3%相变材料能够提高其水稳定性与
抗车辙能力,且耐磨耗性能满足规范要求。
本文通过模拟微表处路面湿冷环境,在恒温温控箱开展了相变微表处混合料
调温效果试验和融冰试验研究,试验结果表明,相变微表处有一定的温度调节能
力和融冰能力,可降低微表处的降温速率,延缓到达低温极值的时间,相变调温
效果良好。
关键词:道路工程;微表处;相变材料;混合料性能;调温效果
Abstract
Chinahasenteredtheeraofroadmaintenance,andalargenumberofserviceroads
arefacinggreatmaintenancepressure.Micro-surfacinghasmanyadvantagessuchas
opentraffic,goodeconomicbenefits,lowenergyconsumption,greenenvironmental
protectionandsoon,andiswidelyusedinroadmaintenanceathomeandabroad.
However,thepavementmaintainedbytraditionalmicro-surfacingwillstillfacemany
temperature-relateddiseases,suchascrackingatlowtemperature,snowaccumulation
andfreezingatlowtemperatureinwinter,whichwillaffectdrivingsafetyandservice
performance.Inordertoimprovetheperformanceofpavementaftermaintenanceat
micro-surfacing,andreduceoreliminatediseasesrelatedtolowtemperature,thispaper
proposestoaddphasechangematerialsintomicro-surfacingmixture,andstudythe
influenceofphasechangematerialsontheperformanceof