镍钛合金相变材料对沥青混合料性能影响研究

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1、分类号：U41410710-2015121180硕士学位论文镍钛合金相变材料对沥青混合料性能影响研究黄晓凤导师姓名职称马骉教授申请学位级别硕士学科专业名称道路与铁道工程论文提交日期2018年4月16日论文答辩日期2018年5月11日学位授予单位长安大学ResearchonInfluenceofNiTiPhaseChangeMaterialonAsphaltMixturesPerformancesADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HuangXiaofengSupervisor：Prof.M

2、aBiaoChang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：�比比w18�b月左日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文

3、或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。（保密的论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：我Vi马wli年；月J日导师签W)olg年6月t日巳乡摘要沥青路面在服役过程中容易受到高温的影响，出现拥包、推移、车辙等病害，为了提高沥青路面的高温稳定性，道路领域的学者开始探索相变材料（Phasechangematerial，简称PCM）在沥青路面中的应用。将适温序列的相变材料应用到沥青路面中可以降低路面的温度敏感性，缓解沥青路面的高温病害。然而，现有研究中的路用相变材料大多为有机材料，有机相变材料存在降低沥青混合料的力学性能，易挥发、泄漏、离析

4、等问题，严重影响相变材料的调温效果和沥青混合料的路用性能。金属相变材料具备相变特性的同时不存在挥发、泄漏等问题，将其掺入沥青混合料中不会导致混合料力学性能降低，也不会污染环境。因此，本文将金属相变材料掺入沥青混合料中研究其调温作用机理以及对沥青混合料性能的影响，为金属相变材料在沥青路面中的应用奠定基础。本文选取适于调节路面高温稳定性的镍钛合金相变材料（NiTialloyphasechangematerial，简称NiTi-APCM）作为研究对象，研究了NiTi-APCM的热物性、力学特性和粘附性等基本性能，优化了NiTi-APCM的处理工艺，确定在600℃

5、下保温15min的NiTi-APCM焓值最大、温度序列适宜。将优化处理后的NiTi-APCM掺入沥青混合料中制备NiTi-APCM-沥青混合料试件，对其进行了高温车辙试验、低温弯曲试验和冻融劈裂试验等路用性能试验。结果表明：NiTi-APCM的硬度较大，与沥青的粘附率为77.82%；NiTi-APCM提高了沥青混合料的高温性能，低温性能有所下降，对水稳定性的影响不大，替换率不超过6%时均能满足规范要求。对NiTi-APCM-沥青混合料试件进行了室内、室外调温试验，红外热成像试验，研究了NiTi-APCM对沥青混合料调温效果的影响，通过计算调温指标评价NiT

6、i-APCM的调温效果。测定了NiTi-APCM-沥青混合料试件的热物性参数，分段拟合了其比热容-温度曲线。通过Wilcoxon符号秩检验法验证了NiTi-APCM的实测调控温度与理论调控温度无显著性差异。研究结果表明：NiTi-APCM可作为路面用相变材料掺入沥青混合料中降低路面日最高温，NiTi-APCM掺入量越大，调温效果越好，潜热积温越多；在本文试验条件下，从路用性能、调温性能和经济性综合考虑，推荐NiTi-APCM的替换率为6%；在NiTi-APCM相变温度区间，NiTi-APCM-沥青混合料试件的比热容-温度曲线先增大后迅速减小，NiTi-AP

7、CM掺入量越大，比热容峰值越大，混合料的导热系数也越大；在热物性参数与调温试验的基础上，揭示了NiTi-APCM的调温机理。关键词：相变材料，固溶处理，热物性参数，路用性能，调温行为，调温机理iAbstractAsphaltpavementisoftenaffectedbyhightemperatureduringitsservice,suchasunheaval,rutting,transpositionandotherdiseases.Inordertoimprovethehightemperaturestabilityofasphaltpavemen

8、t,scholarsintheroadfieldbegantoex