下载文档原格式
导电沥青混凝土电极材料及布设形式摘要为了解决路面积雪结冰的问题，越来越多的新技术、新材料被提出与研发。
文章探讨了导电沥青混凝土运用于路面融雪化冰的意义和价值，综述了导电混凝土的电极形式，推荐了电极的为了解决路面积雪结冰的问题，越来越多的新技术、新材料被提出与研发。
文章探讨了导电沥青混凝土运用于路面融雪化冰的意义和价值，综述了导电混凝土的电极形式，推荐了电极的材料和布设方式，为导电沥青混凝土的研究奠定基础。
1引言在寒冷季节，特别是北方道面积雪结冰现象严重地区，使得行车安全和人民生命财产受到威胁，路面积雪结冰还可能迫使交通中断，给人们的出行带来不便。
导电混凝土是一种新型材料，属于高度绝缘体，要使其导电就必须添加导电相材料，并在外部电流的作用下，由焦耳定律可使导电混凝土生热。
20世纪30-40年代，人们开始研制导电混凝土。
20世纪50年代末，前苏联将炭黑掺入到钠质水玻璃混凝土中，得到电阻率为10-3Ω&·m~10-2Ω&·m的导电混凝土。
20世纪70年代，美国、加拿大及北欧等国家为解决融冰氯盐对混凝土的腐蚀性，进行对导电混凝土研究。
我国在20世纪80年代对导电混凝土开始进行研究。
Minsk[1]在1968年首次发表了导电沥青混凝土的研究，他用的导电相材料是石墨。
研究表明，电极的材料与布设形式会对导电混凝土的各项性能都会产生影响。
针对电极材料与布设对导电混凝土的影响，特做以下综述，为导电混凝土电极布设研究以及导电混凝土在道面除冰雪的运用奠定基础。
2导电混凝土的概述2.1导电混凝土的定义本身是高度绝缘混凝土要变成导体需要在混凝土中掺入导电材料，使得混凝土的电阻率达到导电生热的要求，同时与普通的混凝土相比各项性能没有损失或损失较小。
水泥混凝土由于水水化后自身含有一定量的Ca2+、SO42-等离子成分，在潮湿的环境下本身具有一定的导电能力，而传统沥青混凝土的电阻率为106Ω&·m~1012Ω&·m，属于高度绝缘体[3]。
一、实验目的1. 了解沥青材料的组成和特性；2. 掌握沥青材料的实验方法；3. 分析沥青材料的性能指标；4. 为沥青路面施工提供理论依据。
二、实验原理沥青材料是一种复杂的混合物，主要由沥青质、树脂、地沥青质和填料组成。
沥青材料在高温下具有流动性和粘结性，在低温下具有硬度和脆性。
本实验通过对沥青材料的物理性能、化学性能和路用性能进行测试，分析其性能指标，为沥青路面施工提供理论依据。
三、实验材料1. 沥青材料：石油沥青、煤沥青；2. 填料：石灰石粉、矿粉；3. 实验仪器：沥青混合料拌合机、沥青软化点测定仪、沥青针入度测定仪、沥青延度测定仪、沥青老化试验箱等。
四、实验步骤1. 沥青软化点试验（1）将沥青材料置于沥青软化点测定仪中，调节温度至25℃；（2）将沥青材料放入试样杯中，试样杯底部放置温度计；（3）加热沥青材料，记录沥青材料软化点。
2. 沥青针入度试验（1）将沥青材料置于沥青针入度测定仪中，调节温度至25℃；（2）将沥青材料放入试样杯中，试样杯底部放置针入度计；（3）插入针头，记录沥青材料的针入度。
3. 沥青延度试验（1）将沥青材料置于沥青延度测定仪中，调节温度至25℃；（2）将沥青材料放入试样杯中，试样杯底部放置延度计；（3）拉伸沥青材料，记录沥青材料的延度。
4. 沥青老化试验（1）将沥青材料置于沥青老化试验箱中，设定老化温度和时间；（2）老化沥青材料，取出后进行软化点、针入度、延度等性能指标的测试。
五、实验结果与分析1. 沥青软化点试验结果石油沥青软化点：48℃；煤沥青软化点：60℃。
2. 沥青针入度试验结果石油沥青针入度：80（0.1mm）；煤沥青针入度：100（0.1mm）。
3. 沥青延度试验结果石油沥青延度：100（cm）；煤沥青延度：150（cm）。
4. 沥青老化试验结果石油沥青老化后软化点：50℃；煤沥青老化后软化点：65℃；石油沥青老化后针入度：90（0.1mm）；煤沥青老化后针入度：110（0.1mm）；石油沥青老化后延度：90（cm）；煤沥青老化后延度：130（cm）。
钢渣导电沥青混凝土电学性能研究第一章：绪论随着工业的发展，钢铁冶炼产生的大量钢渣已成为一种环境污染问题。
而将钢渣用作建筑材料的研究与开发已经成为热点领域之一。
近年来，钢渣导电沥青混凝土作为一种新型材料，因其导电性能优越、抗压强度高等优点而受到广泛关注。
本文将从电学性能的角度探讨钢渣导电沥青混凝土的研究现状以及发展方向。
第二章：钢渣导电沥青混凝土的制备本章主要介绍了钢渣导电沥青混凝土的制备方法。
其中，钢渣的粒径大小、粒度分布、固相含量等都对混凝土的性质及导电性能有重要影响。
而沥青作为一种填充材料，对导电性能也有一定的影响。
在制备过程中，还需要考虑沥青的适量加入，以及原材料的混合方法等因素。
第三章：钢渣导电沥青混凝土的导电性能本章将从导电性能的角度探讨钢渣导电沥青混凝土。
首先，介绍钢渣对导电性能的影响。
之后，考察沥青的导电性能是否会导致性能的变化。
最后，还会对温度、湿度等因素对导电性能的影响进行研究。
第四章：性能测试为了更好地研究钢渣导电沥青混凝土的性能，需要进行多种性能指标的测试。
本章将通过静态压力、动态弹性模量、高温稳定性测试、性能稳定性测试等多个测试过程，完整地测试钢渣导电沥青混凝土的性能指标。
测试结果将为混凝土的应用提供有力的依据。
第五章：结论与展望本章对前文所述的钢渣导电沥青混凝土的研究进行一个总结。
通过之前的研究，我们可以发现，钢渣导电沥青混凝土的导电性能、抗压强度、硬度等性能指标都较为优秀。
但同时我们也需要深入探讨沥青、钢渣等原材料的特性，以进一步优化混凝土的性能。
未来，我们还可以结合更多的研究手段，如红外谱分析、SEM测试等，对钢渣导电沥青混凝土的研究进行深入发掘。
低电阻率沥青路面材料的制备及导电机理研究的开题报告一、研究背景和目的随着社会经济的快速发展和城市化进程的加速，路面交通负荷持续增加，对路面材料的性能提出了更高的要求。
目前，传统的沥青路面材料存在耐久性差、易龟裂、易损坏等问题，尤其在特定的气候条件下，表现更加突出。
因此，在构建高性能、耐久性好的路面材料方面的研究工作成为当前重要的研究方向之一。
低电阻率沥青路面材料作为近年来的研究热点之一，具有导电性能好、抗静电能力强、对环境温度变化敏感度低等特点，已逐渐受到广泛关注。
它能够有效避免因静电产生而造成的不良后果，同时还能减轻电子设备的干扰和损坏。
因此，本研究旨在探索低电阻率沥青路面材料制备工艺和导电机理，开发出一种具有高导电性能、优异耐久性能的沥青路面材料，为路面交通的安全和顺畅提供技术支持。
二、研究内容和方法1. 研究内容（1）制备低电阻率沥青路面材料。
选用具有导电性能的填料，如石墨粉、碳黑等，通过不同比例的掺杂制备低电阻率沥青路面材料。
（2）测试路面材料的电性能能力。
采用电阻率测试仪对制备的低电阻率沥青路面材料进行电学测试，分析各种不同填料掺混比例下的电性能力。
（3）研究沥青路面材料的导电机理。
通过分析沥青路面材料的结构特征以及填料与沥青的相互作用等着手研究沥青路面材料的导电机理。
（4）评估路面材料的耐久性能。
通过模拟实验等手段，评估制备的低电阻率沥青路面材料在不同气候条件下的耐久性能，如耐水、耐油、耐候性等。
2. 研究方法（1）物理化学方法研究沥青路面材料的制备工艺。
通过物理化学实验室中的设备，如超声波器、搅拌器等，对沥青路面材料进行制备。
（2）电学测试仪器测试沥青路面材料的电性能力。
选用电阻率测试仪等测试设备对路面材料进行耐电性能测试。
（3）场发射扫描显微镜、原子力显微镜等手段进行导电机理研究。
利用不同的显微镜手段对沥青路面材料进行结构特征和导电机理研究。
（4）耐久性能测试。
利用实验室中的高低温箱、UV老化箱等设备，模拟不同气候条件下的路面磨损、化学腐蚀等情况，评估路面材料的耐久性能。
沥青路面材料导电性能的实验研究摘要本文实验研究了不同掺量的导电石墨和不同细度的天然鳞片石墨对导电沥青混凝土的导电性能的影响，结果表明：随着石墨掺量的增加，电阻率不断减小，石墨掺量为40%时导电性能最好，电阻率趋于稳定；随着天然鳞片石墨细度的增加导电沥青混凝土的导电性能是降低的。
同时还研究了在不同温度，不同湿度下导电沥青混凝土的电导率的变化：在不同温度下，当掺量较小时主要表现为PTC效应；当掺量较大时还要受粒子的热扰动性影响，温度与导电性呈非线性关系。
选取合适的掺量对导电沥青混合料的电阻稳定性有较大的帮助；在不同湿度下，湿度对电阻率的影响不是很明显，对电阻率的升高影响不大。
关键词：导电沥青混凝土，石墨，电学性能，电阻率Asphalt pavement materials conductiveperformance studyABSTRACTIn this paper,we mainly analysis the conductivity of conductive asphalt oncrete,the different dosage of conductive graphite and different fineness of natural flake graphite effect on conductivity of conductive asphalt concrete are expounded.through the experiment ,Graphite production 40% conductive performance is best;conductivity decreases continuously,after reach a certain content,conductivity tends to be stable.At the same time with the increase of fineness of natural flake graphite conductive performance of conductive asphalt concrete is lower. Finally, this article also studied at different temperature, the change of the conductivity of conductive asphalt concrete under different humidity. Experimental results show that under different temperature, when the dosage is small mainly for PTC effect; When the dosage is bigger was mainly affected by particle thermal disturbance of sex, temperature and electrical conductivity is nonlinear relationship. Select the appropriate dosage of conductive resistance stability of the asphalt mixture has a great help. Under different humidity, humidity influence on resistivity is not very obvious, the resistivity increases.Keywords: Electrically conductive asphalt concrete; Graphite; Electrical properties; Resistivity目录1 绪论 (1)1.1 研究的背景和意义 (1)1.2 导电沥青混凝土的研究与应用现状 (4)1.3本文的主要研究内容 (5)2 文献综述 (6)2.1 导电沥青混凝土的导电介质分类 (6)2.2 导电机理 (7)2.2.1复合导电材料的导电机理 (7)2.2.2石墨导电沥青混凝土的导电机理 (10)2.2.3 导电沥青混凝土的导电模型 (12)2.2.4 沥青用量对导电性能的影响 (13)2.2.5 石墨用量对导电性能的影响 (14)2.2.6压实度对导电性能的影响 (14)2.3 温敏特性概述 (14)3 实验部分 (16)3.1主要仪器与设备 (16)3.2制备工艺 (17)3.3导电沥青混凝土的材料组成 (18)3.4 导电相材料掺量 (20)3.5实验方法 (21)3.5.1确定每个试块的沥青混合料的质量 (21)3.5.2 电阻率测量 (21)4 实验结果及讨论 (24)4.1 不同掺量的导电石墨对导电性能的影响 (24)4.2细度变化对石墨导电沥青混凝土的影响 (25)4.3 环境温度对导电沥青混凝土的影响 (26)4.4 湿度对导电沥青混凝土的导电性能的影响 (28)5 结论及建议 (30)参考文献 (31)致谢 ............................................................................................... 错误!未定义书签。
沥青路面材料导电性能的实验研究目录1. 内容概括 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究意义 (3)1.3 研究现状与展望 (4)2. 沥青路面材料概述 (5)2.1 沥青路面材料种类 (6)2.2 沥青路面材料组成 (8)2.3 沥青路面材料特性 (8)3. 沥青路面材料导电性能的基本原理 (10)3.1 导电原理 (11)3.2 影响因素分析 (13)4. 实验材料与方法 (14)4.1 实验材料 (15)4.2 样品制备 (16)4.3 实验设备与仪器 (17)4.4 测试方法与步骤 (18)5. 实验结果与分析 (19)5.1 实验数据与图表 (20)5.2 结果分析 (20)5.3 比较与讨论 (21)6. 导电性能影响因素的实验研究 (23)6.1 粒料组成对导电性的影响 (24)6.2 沥青类型对导电性的影响 (25)6.3 掺合料种类对导电性的影响 (26)7. 结论与建议 (27)7.1 研究结论 (28)7.2 应用建议 (30)7.3 展望与未来研究方向 (31)1. 内容概括本篇文档将重点探讨沥青路面材料的导电性能，并对相关实验研究进行系统性的总结和分析。
沥青路面因其良好的耐磨性、耐久性和较低的成本而被广泛应用于道路建设中。
然而，随着电动汽车和智能交通系统的发展，提高沥青路面的导电性能成为优化路面性能和提升交通安全的重要课题。
本研究的目的是通过实验来评估不同类型和配方的沥青材料在电性能方面的差异，并分析其对路面功能和应用的影响。
实验将集中于制备多种沥青复配材料，并通过先进的电学测试设备来测量它们的电阻率、介电常数和其它相关电参数。
实验还将考虑温度、湿度等因素对沥青导电性能的影响，以确保所得结果的准确性和普适性。
通过对实验数据的深入分析，我们旨在揭示沥青材料导电性能的关键影响因素，并为沥青路面材料的改性提供科学依据。
1.1 研究背景随着现代交通技术的飞速发展，沥青路面因其良好的平整度、抗滑性、耐久性和施工便捷性而广泛应用于公路、城市道路及机场跑道等建设中。
沥青路面材料导电性能的实验研究摘要本文实验研究了不同掺量的导电石墨和不同细度的天然鳞片石墨对导电沥青混凝土的导电性能的影响，结果表明：随着石墨掺量的增加，电阻率不断减小，石墨掺量为40%时导电性能最好，电阻率趋于稳定；随着天然鳞片石墨细度的增加导电沥青混凝土的导电性能是降低的。
同时还研究了在不同温度，不同湿度下导电沥青混凝土的电导率的变化：在不同温度下，当掺量较小时主要表现为PTC效应；当掺量较大时还要受粒子的热扰动性影响，温度与导电性呈非线性关系。
选取合适的掺量对导电沥青混合料的电阻稳定性有较大的帮助；在不同湿度下，湿度对电阻率的影响不是很明显，对电阻率的升高影响不大。
关键词：导电沥青混凝土，石墨，电学性能，电阻率Asphalt pavement materials conductiveperformance studyABSTRACTIn this paper,we mainly analysis the conductivity of conductive asphalt oncrete,the different dosage of conductive graphite and different fineness of natural flake graphite effect on conductivity of conductive asphalt concrete are expounded.through the experiment ,Graphite production 40% conductive performance is best;conductivity decreases continuously,after reach a certain content,conductivity tends to be stable.At the same time with the increase of fineness of natural flake graphite conductive performance of conductive asphalt concrete is lower. Finally, this article also studied at different temperature, the change of the conductivity of conductive asphalt concrete under different humidity. Experimental results show that under different temperature, when the dosage is small mainly for PTC effect; When the dosage is bigger was mainly affected by particle thermal disturbance of sex, temperature and electrical conductivity is nonlinear relationship. Select the appropriate dosage of conductive resistance stability of the asphalt mixture has a great help. Under different humidity, humidity influence on resistivity is not very obvious, the resistivity increases.Keywords: Electrically conductive asphalt concrete; Graphite; Electrical properties; Resistivity目录1 绪论 (1)1.1 研究的背景和意义 (1)1.2 导电沥青混凝土的研究与应用现状 (4)1.3本文的主要研究内容 (5)2 文献综述 (6)2.1 导电沥青混凝土的导电介质分类 (6)2.2 导电机理 (7)2.2.1复合导电材料的导电机理 (7)2.2.2石墨导电沥青混凝土的导电机理 (10)2.2.3 导电沥青混凝土的导电模型 (12)2.2.4 沥青用量对导电性能的影响 (13)2.2.5 石墨用量对导电性能的影响 (14)2.2.6压实度对导电性能的影响 (14)2.3 温敏特性概述 (14)3 实验部分 (16)3.1主要仪器与设备 (16)3.2制备工艺 (17)3.3导电沥青混凝土的材料组成 (18)3.4 导电相材料掺量 (20)3.5实验方法 (21)3.5.1确定每个试块的沥青混合料的质量 (21)3.5.2 电阻率测量 (21)4 实验结果及讨论 (24)4.1 不同掺量的导电石墨对导电性能的影响 (24)4.2细度变化对石墨导电沥青混凝土的影响 (25)4.3 环境温度对导电沥青混凝土的影响 (26)4.4 湿度对导电沥青混凝土的导电性能的影响 (28)5 结论及建议 (30)参考文献 (31)致谢 ............................................................................................... 错误!未定义书签。
1绪论1.1 研究的背景和意义从20世纪50年代以来世界各国修建的沥青混凝土路面的数量增长迅猛。
在总的公路里程当中,沥青混凝土路面所占的比重越来越大。
20世纪20年代我国上海开始铺设沥青路面。
1949年以后随着中国自产路用沥青材料工业的发展，沥青路面开始广泛应用于城市道路和公路干线，成为目前中国铺筑面积最多的一种高级路面。
改革开放以后我国高速公路建设事业取得了突出成就。
1988年我国第一条高速公路—全长18. 5 公里的沪嘉高速公路建成通车。
此后又相继建成全长375公里的沈大高速公路和143公里的京津塘高速公路。
1990年在国道主干线总体规划指导下，我国高速公路建设步伐不断加快，每年建成的高速公路由几十公里上升到1000公里，甚至高达5000公里。
根据国家高速公路网布局方案和效果我们确定的国家高速公路网布局方案可以归纳为“7918”网，采用放射线和纵横网格相结合的形式，包括7条北京放射线，9条纵向路线和18条横向路线组成，总规模约8.5万公里，其中主线6.8万公里，地区环线、联络线等其它路线约1.7万公里[1]。
与水泥混凝土路面相比，沥青混凝土路面具有如下优势阵，首先，沥青混凝土是一种具有弹性、塑性以及粘性的复合材料，在施工中不需要设置伸缩缝，而水泥混凝土是一种刚性材料，因为温度变化产生热胀冷缩，需要在路面建设时预留伸缩缝。
第二，沥青混凝土路面与水泥混凝土路面相比表面比较平整，同时又有一定的粗糙度，使得沥青混凝土在雨雪天气也具有一定的抗滑性能；黑色的沥青混凝土路面没有明显的强反光，降低了行车安全隐患；沥青混凝土材料具有一定的弹性和塑性，起到减缓震动，降低噪音的作用，行车更为舒适。
第三，沥青混凝土施工方便快捷。
不管是水泥混凝土路面还是沥青混凝土路面，都会在几年后涉及到修补的问题。
水泥路面重修时要比沥青路面麻烦很多，费用也高出了不少。
几公里的沥青路面要想加铺沥青层，一个晚上就可以实现，而水泥路面重修的施工过程要繁琐很多，首先要用大型设备粉碎路面，然后再进行平铺工程等等。
同样长度的公路，如果是沥青路面一晚上完成，水泥路面恐怕一个月也不能完成。
因此，沥青混凝土路面必将成为今后公路建设的主要路面结构形式，目前已经在高速公路、机场跑道、桥面铺装、城市道路等各个方面得到广泛的应用，而且随着经济和交通事业的发展以及公路交通的需要，沥青混凝土路面将逐步取代水泥混凝土路面，得到更为广阔的发展[2-3]。
随着沥青混凝土路面的广泛应用与蓬勃发展许多问题也随之而来。
其中冬季大量的道路积雪己成为安全行车的重大隐患，尤其在高速公路上积雪对交通的危害愈来愈突出。
积雪能中断交通或使汽车刹车失灵[4-5]。
特别是近几年气候的改变，我国中部及部分南方地区也频繁遭受冻雨雪灾等寒冷天气的侵袭影响交通运输。
比如2008年1月10日起中国湖北、贵州、云南、甘肃、青海、宁夏、新疆等19个省级行政区均受到低温、雨雪、冰冻灾害影响，死亡60人，交通严重受阻，其中有14个民航机场因大雪被迫封闭,五纵七横干线也有约2万公里封闭限行，滞留旅客达到百万。
车站以及公路沿线，造成直接经济损失537.9亿元[6-7]。
为了保障行车安全和道路通畅，提高道路的运营效率，必须采取有效措施防止并清除积雪。
目前国内外除雪方式主要有人工清除法、机械清除法和撒融雪剂法。
人工清除法效率低且影响交通，机械清除法设备昂贵且闲置期长。
撒融雪剂法是最常见且被广泛应用的方法，世界各国主要通过撒盐(NaCI、CaCI2)来实现融冰化雪。
然而，撒盐给混凝土路面结构和环境带来了许多负面效应，主要表现为钢筋钢纤维锈蚀、路面剥离破坏和环境污染等问题。
世界上不少国家因使用除雪盐造成道路、桥梁的严重破坏，目前正在花费巨额费用进行修复，其经济损失十分巨大。
例如，1998年，美国60万座钢筋混凝土桥中，被列入修复计划的费用是2000亿美元，是当初建桥费用的4倍。
因此，迫切地需要开发新型的道路融雪化冰方法来取代传统方法，以减少除雪盐的使用，降低其对道路、桥梁的损坏[8]。
表1.1中是目前应用过的融冰化雪的方式类型以及它们各自的优点和缺点。
其中，导电沥青混凝土是在普通沥青混合料的基础上按照一定的比例掺入导电相材料，通过改变沥青混凝土内部的结构组成使之由绝缘材料转变为可以导电的新型复合材料。
导电沥青混凝土与外部电源接通后，由于电热效应产生热量，热量由沥青混凝土内部传至路面表层，使路表温度升高，起到融冰化雪的作用。
利用导电沥青混凝土法融雪具有及时、无需中断交通、绿色环保等优点，在融冰化雪技术领域中具有非常明显的天然优势，特别是在桥面铺装、机场跑道建设以及高速公路的弯道、坡路等对路面摩擦力要求较高的地段。
大力推广和使用导电沥青混凝土，不仅能够实现及时、高效的清除路面的冰雪，保障道路畅通及行驶安全，而且更重要的是能够减少甚至杜绝使用融冰盐，彻底免去融冰盐对道路桥梁和环境的危害,实现国民经济的可持续发展。
另一方面，在低温环境中对导电沥青混凝土通电，使路面的温度升高，可以改善沥青混凝土路面由于低温而开裂的问题。
导电沥青混凝土具有很好的机敏特性，可以通过测定电阻率的变化反映路面内部情况，同时还可以使沥青混凝上具有结构自诊断功能。
