《基於多尺度分析的新舊瀝青擴散物理化學機制與表征》是依託同濟大學，由黃寶山擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於多尺度分析的新舊瀝青擴散物理化學機制與表征
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：黃寶山
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
對於高舊料摻量的再生瀝青混凝土，新加入瀝青與舊瀝青之間混溶均勻性顯著影響瀝青混合料路用性能。而新舊瀝青間的擴散行為直接決定了再生瀝青結合料的均勻穩定性，然而這一重要行為並未引起足夠重視。充分認識新舊瀝青間的擴散行為是設計與套用高舊料摻量的再生瀝青混凝土的核心。本課題以再生瀝青混合料中的新舊瀝青為研究對象，探索新舊瀝青間的擴散行為，從多尺度構建新舊瀝青擴散的行為模型，揭示新舊瀝青間的物理化學過程。運用分子示蹤技術，追蹤新舊瀝青的分子重構與擴散行為；在納米尺度探測新舊瀝青擴散影響區域及擴散界面相態時空變化規律；採用異性層狀模型描述不同擴散工況下瀝青結合料粘彈性力學行為；構建基於統計學和流變學的擴散模型，確定新舊瀝青擴散參數，量化新舊瀝青擴散行為及其效應。本研究的結論將為再生瀝青混凝土設計中的新舊瀝青兼容性設計提供理論依據，從而為高舊料摻量再生瀝青混凝土的套用奠定基礎。
結題摘要
再生瀝青混凝土中新舊瀝青之間混溶均勻性顯著影響瀝青混合料路用性能。再生瀝青混凝土中新舊瀝青之間混溶均勻穩定是確保再生瀝青混合料設計、生產的關鍵環節。新舊瀝青間的擴散行為直接決定了再生瀝青結合料的均勻穩定性，然而長期以來這一重要行為並未引起足夠重視。本課題以再生瀝青混合料中的新舊瀝青為研究對象，探索新舊瀝青間的擴散行為，從多尺度構建新舊瀝青擴散的行為模型，揭示新舊瀝青間的物理化學過程。在納米尺度，運用AFM技術觀測到了瀝青表面拓撲相態，研究了環境、瀝青品質等對瀝青表面拓撲相態的影響，探測到了新舊瀝青之間擴散界面相態變化與影響範圍；在分子尺度，運用LC方法探索了瀝青的分子結構，運用分子模擬技術，模擬分析新舊瀝青的混溶過程；通過對新舊瀝青界面擴散行為及快速量化方法研究，創新性的提出了一種基於螢光顯微鏡方法的測定新舊瀝青混溶效率的方法，實現了瀝青拌和樓廠拌瀝青混合料和再生瀝青混合料之間瀝青拌和效率的量化快速分析。AFM結果表明不同油源基屬瀝青的表面拓撲形態具有顯著的差異，並可用於識別與量化不同瀝青擴散界面影響範圍；瀝青界面拓撲狀態與環境溫度有關，環境溫度在60°C以下時對其影響最為顯著；隨著環境溫度的提高，新舊瀝青之間的混溶過程將加快，不同瀝青之間的界面擴散深度不同；螢光顯微鏡的平均灰度值可以初步區分不同類型瀝青，以及同一種類瀝青的不同老化程度，平均灰度值與舊瀝青含量具有良好的線性關係。本課題對再生瀝青混凝土中新舊瀝青的混溶的問題進行了理論研究，初步提出了混溶效率量化分析方法，將為高摻量瀝青混凝土的配比設計提供理論依據。
