聚合物改性瀝青超聲強(qiáng)化理論與技術(shù)

第1章緒論1
1.1瀝青概述1
1.2改性瀝青的分類和特點(diǎn)2
1.2.1聚合物改性瀝青的分類2
1.2.2聚合物改性瀝青存在的問題4
1.3改性瀝青研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢4
1.3.1改性瀝青研究現(xiàn)狀4
1.3.2改性瀝青研究存在的問題及發(fā)展趨勢9
1.4本書的主要內(nèi)容與研究意義10
第2章改性瀝青原理與技術(shù)12
2.1瀝青的化學(xué)組成和組分12
2.1.1瀝青的化學(xué)組成12
2.1.2瀝青的組分13
2.2瀝青的膠體結(jié)構(gòu)與改性原理15
2.2.1瀝青的膠體結(jié)構(gòu)15
2.2.2聚合物改性瀝青原理17
2.3改性瀝青的制備方法19
2.4聚合物改性瀝青的相容性和相分離22
2.5瀝青和改性瀝青的性能及評價(jià)方法24
2.6分子動(dòng)力學(xué)模擬在瀝青研究中的應(yīng)用25
第3章超聲波技術(shù)理論和應(yīng)用28
3.1功率超聲技術(shù)簡介28
3.2超聲空化效應(yīng)原理30
3.3超聲空化泡動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀32
3.4超聲空化效應(yīng)的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究現(xiàn)狀36
3.5功率超聲技術(shù)在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀40
第4章聚合物改性瀝青超聲空化泡動(dòng)力學(xué)44
4.1超聲條件下的聚合物改性瀝青參數(shù)確定與計(jì)算44
4.1.1量熱法確定超聲波實(shí)際功率44
4.1.2分子模擬法計(jì)算聚合物改性瀝青聲速與密度45
4.1.3瀝青煙氣飽和蒸氣壓的計(jì)算49
4.1.4其他參數(shù)的確定52
4.2聚合物改性瀝青介質(zhì)的超聲空化泡動(dòng)力學(xué)模型53
4.2.1典型的空化泡動(dòng)力學(xué)模型53
4.2.2考慮瀝青煙氣飽和蒸氣壓的空化泡動(dòng)力學(xué)模型54
4.2.3多泡耦合作用下聚合物改性瀝青的空化泡動(dòng)力學(xué)模型55
4.2.4超聲空化泡動(dòng)力學(xué)模型的求解56
4.2.5空化泡壓縮或潰滅時(shí)釋放的能量57
4.3不同條件對聚合物改性瀝青空化效應(yīng)的影響規(guī)律58
4.3.1聲強(qiáng)對聚合物改性瀝青空化泡動(dòng)力學(xué)規(guī)律的影響58
4.3.2多泡耦合對聚合物改性瀝青空化泡動(dòng)力學(xué)規(guī)律的影響60
4.3.3多泡參數(shù)對聚合物改性瀝青空化效應(yīng)的影響62
4.4基于高速攝像系統(tǒng)的黏性液體的空化場分布64
第5章聚合物改性瀝青超聲空化泡數(shù)值模擬67
5.1計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)模擬基礎(chǔ)67
5.1.1計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)概述67
5.1.2基本控制方程67
5.2改性瀝青中空化泡數(shù)值模擬69
5.2.1幾何模型和邊界條件69
5.2.2初始條件和其他求解設(shè)置69
5.2.3改性瀝青中超聲空化泡運(yùn)動(dòng)過程中的形態(tài)變化72
5.2.4改性瀝青中超聲空化泡運(yùn)動(dòng)過程中的壓強(qiáng)變化74
5.2.5改性瀝青中超聲空化泡運(yùn)動(dòng)過程中的速度變化76
5.2.6空化效應(yīng)的能量對改性瀝青的影響76
第6章超聲輔助制備SBS改性瀝青實(shí)驗(yàn)與性能78
6.1實(shí)驗(yàn)材料78
6.2實(shí)驗(yàn)裝置與制備工藝78
6.2.1超聲輔助制備SBS改性瀝青實(shí)驗(yàn)裝置78
6.2.2制備工藝79
6.3性能測試與表征79
6.3.1瀝青四組分實(shí)驗(yàn)79
6.3.2瀝青常規(guī)性能測試80
6.3.3瀝青老化實(shí)驗(yàn)81
6.3.4瀝青流變性能測試81
6.3.5熒光顯微形貌表征84
6.3.6瀝青紅外光譜表征84
6.3.7離析實(shí)驗(yàn)84
6.4性能研究85
6.4.1超聲對基質(zhì)瀝青性能和組分的影響85
6.4.2SBS改性瀝青常規(guī)性能87
6.4.3SBS改性瀝青中高溫流變性能89
6.5微觀分析98
6.5.1熒光顯微形貌分析98
6.5.2紅外光譜分析100
6.6老化性能分析100
6.6.1常規(guī)性能指標(biāo)分析SBS改性瀝青老化性能100
6.6.2紅外光譜分析SBS改性瀝青老化性能102
6.7高溫存儲(chǔ)穩(wěn)定性分析104
第7章超聲輔助制備膠粉改性瀝青實(shí)驗(yàn)及其性能研究106
7.1超聲輔助制備膠粉改性瀝青106
7.1.1實(shí)驗(yàn)裝置106
7.1.2實(shí)驗(yàn)原材料106
7.1.3實(shí)驗(yàn)方法106
7.2膠粉改性瀝青測試與表征方法108
7.2.1旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱老化試驗(yàn)方法108
7.2.2針入度試驗(yàn)108
7.2.3軟化點(diǎn)試驗(yàn)109
7.2.4延度試驗(yàn)109
7.2.5布氏黏度試驗(yàn)109
7.2.6傅里葉變換紅外光譜表征109
7.2.7改性瀝青離析試驗(yàn)109
7.2.8瀝青自愈合試驗(yàn)110
7.2.9集料與瀝青黏附性及水分敏感性試驗(yàn)110
7.2.10膠粉改性瀝青形貌觀測110
7.3超聲對膠粉改性瀝青基本性能的影響111
7.3.1針入度111
7.3.2軟化點(diǎn)113
7.3.3延度114
7.3.4布氏黏度114
7.4超聲對瀝青與膠粉相容性的影響116
7.5超聲處理膠粉改性瀝青最佳調(diào)控參數(shù)的確定118
7.6超聲對膠粉改性瀝青微觀結(jié)構(gòu)的影響119
7.7超聲對膠粉改性瀝青宏觀性能的影響122
7.7.1高溫穩(wěn)定性122
7.7.2自愈合性125
7.7.3黏附性131
7.7.4水分敏感性133
第8章超聲作用下膠粉改性瀝青材料特性的分子動(dòng)力學(xué)模擬136
8.1分子動(dòng)力學(xué)模擬原理136
8.1.1分子動(dòng)力學(xué)模擬軟件136
8.1.2分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算原理136
8.2膠粉改性瀝青模型的構(gòu)建137
8.2.1瀝青模型137
8.2.2膠粉模型140
8.2.3膠粉改性瀝青模型141
8.2.4瀝青裂縫模型142
8.2.5瀝青混合料模型142
8.3分子動(dòng)力學(xué)模擬的參數(shù)設(shè)定145
8.3.1系綜的選擇145
8.3.2力場和計(jì)算方法的確定145
8.3.3模擬的步驟146
8.4膠粉改性瀝青模型準(zhǔn)確性驗(yàn)證150
8.4.1密度和體積150
8.4.2徑向分布函數(shù)150
8.5超聲模擬后的膠粉改性瀝青分子鍵變化152
8.6超聲作用下膠粉改性瀝青材料特性153
8.6.1擴(kuò)散能力153
8.6.2溶解度參數(shù)157
8.6.3體系總能量157
8.6.4回轉(zhuǎn)半徑159
8.6.5黏滯度161
8.6.6自愈合能力163
8.6.7黏附性167
8.6.8水分敏感性171
參考文獻(xiàn)178