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导电沥青混凝土的导电机理研究

维有限公司产的纤维有限公司生产的短切沥青基碳纤
石墨、碳纤维和炭黑分别作为唯一一的导电相材料，维，石墨粉为河北邢台矿业有限公司生产的鳞片状石其掺量的大小对导电沥青混凝土的电学性能影响很大。
单掺碳纤维在５体积分数左右就出现了临界值（流％渗阀值Ｐ）ｏ，小于单掺石墨的阀值１％右和单掺炭黑的５左阀值ｌ％右，原因是碳纤维具有很大长径比，易７左其更于相互搭接，形成导电通路网络。导电沥青混凝土导电
关键词：导电沥青混凝土；石墨；导电机理
冬季路面积雪结冰会导致交通堵塞和行车安全性
首先设计Ａ－３沥青混合料，Ｃ１再利用导电相材料取
降低，甚至造成高速公路、机场等封闭，交通运输带来代部分矿粉，为一种填料加入沥青混合料中，保持给作一为不便。一直以来，人们都在寻求行之有效的融雪化冰方沥青混合料中粗集料的相互嵌挤效应，中采用体积掺文法［］１。近年来，国学者均开展了利用导电水泥混凝土量作为导电相材料掺杂标准，－２各以保证沥青混合料的矿料
广东建材２１年第６０１期
水泥与混凝土
导电沥青混凝土的导电机理研究
舒明洋
（昌大学建筑工程学院）南
摘要：在普通沥青混凝土中掺入导电相材料，可以制备出导电性能优良，用于路面融雪除冰的沥

石墨导电混凝土导电特性

大庆石油学院学报第33卷第1期2009年2月JOURNAL OF DAQING PET ROLEU M INS TIT UT E V o l.33No.1Feb.2009石墨导电混凝土导电特性张文福,马昌恒,赵文艳,才英俊,朱殿瑞(大庆石油学院土木建筑工程学院,黑龙江大庆 163318)摘要:进行石墨导电混凝土的导电特性实验,分析养护龄期、石墨质量分数、电源性质和应力对石墨导电混凝土电阻率的影响.结果表明:养护龄期对低质量分数的石墨导电混凝土影响较大,对高质量分数的石墨导电混凝土影响较小;交流电作为电源能有效避免极化效应的产生,所得结果更接近于真实值,在实际应用时也更节省能量;石墨导电混凝土的渗滤阈值为10%~15%;石墨导电混凝土的压敏性不很明显,当石墨质量分数为10%时可以定性使用.关键词:石墨导电混凝土;养护龄期;掺和量;电源性质;渗滤阈值;压敏性中图分类号:TU377.9 文献标识码:A 文章编号:1000-1891(2009)01-0072-030 引言导电混凝土可在电场下工作,作为输导电流的导电材料,其导电性是衡量导电混凝土性能的主要物理参数,其数值在一定的时间、允许荷载和温度范围内保持稳定性.导电混凝土的电阻率取决于导电相的电学性能、物理性能、导电相与胶凝材料的相互作用以及它在混凝土中的分布特征等[1].文献[2]研究了碳纤维混凝土在不同压力下电阻率的变化,表明碳纤维混凝土电阻率的变化反应试件内裂纹的产生、闭合、张开和扩展,这种压敏性反映结构内应力场及裂纹的状态,可作为一种本征智能材料用于混凝土大坝等工程的无损探测.以石墨为导电相材料,分析石墨导电混凝土的养护龄期、石墨质量分数、电源性质及应力等对电阻率影响.其中应力对电阻率影响的实验考察石墨导电混凝土是否具有压敏性.1 实验部分1.1 实验材料与电极试件尺寸为100mm 100mm 100mm,混凝土强度基本设计为C25.主要原料为新标准32.5级普通硅酸盐水泥;拌和水采用自来水;细骨料采用普通中砂(河砂),粒径小于5mm;粗骨料采用混合的卵石和碎石,最大粒径为16m m;导电相采用青岛古宇石墨有限公司生产的鳞片石墨,粒度为1.0 10-6~5.0 10-3m.水、细骨料、粗骨料、水泥的质量比为1 1.48 2.69 0.46.考虑热电特性实验的特殊性,采用具有一定刚度的薄不锈钢片作为电极材料.电极的制作方法见文献[3].1.2 基本参数石墨质量分数:素混凝土,5%,10%,15%,20%,每种质量分数配制3个试样.分别用直流电(12V)和交流电(220V)作为电源,测试石墨导电混凝土试件在养护龄期分别为7,14,21,28,56d时的电阻,以比较2种不同电源对导电混凝土电阻率测试结果的影响,实验基本参数见表1.电极布置见图1,其中l为电极板的长度.1.3 实验方案为分析导电混凝土电阻率与应力之间的关系,进行不同石墨质量分数的混凝土试件在不同压力下的实验,加载速度为5kN/s.实验中,电阻不再是由电压和电流算得.即使是在无压状态下,引入石墨导电混收稿日期:2007-11-20;审稿人:吴献;编辑:任志平基金项目:黑龙江省教育厅科学技术研究项目(11511011)表1 电极所引入的导电混凝土基本参数mmw (石墨)/%编号a 1a 2a 3a 4S L 1232320237.458865.052212421217.501256.53202121237.543853.51252528207.267563.0102181920197.735063.03212118207.650060.01202022217.586258.0152242420227.437558.03222223247.416260.01182019207.713851.0202152015187.905051.53202121207.607553.5注:a i (i =1,2,3,4)分别为每一电极两边露出试块的长度;L 为极间距;S 为由两相对电极所引入的导电混凝土的面积.图1 电极布置示意凝土中的电流和电压需要一段时间(30s 左右)才能稳定.由于不断改变压力,若仍然采用这样的电阻计算方法,误差要增大.将养护好的试块置于压力机上,用导线将试块与万用电表连好,边加压边读取并记录压力和电阻数据.2 实验影响因素2.1 养护龄期表2 导电混凝土平均电阻率随养护龄期的变化w (石墨)/%电源性质养护期龄/d7142128565直流24.9445.7241.3844.96157.12交流12.9412.9216.6517.8145.3810直流 1.06 1.49 1.55 1.82 1.89交流0.890.890.950.96 1.2215直流0.630.520.570.500.47交流0.350.350.320.300.3320直流0.980.600.670.660.53交流0.340.340.370.310.36分别用直流电和交流电作为电源所测得的平均电阻率见表2.当用直流电和交流电作为电源时,不同石墨质量分数时的导电混凝土的养护龄期与电阻率的关系见图2和图3,养护龄期为28d 时,交流电下不同石墨质量分数与电阻率的关系见图4.图2 直、交流电源时石墨质量分数为5%时养护龄期与电阻率的关系第1期张文福等:石墨导电混凝土导电特性图3 直、交流电源时石墨质量分数为10%、15%、20%养护龄期与电阻率的关系图4 养护28d 、交流电源时石墨质量分数与电阻率的关系2.2 石墨质量分数由图2可以看出,交、直流电作为电源时,低石墨质量分数(5%)试件养护龄期对电阻率的影响最为明显,而高石墨质量分数对试件的影响甚微,交流电源时各试件电阻率比直流电下的约小50%,变化幅度也更小一些.这种现象原因可以从导电混凝土的导电机理上加以解释.导电混凝土的导电方式有[4]: 离子导电,通过孔溶液中Ca 2+、Na +、K +、OH -和SO 2-4等离子运动形成; 电子导电,通过自由电子的迁移形成; 空穴导电,通过空穴的迁移形成.在直流电源下,离子在稳定的电动势下,阴离子向正极集中,阳离子向负极集中,最后以薄层形式沉积在电极周围,这一薄层产生相反的离子电动势(即为极化效应)[5],从而中和一部分外加电动势,使所测得的电流减小.如果用电压和电流之比来计算电阻值,就会比真实值大.在交流电源下,由于电极的极性不断变化,极化效应要比直流电源下小很多,甚至没有这种效应,测得的结果要小,也就更接近于真实值.在实际应用中,用交流电作为电源能避免极化效应的产生,要得到同样的期望值(如采暖时的电热功率),用交流电作电源要比用直流电节省能量,应拓展导电混凝土的应用范围.由图3可以看出:石墨质量分数由5%到10%时,电阻率下降最为明显;从10%到15%时,电阻率下降趋势趋于缓和;从15%到20%时,电阻率已基本上无变化,这是石墨导电混凝土及导电高分子复合材料存在的电导渗流现象[1].石墨导电混凝土的渗滤阈值为10%~15%时,该值与文献[6]的研究结论一致.由于石墨影响混凝土强度,在实际应用中石墨质量分数不宜超过15%.2.3 应力对电阻率影响(压敏性)以石墨质量分数为20%时的试件为实验对象,进行压敏性实验:逐渐加压至破坏的电阻率变化、小压力下循环加载的电阻率变化、大压力下循环加载直至破坏的电阻率变化、小压力下恒定荷载的电阻率变化.石墨质量分数为20%时的应力与电阻率随时间的变化关系见图5~7.石墨质量分数为15%时的应力与电阻率随时间的变化关系见图8和图9.石墨质量分数为10%时的应力与电阻率随时间的变化关系见图10.由图5可以看出,随着应力的增大,开始时石墨导电混凝土的电阻率不断减小,说明内部裂纹在不断的闭合;在3.5min 时,电阻率迅速减小,说明此时发生较大的变形,大量的裂纹闭合在一起;到4.0m in 时,裂纹减小速度又变得较为平缓,说明内部裂纹的闭合程度已变得缓慢;之后,电阻率升高,说明内部产生新的裂纹,直到最后破坏.由图6可以看出,在循环压力作用下,随着应力的不断循环,电阻率总体呈上升趋势,但电阻率随应力的变化没有明显增大或减小的循环阶段.在2~4m in,5~9m in,10~13min 时,电阻率没有变化,表现出大庆石油学院学报第33卷 2009年图5 石墨质量分数为20%时1#试件电阻率与应力随时间变化的关系图6 石墨质量分数为20%时2#试件电阻率与应力随时间变化的关系图7 石墨质量分数为20%时3#试件电阻率与应力随时间变化的关系图8 石墨质量分数为15%时1#试件电阻率与应力随时间变化的关系第1期张文福等:石墨导电混凝土导电特性图9 石墨质量分数为15%时3#试件电阻率与应力随时间变化的关系图10 石墨质量分数为10%时2#试件电阻率与应力随时间变化的关系台阶的特征,此阶段对应于应力的一个循环,说明此时新裂纹增长和旧裂纹闭合达到一个动态平衡.若所加的应力超过原先的峰值,则又出现新的裂纹,以至电阻率增大.之后,在下一个循环过程中,重复出现该特征.由图7可见,在6min 前的应力循环中所表现出来的规律不明显,只是在其后的受力中应力增大,裂纹闭合,电阻率减小;应力减小,裂纹圹展,电阻率增大;应力与电阻率极值出现的时间吻合较好.由图8可见,随着应力的增大电阻率呈上升趋势,但整条电阻率的曲线显得杂乱.由图9可见,在5min 以前电阻率增长缓慢;5~10m in 时的应力循环阶段,电阻率几乎没有变化,说明旧裂纹的闭合与新裂纹的生成达到平衡;10min 以后电阻率迅速增大,表明导电混凝土内部裂纹的开裂速度增快直到破坏.由图10可见,试件内部裂纹的应力变化比较剧烈,说明压敏性很明显.对于石墨导电混凝土,电阻率随应力的变化大致反映试件内部原有缺陷裂纹的闭合、新裂纹的产生、扩展直至试件破坏的过程.由于石墨分子长径比小,当质量分数较小(5%)时石墨分子之间很难相互搭接,较难形成整体的导电网络,此时主要依靠离子导电,且强度相对又较高.若石墨质量分数较高时,如15%,20%,试件强度较低,再稍加压力,即造成裂纹扩张,势垒扩大,导致电阻率增大.此时即使减小应力,虽有旧裂纹闭合,但又会有新裂纹的生成,电阻率为一固定值,也难以判断外部应力的变化.质量分数为10%时的石墨导电混凝土压敏性为一个较好值.3 结论(1)养护龄期对低质量分数的石墨导电混凝土影响较大,对高质量分数的石墨导电混凝土影响甚微.(2)将直流电作为电源进行电阻率测试时,由于极化效应的影响会使计算的电阻率变大;将交流电作大庆石油学院学报第33卷 2009年第1期张文福等:石墨导电混凝土导电特性为电源时,能有效地避免极化效应,所得结果更接近于真实值,并节能能量.(3)石墨导电混凝土电阻率的渗滤阈值为10%~15%.(4)石墨导电混凝土的压敏性不是很明显,当石墨质量分数为10%时可以定性应用,应该研究以石墨和碳纤维同时作为导电相材料而制成的导电混凝土的压敏性.本项目得到大庆市科学技术计划项目(SGG04-020)的资助,王福成和孙晓刚同志还参与了部分实验研究,在此一并表示感谢.参考文献:[1] 沈刚,董发勤.导电混凝土及其发展趋势[J].工业建筑,2004,34(3):62-64.[2] 毛起癤,赵斌元,沈大荣,等.水泥基碳纤维复合材料压敏性的研究[J].复合材料学报,1996,13(4):8-11.[3] 赵文艳,张文福,马昌恒,等.石墨导电混凝土热电特性[J].大庆石油学院学报,2008,32(6):83-85.[4] S UN M ingqing,LI Zhuoqiu,M AO Qiz hao,et al.Study on the hole conduction phenomen on in carbon fib er reinforced concr ete[J].C em.Concr.Res.,1998,28(4):549-554.[5] 毛起炤,赵斌元,沈大荣,等.极化效应对碳纤维增强水泥(CFRC)导电性的影响[J].材料研究学报,1997,11(2):195-198.[6] 沈刚,董发勤.石墨导电混凝土的研究[J].混凝土,2004(2):21-24.(上接第44页)[4] 李成见.射流泵在渤海埕北稠油油田的成功应用[J].中国海上油气,2005,17(2):108-111.[5] 谢明政.含硫稠油射流泵采油工艺[J].油气田地面工程,2006,25(1):20-21.[6] 何培杰,龙新平,梁爱国,等.射流泵流场的PIV测量[J].水科学进展,2004,15(3):296-299.[7] 王常斌,林建忠,石兴.射流泵最佳参数的确定方法[J].流体机械,2004,32(9):21-25.[8] 康宏琳,姚凯文,陆宏圻,等.脉冲液体射流泵性能的理论分析及数值计算[J].水动力学研究与进展(A辑),2005(4):16-19.[9] 何培杰,龙新平,梁爱国,等.射流泵内部流动的实验研究[J].热能动力工程,2004,19(1):10-13.[10] 龙新平,蔡标华,吕俊贤,等.射流泵汽蚀参数分析[J].武汉大学学报:工学版,2004,37(5):4-7.[11] 王常斌,林建忠,石兴.射流泵湍流场的数值模拟与实验研究[J].高校化学工程学报,2006,20(2):175-179.[12] 李同卓,郑邦民,陆宏圻,等.蒙特卡罗法对射流泵模型内部流场的数值模拟[J].华北水利水电学院学报,2005,26(1):42-44.[13] 何培杰,陆宏圻,龙新平.射流泵内部流动的二维大涡模拟[J].流体机械,2003,31(8):10-13.[14] 常洪军,朱熠.液体射流泵内部三维流场的数值模拟[J].排灌机械,2005(6):55-59.[15] 梁爱国,刘景植,龙新平,等.射流泵内流动的数值模拟及喉管优化[J].水泵技术,2003(1):3-6.[16] 龙新平,朱劲木,梁爱国,等.射流泵喉管最优长度的数值计算[J].水利学报,2003(10):14-18.[17] 龙新平,程茜.射流泵最佳喉嘴距的数值模拟[J].核动力工程,2008,2(29):3-6.[18] 林建忠.湍动力学[M].杭州:浙江大学出版社,2001.[19] 王常斌,林建忠,林江.喷射泵系统中的能量分布与效率特性研究[J].中国机械工程,2004,15(4):297-300.Abstracts Journal of Daqing Petroleum Institute Vo l.33 No.1 Feb.2009is identified in accor dance with t he r atio o f the cr oss-spectr al peak and the auto-spect ral peak appr ox imately.T he r esults of the numerical analysis show that the r elative differ ence o f measured data and finite element ana lysis is below5percent,a bet-ter match.T he method is simple,fast,practical and applicable to larg e complex steel str ucture w ith some eng ineering a ppl-i catio n value.Key words:dr illing der rick;mo dal par ameter identification;modal t est;ambient ex citation;ocean wav e rippleA method of transforming the conventional beam-pumping unit into the compound-balanced pumping unit with downward beam weight/2009,33(1):65-67ZHU Jun1,ZH AO Yang1,CHA N G R u-i qing2(1.M echanical S cience and E ngineer ing College,Daqing Petroleum I nstitute,D aqi ng,H eilongj iang163318,China;2. Resear ch I nstitute of Oil Pr oduction Engineering of D aq ing Oil f iel d Cor p.L td.,D aqing,H eilong j iang163453,China )Abstract:T he ba lancing effect of the compound-balanced pumping unit w ith do wnw ard beam balance w eig ht ar e affected by no n-adjustability of t he dow nw ard beam balance w eig ht s ang le and mismatching between t he compound counter balance moment and the suspending po int load mo ment.T hroug h analy sis to the pumping unit s lo ad characterist ic,the r elationship betw een the position of the suspensio n po int load s peak value and the o il well s par ameters has been obtained and a new met ho d about the transfor ming o f the pumping unit w ith dow nw ard beam balance w eight is pro po sed.U sing this method, the dow nwar d beam balance w eig ht s ang le can been adjusted acco rding to pumping parameter s,w hich makes its max imum arm of fo rce cor respo nd w ith the maximum load of the suspending point and impr ov e the balancing effect of the pumping u-nit.T he test indicates that the ener gy co nserv ation effect can reach no mo re than15%,w hile the composite effect o f sav ing ener gy can reach ov er20%if reasonable installing pow er had been chosen and po wer factor had been r aised,w hich sho ws that this metho d has a go od applicat ion prospect.Key words:pumping unit;dow nw ard beam balance w eight;balance;ener gy co nser vatio nBoundary analysis of fluid s forced laminar flow over an isothermal plate in a porous medium/2009,33(1):68-71WA N G Jing-hao,L I Ju-x iang(Scho ol of Energ y,Nanjing U niver sity o f T echno log y,N anjing,Jiang su210009,China)Abstract:T he convectio n heat tr ansfer in the boundar y lay er of fluid s fo rced laminar flow over an isother mal plate in a por-o us medium was analyzed on the basis of Brinkman-For chheime-Ex tended Dar cy model and the theor y of local non-equilibr-i um bet ween the fluid and the po rous medium.T he go verning equat ions wer e simplified by analy zing the o rder o f magnitude of ever y item,and the dist ributions of v elocit y,t em perat ur e,boundary lay er thickness,and the ther mal boundary lay er thickness w ere obtained.T he for mulas of surface fr ictio n coefficient and the co nv ection heat t ransfer co eff icient w ere also ob-tained.Key words:po rous medium;for ced laminar flo w o ver a plate;local non-equilibrium;bo unda ry analysisC onductive property of graphite electrically conductive concrete/2009,33(1):72-77ZHA N G W en-fu,M A Chang-heng,Z HA O Wen-yan,CA I Ying-jun,ZH U Dian-r ui(Civil Eng ineer ing College,Daqing Petr oleum I nstitute,D aq ing,H eilong j iang163318,China)Abstract:T r ial studies are applied to conductiv e pr operty of g ra phite elect rically conductive co ncr ete(G ECC).Influence of cur ing ag e,admix tur e amount o f g raphite,character o f po wer supply and outer str ess on GECC r esistivity is analy zed.Sig-nificant effect of curing ag e on low gr aphit e content GECC happens,but little o n hig h.Po lar ization effect can be avo ided ef-fectiv ely using alter nating cur rent,w hich makes the estimates mo re precise and sav es mo re ener gy.Per colat ion threshold of GECC is between10%and15%.Compression sensibility of GECC is not obvio us,but it also can be applied qualitativ ely fo r GECC o f10%co nt ent.Key words:g r aphite elect rically co nduct ive concrete;curing age;admix ture amount;cha racter of pow er supply;percolatio n t hr esho ld;compressio n sensibilityImmune control system on the double level plant/2009,33(1):78-80ZHA N G Jian-qiu1,REN We-i jian1,WU W en-bin2(1.College of E lectr ic and I nf or mation E ngineer ing,D aqing Petr oleum I nstitute,D aqing,H eilong j iang163318,Chi-na;2.D ez ho u Comp r ession T echno logy Sub-comp any,D ez hou,S handong253020,China)Abstract:Based o n the feedback mechanism o f the bio log ical immune system,the relatio n for mula is der ived,thus an im-。

新型石墨基复合材料导电性能与力学性能影响因素的机理分析

新型石墨基复合材料导电性能与力学性能影响因素的机理分析王彦明王威强李爱菊阴强山东大学土建与水利学院；山东大学机械工程学院；山东大学材料液态结构及其遗传性教育部重点实验室工程陶瓷山东省重点实验室【摘要】：以石墨与酚醛树脂粉料为原料通过低温热模压成形工艺制备新型石墨基复合材料。

首先进行单因素试验分析了酚醛树脂含量、固化时间对复合材料导电性能与力学性能的影响机理；然后利用均匀试验方法进行多因素试验分析了酚醛树脂含量、固化温度、固化压力对复合材料导电性能与力学性能的综合影响。

【关键词】：石墨；酚醛树脂；热模压；均匀试验；影响机理1、引言石墨材料以其优越的导电性能、导热性能、耐腐蚀性能，以及抗热震性能在冶金、国防、电子以及石油化工等行业中广泛使用。

目前，石墨材料最为重要的开发价值在于它可用作燃料电池的双极板，燃料电池被认为是21世纪重要的新型洁净发电方式，市场潜力巨大。

石墨基复合材料作为新能源导电材料不仅要求导电性能良好，而且还要有较高的力学性能。

传统的石墨材料双极板多采用焦碳粉、树脂或沥青为原料，经过混合和高温!B==TU左右石墨化处理得到高密度纯石墨板，然后经过切割、研磨和加工等得到厚度为2-5mm的双极板该过程需要多次高温烧结，多次浸渍、炭化、石墨化处理以达到最佳导电性能与力学性能的统一。

这种生产工艺需要多次升温、降温，费工、费时、成本高。

因此开发新型石墨基复合材料并避免高温烧结、多次浸渍、石墨化处理的复杂工序尤为关键。

目前以石墨为基体材料、酚醛树脂为粘结剂的模压成型石墨基复合材料研究太少，更是鲜有文献报导。

本文课题组以已经石墨化的人造石墨为基体材料、酚醛树脂干粉料为粘结剂，采用低温热模压成型工艺成功制备了新型石墨基复合材料，该工艺既不用炭化、石墨化，又不用浸渍处理。

本文通过试验研究，分析了酚醛树脂含量、低温热模压成型工艺参数包括固化温度、固化压力、固化时间对复合材料导电性能与力学性能的影响机理。

2、低温热模压成型工艺2、1试验材料人造石墨粉（山东，莱西），纯度大于等于95wt%，粒度小于等于100目；改性酚醛树脂干粉料（山东，莱芜），粒度200目，含7%六亚甲基醇胺固化剂；耐高温硅油作脱模剂。

石墨导电混凝土力学性能与热电特性

电势表征．实验结果表明，当石墨质量分数每增加５时，度约减少５；差电势一般仅发生在导体中，实验中也强Ｏ温在发现这种现象，低石墨质量分数导电混凝土的热电效应近似呈线性关系。有线性分段的现象．通过对实验数据的回且并归，到电动势与温差的函数表达式．得
其“ 能化 ” 智．混凝土中加入导电相材料后可成为导电混凝土，同时具备热和电的感知和转换能力，一种是
新型“ 能” 智混凝土．导电混凝土可在电工、电子、暖、采电磁干扰屏蔽、防静电、筋阴极保护等方面发挥钢
关键词：墨导电混凝土；压强度；热电特性；温差电势石抗
中图分类号：ＴＵ３７９７．
文献标识码：Ａ
文章编号：００一ｌ９（０８０１０８１２０）６—０８一Ｏ０３３
０引言
结构工程由于材料的更新而出现的飞跃正处于一个酝酿的阶段，在这个阶段，传统材料的改性与新材料的探索同时存在口．作为基本工程材料的混凝土的发展方向主要是提高其强度和通过加入其它材料使
赵文艳，张文福，马昌恒，才英俊，朱殿瑞
（大庆石油学院土木建筑工程学院，龙江大庆１３１黑６３８）
摘
要：石墨导电混凝土的力学性能及热电特性进行实验，学性能以２对力８ｄ的抗压强度为标准，电特性以温差热

沥青路面材料导电性能的实验研究

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。

石墨烯加固沥青路面

石墨烯加固沥青路面
石墨烯作为当今世界上备受瞩目的材料之一，其惊人的物理特性使其在各个领域均有着广泛的应用和研究价值。

最近，石墨烯在加固沥青路面方面的应用备受关注。

沥青路面是我们日常生活中常见的一种道路铺设材料，它具有施工方便、成本低廉等优点。

然而，由于各种原因，沥青路面在使用过程中往往会出现损坏、老化等问题，影响道路的使用寿命和行车安全。

因此，如何提高沥青路面的耐久性成为一个亟需解决的问题。

石墨烯作为一种具有极高强度、优异的导热性和导电性的材料，可以被添加到沥青混合料中进行改性，以增强沥青路面的性能。

石墨烯改性后的沥青路面具有更高的抗压强度和韧性，能够有效抵抗外部环境因素的侵蚀，延长路面的使用寿命。

通过石墨烯的加固，沥青路面在承载能力、耐磨性、耐老化性等方面均有显著提升。

石墨烯可以填充沥青混合料中的微孔隙，提高混合料的密实性，减少裂缝产生的可能性，从而增加路面的稳定性和耐久性。

此外，石墨烯的导热性和导电性也为沥青路面的维护提供了更多可能性。

在寒冷地区，可以利用石墨烯的导热性帮助快速融化积雪，减少结冰对道路的影响；在需要监测道路状况的地方，可以利用石墨烯的导电性搭建智能监测系统，及时掌握道路的状况并进行维护。

综上所述，石墨烯作为一种具有巨大潜力的材料，在沥青路面加固方面有着广阔的应用前景。

通过石墨烯的加固，沥青路面的性能可以得到有效提升，不仅能够延长道路使用寿命，提高行车安全，还能为道路维护和管理带来新的可能性。

石墨烯加固沥青路面的发展势必会为社会交通领域的进步带来新的活力和机遇。

石墨材料制备工艺的导电性与热导率控制

石墨材料制备工艺的导电性与热导率控制石墨材料是一种具有良好导电性能和高热导率的材料，广泛应用于电子、能源、航空航天等领域。

石墨材料的导电性和热导率的控制对于其应用性能的提升至关重要。

本文将介绍石墨材料制备工艺中导电性和热导率的控制方法。

首先，导电性是石墨材料的重要性能之一。

石墨材料的导电性主要来源于其层状结构中的π电子共轨道。

经过适当的加工处理，可以在石墨材料中形成电子输运通道，提高其导电性能。

目前，常用的方法包括机械研磨、化学还原和碳化等。

机械研磨可以通过增加石墨材料的晶界面积来提高导电性，但其过程较为繁琐。

化学还原则是通过还原剂将氧化石墨烯还原成石墨烯，从而提高导电性能。

碳化则是将石墨材料经高温处理后，使其表面形成碳化物层，从而提高导电性能。

其次，热导率是石墨材料的另一个重要性能。

石墨材料的热导率主要受其晶格结构和氧杂质的影响。

晶格结构中存在的强键和弱键会对热传导产生影响。

为了提高石墨材料的热导率，可以通过增加晶体结构的结构完整性，降低晶界的分数，从而减少热阻力，提高热传导效率。

此外，石墨材料中的氧杂质也会降低其热导率。

因此，通过合理的杂质控制，提高石墨材料的纯度，可以有效提高其热导率。

以石墨烯为例，石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维材料，具有良好的导电性和热导率。

石墨烯的制备工艺通常采用机械剥离法、化学气相沉积法和化学剥离法。

机械剥离法是通过机械手段将石墨材料剥离成单层石墨烯，但其产率较低；化学气相沉积法则是通过在金属衬底上沉积石墨烯，但其制备成本较高；化学剥离法则是通过化学处理将多层石墨烯剥离成单层石墨烯，但其过程比较复杂。

以上方法中，化学气相沉积法制备的石墨烯具有较高的导电性和热导率。

总而言之，石墨材料的导电性和热导率的控制对于其应用性能的提升至关重要。

通过合理的制备工艺，可以提高石墨材料的导电性能和热导率。

有效的方法包括机械研磨、化学还原、碳化等。

但不同类型的石墨材料，其导电性和热导率的控制方法可能有所不同，需要根据具体情况进行调整。

沥青路面材料导电性能的实验研究

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。

石墨烯改性沥青路用性能提升及其机理

林业工程学报，２０２３，８（６）：１５４－１６０ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０２３０４００９收稿日期：２０２３－０４－１２㊀㊀㊀㊀修回日期：２０２３－０５－２９基金项目：国家自然科学基金（５２２７８４５２）㊂作者简介：徐子航，男，研究方向为路面结构与材料㊂通信作者：许涛，男，教授㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｓｅｕｘｔ＠１６３．ｃｏｍ石墨烯改性沥青路用性能提升及其机理徐子航，蒋宇，许涛∗（南京林业大学土木工程学院，南京２１００３７）摘㊀要：为了探究石墨烯对沥青路用性能的提升及其机理，利用分散剂二甲基亚砜（ＤＭＳＯ）预处理石墨烯，提高其在沥青中的分散性，再采用ＤＭＳＯ预处理石墨烯（ＤＧ）添加到７０＃道路石油沥青（７０＃沥青）中制备ＤＧ改性沥青㊂通过常规物理性能试验㊁黏韧性试验㊁直接拉伸试验和原子力显微镜对７０＃沥青和ＤＧ改性沥青进行测试，评价ＤＧ对沥青路用性能增强效果，并从微观角度分析ＤＧ对沥青微观结构的影响，揭示ＤＧ对沥青路用性能提升机理㊂结果表明，加入的ＤＧ降低了沥青的针入度和延度，但是提高了沥青的软化点㊂由于ＤＧ具有较大的表面能，吸附了沥青中的轻组分而形成插层结构，致使ＤＧ改性沥青上部软化点值和下部软化点值存在差异㊂ＤＧ改性沥青具有较强的黏韧性和韧性，其黏韧性㊁黏弹性㊁韧性和韧性比均高于７０＃沥青，因为被插层后的ＤＧ抑制了沥青轻组分的流动，致使ＤＧ改性沥青具有较好的抗变形能力㊂ＤＧ的加入使得沥青变硬，降低ＤＧ改性沥青表面的粗糙度㊂由于ＤＧ的吸附作用和ＤＧ插层结构的限制作用增加了ＤＧ改性沥青微观表面蜂状结构数量，导致ＤＧ改性沥青表面具有数量更多且体积较小的蜂状结构㊂受到拉伸作用时，７０＃沥青中大体积的蜂状结构易产生应力集中，使其力学性能及抗变形能力降低，而ＤＧ改性沥青中小体积且数量较多的蜂状结构能够分散受力，提高了ＤＧ改性沥青的均匀受力，降低了其应力集中出现的可能，提升了ＤＧ改性沥青的路用性能和耐久性㊂关键词：石墨烯；改性沥青；路用性能；直接拉伸；原子力显微镜；蜂状结构中图分类号：Ｕ４１６．２１７㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀㊀㊀文章编号：２０９６－１３５９（２０２３）０６－０１５４－０７ＰａｖｅｍｅｎｔｐｒｏｐｅｒｔｙｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔａｎｄｉｔｓｉｍｐｒｏｖｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍＸＵＺｉｈａｎｇ，ＪＩＡＮＧＹｕ，ＸＵＴａｏ∗（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃａｒｂｏｎｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓａｒｅｇｒａｄｕａｌｌｙｕｓｅｄｉｎｐａｖｅｍｅｎｔｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｏｎｐａｖｅｍｅｎｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｓｐｈａｌｔ，ｇｒａｐｈｅｎｅｗａｓｐｒｅｔｒｅａｔｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｄｉｓｐｅｒｓａｎｔｏｆｄｉｍｅｔｈｙｌｓｕｌｆｏｘｉｄｅ（ＤＭＳＯ）ｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｉｔｓｄｉｓｐｅｒｓｉｔｙｉｎａｓｐｈａｌｔ．ＴｈｅｎｔｈｅＤＭＳＯｐｒｅｔｒｅａｔｅｄｇｒａｐｈｅｎｅ（ＤＧ）ｗａｓａｄｄｅｄｉｎ７０＃ｐａｖｅｍｅｎｔｐｅｔｒｏｌｅｕｍａｓｐｈａｌｔ（７０＃ａｓｐｈａｌｔ）ｔｏｐｒｅｐａｒｅＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ．ＴｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｅｆｆｅｃｔｓｏｆＤＧｏｎｐａｖｅｍｅｎｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆＤＧｏｎｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆ７０＃ａｓｐｈａｌｔ，ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｐｈｙｓｉ⁃ｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｅｓｔｓ，ｔｏｕｇｈｎｅｓｓｔｅｓｔ，ｄｉｒｅｃｔｔｅｎｓｉｌｅｔｅｓｔａｎｄａｔｏｍｉｃｆｏｒｃｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＡＦＭ）ｔｅｓｔｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｏｎ７０＃ａｓｐｈａｌｔａｎｄＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ，ｒｅｖｅａｌｉｎｇｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＤＧｏｎｐａｖｅｍｅｎｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｓｐｈａｌｔ．ＲｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎａｎｄｄｕｃｔｉｌｉｔｙｏｆａｓｐｈａｌｔａｒｅｒｅｄｕｃｅｄａｆｔｅｒｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆＤＧ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｓｏｆｔｅｎｉｎｇｐｏｉｎｔｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｄ．ＢｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｌａｒｇｅｒｓｕｒｆａｃｅｅｎｅｒｇｙｏｆＤＧ，ＤＧａｄｓｏｒｂｓｌｉｇｈｔｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎａｓｐｈａｌｔ，ａｎｄｔｈｅｉｎｔｅｒ⁃ｃａｌａｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｆｏｒｍｅｄ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎａｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｕｐｐｅｒａｎｄｂｏｔｔｏｍｓｏｆｔｅｎｉｎｇｐｏｉｎｔｓｏｆＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓ⁃ｐｈａｌｔ．ＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｈａｓｓｔｒｏｎｇｅｒｔｏｕｇｈｎｅｓｓａｎｄｔｅｎａｃｉｔｙ，ａｓｗｅｌｌａｓｉｔｓｖｉｓｃｏ⁃ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ，ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ，ｔｏｕｇｈ⁃ｎｅｓｓａｎｄｔｏｕｇｈｎｅｓｓｒａｔｉｏａｒｅａｌｌｌａｒｇｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆ７０＃ａｓｐｈａｌｔ．Ａｌｓｏ，ｔｈｅｆｌｏｗｏｆｌｉｇｈｔｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｓｉｎｈｉｂｉｔｅｄｂｙｔｈｅｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＤＧ，ａｌｌｏｗｉｎｇＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｔｏｓｈｏｗｂｅｔｔｅｒｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．ＴｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆＤＧｈａｒｄｅｎｓ７０＃ａｓｐｈａｌｔａｎｄｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｏｆＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ．Ｔｈｅｑｕａｎｔｉｔｙｏｆｂｅｅ⁃ｌｉｋｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｎｔｈｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃｓｕｒｆａｃｅｏｆＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｓｏｆＤＧａｎｄｔｈｅｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＤＧ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎｌａｒｇｅｑｕａｎｔｉｔｙａｎｄｓｍａｌｌｅｒｖｏｌｕｍｅｓｏｆｂｅｅ⁃ｌｉｋｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｎｔｈｅｓｕｒ⁃ｆａｃｅｏｆＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ．ＷｈｅｎＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｉｓｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｔｅｎｓｉｌｅａｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｌａｒｇｅ⁃ｖｏｌｕｍｅｂｅｅ⁃ｌｉｋｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｉｎ７０＃ａｓｐｈａｌｔａｒｅｅａｓｉｌｙｇｅｎｅｒａｔｅｄｔｏｃａｕｓｅｔｈｅｓｔｒｅｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｌｏｗｅｒｓｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｓｐｈａｌｔ．Ｔｈｅｓｍａｌｌｖｏｌｕｍｅａｎｄｌａｒｇｅｑｕａｎｔｉｔｙｏｆｂｅｅ⁃ｌｉｋｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｉｎＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｄｉｓｔｒａｃｔｔｈｅｓｔｒｅｓｓ，ｉｍ⁃㊀第６期徐子航，等：石墨烯改性沥青路用性能提升及其机理ｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｓｔｒｅｓｓｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙｉｎＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ．ＴｈｉｓｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｓｔｒｅｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎＤＧｍｏｄｉ⁃ｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ，ａｓｗｅｌｌａｓｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｐａｖｅｍｅｎｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｏｆＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｐｒｏｖｉｄｅｓａｎｉｎｓｉｇｈｔｉｎｔｏｔｈｅｐａｖｅｍｅｎｔｐｒｏｐｅｒｔｙｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔａｎｄｉｔｓｉｍｐｒｏｖｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｒａｐｈｅｎｅ；ｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ；ｐａｖｅｍｅｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ｄｉｒｅｃｔｔｅｎｓｉｌｅ；ＡＦＭ；ｂｅｅ⁃ｌｉｋｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ㊀㊀随着纳米材料受到越来越多的关注，研究人员开始将纳米材料作为沥青的改性剂应用于传统的沥青路面㊂石墨烯是一种纳米级二维片层材料，凭借其优异的物理化学性能，把石墨烯加入其他材料中能够重建原有微观结构并改进原有性能，因而被广泛地应用于不同工程领域［１］㊂已有研究指出，石墨烯与沥青只是进行简单的物理混合，并不发生化学反应，加入石墨烯抑制了沥青轻质组分的流动，导致沥青的延度降低［２］㊂纳米级材料往往会产生自身不可逆的聚集和连接，这严重阻碍了沥青的流动性，导致沥青内部形成结构缺陷，严重地影响改性沥青的路用性能［３］㊂Ｙａｎｇ等［４］利用石墨烯／碳纳米管制备了改性沥青，发现一维材料碳纳米管和二维材料石墨烯片的组合能有效地减少石墨烯片和碳纳米管的自身堆积聚集㊂如果石墨烯能被热沥青剥落或插层，并且均匀地分散在沥青中，这可能会明显地改善甚至全面改变沥青的性能［５］㊂氧化石墨烯与ＳＢＳ沥青改性剂产生稳定的物理交联，独特的插层结构进一步抑制了沥青在高温下的流动性，进而提高沥青的力学性能［６］㊂石墨烯纳米片能传递环氧树脂和沥青之间的荷载，其形成的致密网络结构也可以增强沥青的黏聚力和柔韧性［７］㊂丝状的纤维能提高沥青的断裂强度和断裂伸长率，增强沥青的低温抗开裂性能［８－９］㊂为了进一步分析沥青微观形貌㊁结构和力学性能，目前原子力显微镜（ＡＦＭ）已成为常用的测试方法㊂ＡＦＭ不仅能观察到沥青的微观表面形貌和组织结构，还可以对沥青微观力学性能进行测试，如沥青的黏附力㊁弹性模量等㊂Ｚｈａｎｇ等［１０］利用ＡＦＭ对沥青组分和力学性能的关系进行分析，发现沥青质含量对沥青表面形貌和蜂状结构影响最大，沥青的黏附力则与饱和分㊁芳香分的含量有关㊂Ｚｈｕ等［１１］发现添加氧化石墨烯增加了沥青蜂状结构的数量，氧化石墨烯与沥青的片状折叠结构使二者的结合更加稳定㊂纳米蒙脱石和石墨烯具有类似的层状结构，其作为改性材料添加到沥青中易被沥青插层，而插层结构的黏滞作用能有效地降低沥青组分的迁移速度［１２］㊂近年来，随着交通量迅速增加，沥青路面承受的车辆荷载作用次数和轴载也逐渐增加，添加石墨烯有效地减少了沥青路面在服役期内产生的车辙㊁开裂等病害，提高了沥青路面的耐久性㊂由此可见，石墨烯已逐渐用于沥青路面以提升其路用性能，石墨烯在沥青中的分散状况很大程度上影响改性沥青的路用性能，但是石墨烯与沥青之间相互作用行为对沥青路用性能的提升机理尚不清楚㊂因此，本研究选取适当的分散剂对石墨烯进行预处理，以提高石墨烯在沥青中分散性；然后采用常规物理性能㊁黏韧性㊁直接拉伸等试验分析了石墨烯对沥青的路用性能的影响；最后采用ＡＦＭ试验研究石墨烯对沥青微观形貌和组织结构的影响，从而揭示石墨烯对沥青路用性能的提升机理㊂１㊀材料与方法１．１㊀试验材料１．１．１㊀沥㊀青选用江西典晟实业有限公司生产的７０＃道路石油沥青（７０＃沥青）为研究对象，按照ＪＴＧＥ２０２０１１‘公路工程沥青及沥青混合料试验规程“测试沥青的基本物理性能，试验结果见表１㊂表１㊀７０＃沥青的基本物理性能Ｔａｂｌｅ１㊀Ｂａｓｉｃｐｈｙｓｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆ７０＃ａｓｐｈａｌｔ性能指标测试结果测试标准密度／（ｇ㊃ｃｍ－３）１．０３１ＪＴＧＥ２０２０１１Ｔ０６０３针入度（２５ħ）／（０．１ｍｍ）６７．５ＪＴＧＥ２０２０１１Ｔ０６０４软化点／ħ４８．０ＪＴＧＥ２０２０１１Ｔ０６０６延度（１５ħ）／ｃｍ＞１５０ＪＴＧＥ２０２０１１Ｔ０６２４黏度（６０ħ）／（Ｐａ㊃ｓ）２１７．９ＪＴＧＥ２０２０１１Ｔ０６２５闪点／ħ３２２ＪＴＧＥ２０２０１１Ｔ０６１１１．１．２㊀石墨烯本研究选用南宫市京锐合金制品有限公司生产的石墨烯，相关性能参数如表２所示㊂表２㊀石墨烯性能参数Ｔａｂｌｅ２㊀Ｔｈｅｒｅｌｅｖａｎｔｔｅｃｈｎｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｇｒａｐｈｅｎｅ性能指标纯度／％层数比表面积／（ｍ２㊃ｇ－１）片层尺寸／μｍ导电率／（ｓ㊃ｍ－１）试验结果＞９７＜１０８０１２０＜６＞７００１．２㊀石墨烯的预处理及改性沥青的制备１．２．１㊀石墨烯的预处理为了进一步提高层状石墨烯与沥青的相容性，５５１林业工程学报第８卷解决石墨烯在沥青中不均匀分散的问题，需要对石墨烯进行预处理，具体的石墨烯预处理工艺如图１所示㊂图１㊀石墨烯预处理工艺流程Ｆｉｇ．１㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ１）在烧杯中加入一定质量的石墨烯，缓慢加入６０ｍＬ的二甲基亚砜（ＤＭＳＯ）溶剂并利用玻璃棒均匀搅拌，制得ＤＭＳＯ／石墨烯分散溶液；２）室温下静置浸泡２ｈ后，对ＤＭＳＯ／石墨烯分散溶液进行抽滤处理，制得糊状石墨烯；３）将糊状石墨烯浸泡在蒸馏水中，充分搅拌均匀，在室温下静置保持１ｈ，倒掉上层清液，对下层石墨烯悬浊液进行二次抽滤处理；４）将再次制得的糊状石墨烯在１７０ħ的烘箱内干燥４ｈ，自然冷却至室温后，将干燥的块状石墨烯彻底研磨，制得ＤＭＳＯ预处理石墨烯（ＤＧ）㊂１．２．２㊀石墨烯改性沥青的制备石墨烯作为沥青改性材料能有效增强沥青高温下抗塑性变形能力，但是过量的石墨烯可能会导致沥青低温断裂破坏，已有研究结果表明，石墨烯的推荐掺量一般不宜超过０．５％［１３－１４］㊂石墨烯材料表面具有较高活性，易形成团聚体而失去纳米特性，对沥青改性后的性能提升效果产生负面影响，综合考虑沥青的改性效果㊁石墨烯与沥青的相容性㊁经济成本等因素，故本研究选取质量分数为０．４％的ＤＧ（ＤＧ占７０＃沥青质量的比例）对沥青进行改性㊂石墨烯改性沥青的制备方法如下：首先，将７０＃沥青放置在１６３ħ的烘箱内加热１ｈ，当沥青具有较好的流动状态后，将其倒入烧杯中，再将占７０＃沥青质量分数为０．４％的ＤＧ缓慢加入７０＃沥青中㊂其次，用电热炉对盛有沥青的烧杯底部进行加热，并用玻璃棒反复搅拌沥青，直至沥青表面没有ＤＧ粉末悬浮㊂最后，利用高速剪切乳化机以５０００ｒ／ｍｉｎ的转速剪切搅拌沥青４０ｍｉｎ，充分剪切搅拌后即制得ＤＧ改性沥青㊂１．３㊀试验方案１．３．１㊀常规物理性能试验分别参照ＪＴＧＥ２０２０１１中沥青针入度试验㊁延度试验㊁软化点试验和改性沥青离析试验方法，对７０＃沥青和ＤＧ改性沥青进行标准化测试，分析添加ＤＧ后沥青针入度㊁延度㊁软化点及存储稳定各指标变化情况㊂１．３．２㊀沥青黏韧性试验参照ＪＴＧＥ２０２０１１，对７０＃沥青和ＤＧ改性沥青进行黏韧性试验，在２５ħ的试验温度下以５００ｍｍ／ｍｉｎ的拉伸速率拉伸沥青试样，对７０＃沥青和ＤＧ改性沥青的黏韧性进行比较㊂１．３．３㊀沥青直接拉伸试验参照ＧＢ／Ｔ５２８２００９‘硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定“，将沥青浇注成直接拉伸试验试样，如图２所示㊂在２５ħ试验温度下以５ｍｍ／ｍｉｎ的速率对沥青试样进行直接拉伸试验，７０＃沥青和ＤＧ改性沥青各制备６个标准样品㊂在每种沥青的直接拉伸试验结果中，去掉２个破坏应力最低的拉伸曲线试验结果，将其余４个拉伸曲线试验结果的平均值作为该沥青的应力⁃应变曲线㊂图２㊀直接拉伸试验沥青试样尺寸Ｆｉｇ．２㊀Ｓｐｅｃｉｍｅｎｓｉｚｅｓｆｏｒｄｉｒｅｃｔｔｅｎｓｉｌｅｔｅｓｔｉｎｇｏｆａｓｐｈａｌｔｓａｍｐｌｅｓ１．３．４㊀沥青原子力显微镜试验采用峰值力⁃定量纳米力学性能（Ｐｅａｋｆｏｒｃｅ⁃Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｎａｎｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｍａｐｐｉｎｇ，ＰＦ⁃ＱＮＭ）模式对７０＃沥青和ＤＧ改性沥青的表面形貌及粗糙度进行测试，选用ＲＴＥＳＰＡ⁃１５０型号的硅质探针以１５０ｋＨｚ的频率对试样进行扫描，测试模量范围为２０５００ＭＰａ㊂测试结束后利用分析软件ＮａｎｏＳｃｏｐｅＡｎａｌｙｓｉｓ１．７对沥青试样的相关表征指标进行计算㊂２㊀结果与分析２．１㊀石墨烯对沥青常规物理性能的影响对７０＃沥青和ＤＧ改性沥青进行常规物理性能测试，对比分析加入ＤＧ后沥青三大指标及存储稳６５１㊀第６期徐子航，等：石墨烯改性沥青路用性能提升及其机理定性的变化情况，明确ＤＧ对沥青常规物理性能的影响㊂７０＃沥青和ＤＧ改性沥青的针入度㊁延度和软化点试验结果如表３所示，离析试验结果如表４所示㊂表３㊀７０＃沥青和ＤＧ改性沥青针入度㊁延度和软化点测试结果Ｔａｂｌｅ３㊀Ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ，ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ，ａｎｄｓｏｆｔｅｎｉｎｇｐｏｉｎｔｏｎ７０＃ａｓｐｈａｌｔａｎｄＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔＤＧ掺量／％针入度／（０．１ｍｍ）延度／ｃｍ软化点／ħ０．０６１．８４４４８．００．４５８．９３４４８．８㊀㊀从表３可以看出，加入ＤＧ后沥青的软化点升高，而沥青的延度和针入度均减小㊂相比于７０＃沥青，ＤＧ改性沥青的针入度和延度分别降低了４．７％和２２．７％，软化点提高了１．７％㊂软化点表示沥青的塑性流动能力及高温稳定性，软化点越高，沥青的高温稳定性也越好，抗车辙能力就越强㊂加入ＤＧ后沥青的软化点略有提高，对沥青起硬化作用，一定程度上提高了沥青的高温稳定性［１５］㊂针入度表示沥青的稠度，反映了沥青的流变特性，加入ＤＧ后沥青的针入度降低，表明ＤＧ可提高沥青抗变形能力［１６］㊂延度表示沥青的低温抗裂性能，加入ＤＧ使沥青的延度降低，表明沥青在低温下变得硬脆，导致低温状态下沥青的抗裂性能衰减㊂表４㊀沥青离析试验结果Ｔａｂｌｅ４㊀ＳｅｇｒｅｇａｔｉｏｎｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｆｏｒａｓｐｈａｌｔＤＧ掺量／％上部软化点值／ħ下部软化点值／ħ软化点差值／ħ０．０４８．０４８．００．００．４４９．２５０．１０．９㊀㊀如果沥青试样上部和下部软化点差值大于２．５ħ，则认为改性沥青出现离析现象㊂从表４可以看出，当ＤＧ掺量为０％时，由于沥青内尚未加入改性材料，沥青上部软化点值和下部软化点值并未产生变化㊂但是，加入ＤＧ后沥青上部软化点值和下部软化点值开始存在差异㊂当ＤＧ掺量为０．４％时，沥青上部和下部的软化点差值为０．９ħ，相比于其上部软化点值，ＤＧ改性沥青下部软化点增加了约１．８％㊂这主要是由于ＤＧ能够吸附沥青中的活性轻质组分，随着沥青静置时间的延长，ＤＧ层状结构吸附沥青轻组分的数量增加，且逐渐向下沉淀㊂沥青温度逐步冷却至室温后，最终导致沥青的上部软化点值和下部软化点值产生较大差异㊂虽然ＤＧ的加入增加会导致其与沥青的相容性降低，但是在本研究选定０．４％的ＤＧ掺量下，ＤＧ改性沥青的软化点差值为０．９ħ，仍符合ＪＴＧＦ４０２００４‘沥青路面施工技术规范“对改性沥青软化点差值小于２．５ħ的存储稳定性要求㊂２．２㊀石墨烯对沥青黏韧性影响沥青的黏韧性包括黏弹性和韧性㊂为了比较７０＃沥青和ＤＧ改性沥青的黏韧性，对两种沥青试样进行了黏韧性试验，试验结果如图３所示㊂图３㊀７０＃沥青和ＤＧ改性沥青的黏韧性曲线Ｆｉｇ．３㊀Ｔｈｅｖｉｓｃｏ⁃ｔｏｕｇｈｎｅｓｓｃｕｒｖｅｓｏｆ７０＃ａｓｐｈａｌｔａｎｄＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ从图３可以看出，荷载从零增加至峰值的阶段为黏结变形阶段，此阶段的变形曲线呈直线，类似于弹性变形㊂７０＃沥青与ＤＧ改性沥青在这一阶段的曲线重合度较高，说明７０＃沥青与ＤＧ改性沥青都具有较好的黏结力㊂但是，相比于７０＃沥青，ＤＧ改性沥青的峰值力较大，说明ＤＧ改性沥青具有相对较大的抗变形能力㊂荷载从峰值降低至零的阶段为拉伸变形阶段，此阶段是沥青的屈服阶段，表征了沥青的韧性㊂参照ＪＴＧＥ２０２０１１试验规程中的计算方法，７０＃沥青和ＤＧ改性沥青的黏韧性分别为９．０１和１０．０８Ｎ㊃ｍ，黏弹性分别为７．３５和７．９５Ｎ㊃ｍ，韧性分别为１．６６和２．１３Ｎ㊃ｍ㊂另外，韧性比表示沥青韧性在黏韧性中的占比，７０＃沥青和ＤＧ改性沥青的韧性比分别为０．１８和０．２１㊂从计算结果可以看出，ＤＧ改性沥青的黏韧性㊁黏弹性㊁韧性和韧性比均高于７０＃沥青，分别提高了１１．９％，８．２％，２８．３％和１６．７％，ＤＧ改性沥青表现出更好的黏韧性㊂韧性和黏韧性用于评价沥青的握裹力及黏结力，综合反映沥青的抗疲劳性能和高温稳定性㊂加入ＤＧ后增加了沥青的韧性和黏韧性，有效提高了沥青的高温稳定性，增强了沥青在高温下的抗变形能力［１７］㊂ＤＧ层状结构使其具有较大的比表面积，当其被沥青分子插层后，被插层ＤＧ在一定程度上抑制了沥青中轻组分的流动，致使ＤＧ改性沥青具有更好的韧性，而在路用性能上表现为针入度和延７５１林业工程学报第８卷度降低㊂另一方面，ＤＧ的大比表面积也增加了沥青的黏结强度，致使ＤＧ改性沥青具有更强的黏韧性㊂２．３㊀石墨烯对沥青拉伸性能的影响为了进一步探究ＤＧ改性沥青在拉伸状态下的力学性能增强效果，对７０＃沥青和ＤＧ改性沥青进行直接拉伸试验，试验结果如图４所示㊂图４㊀７０＃沥青与ＤＧ改性沥青拉伸应力⁃应变曲线Ｆｉｇ．４㊀Ｔｈｅｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｓｓ⁃ｓｔｒａｉｎｃｕｒｖｅｓｏｆ７０＃ａｓｐｈａｌｔａｎｄＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ从图４可以看出，在拉伸作用下７０＃沥青和ＤＧ改性沥青的变形过程大致可分为３个阶段，分别为弹性变形阶段（ＯＡ１㊁ＯＡ２）㊁屈服阶段（Ａ１Ｂ１㊁Ａ２Ｂ２）和蠕变阶段（Ｂ１Ｃ１㊁Ｂ２Ｃ２）㊂在弹性变形阶段，应力⁃应变曲线近似于直线，此阶段的变形为短时间的弹性变形㊂加入ＤＧ后沥青材料的应力⁃应变曲线明显升高，曲线在弹性变形阶段的峰值应力提高了约６０．７％㊂ＤＧ改性沥青的曲线形状变得尖锐，且ＯＡ２的斜率明显大于ＯＡ１的斜率，这主要是因为是加入ＤＧ后导致沥青硬化，增加了沥青的刚度，沥青弹性变形阶段的峰值应力也随之提高［１８］㊂ＯＡ２的斜率增加表明ＤＧ改性沥青的应力⁃应变曲线变化速率增加，提高了ＤＧ改性沥青的弹性模量㊂沥青在此阶段的变形具有可恢复性，当拉力解除后沥青可产生一定程度的恢复变形㊂此阶段在相同应变条件下ＤＧ改性沥青能够承受更大的拉力，ＤＧ改性沥青表现出了更好的抗变形能力㊂在屈服阶段，应力达到峰值后随应变增加而降低，沥青内部应力达到屈服强度㊂被插层后的ＤＧ增强了沥青的最大拉应力，ＤＧ插层结构的产生也增加了沥青大分子的数量㊂但是由于ＤＧ的吸附作用，与７０＃沥青相比，ＤＧ改性沥青内大尺寸分子的体积相对减小㊂在所受应力较小时，均匀分布的ＤＧ插层结构提高了ＤＧ改性沥青的抗变形能力㊂当应力持续增加时，沥青内大尺寸分子周围产生了应力集中，较大的应力集中面积甚至会导致应力区域的叠加［１９］，使ＤＧ改性沥青的抗变形能力降低㊂另外，ＤＧ改性沥青曲线的下降速率大于７０＃沥青的曲线下降速率，但是在相同的变形长度下，ＤＧ改性沥青的应力仍大于７０＃沥青，ＤＧ改性沥青在此阶段表现出了较强的韧性㊂屈服阶段后，应变持续增加直至沥青试样被拉断，沥青进入到蠕变阶段㊂在此阶段沥青发生塑性变形，试样中部窄段部分随着长度增加产生颈缩㊂在此阶段沥青试样分子结构由无序转化为有序，沥青内的被插层ＤＧ在变形持续增加时易产生滑动［２０］，导致ＤＧ改性沥青曲线的下降速率仍大于７０＃沥青，但是ＤＧ改性沥青的应力仍大于７０＃沥青㊂２．４㊀石墨烯对沥青微观形貌及组织结构的影响为了探究ＤＧ对沥青微观形貌及组织结构的影响，利用ＡＦＭ对７０＃沥青和ＤＧ改性沥青的微观表面形貌和粗糙度进行了测试㊂７０＃沥青和ＤＧ改性沥青的二维（２Ｄ）和三维（３Ｄ）ＡＦＭ图像如图５所示㊂从图５ａ和图５ｂ可以看出，７０＃沥青与ＤＧ改性沥青的表面形貌图都出现典型的蜂状结构，但是两种沥青蜂状结构的数量和形态大小存在明显差异㊂相比于ＤＧ改性沥青，７０＃沥青蜂状结构的长度和深度较大，但是在数量上明显少于ＤＧ改性沥青㊂当沥青质含量较多时，沥青表面会更容易形成蜂状结构㊂ＤＧ加入沥青后，具有较大表面能的ＤＧ能够吸附沥青中的轻组分，其充当新的蜂状结构，进而导致ＤＧ改性沥青的蜂状结构多于７０＃沥青㊂ＤＧ在沥青中的分散很大程度决定了ＤＧ改性沥青的受力形态，ＤＧ以片层结构的形式均匀地分布在沥青中，因ＤＧ具有较大的表面能，能够吸附并稳定沥青中的活性轻质组分㊂ＤＧ与７０＃沥青中的轻组分发生物理混合，促进了沥青质胶束和交联网络结构的形成，导致ＤＧ改性沥青中出现了更多数量的蜂状结构㊂而从图５ｃ和图５ｄ可以看出，无论７０＃沥青或ＤＧ改性沥青，其表面并非光滑平整的，二维形貌中的蜂状结构在三维形貌中表现为褶皱，７０＃沥青褶皱的高度和深度均大于ＤＧ改性沥青㊂沥青蜂状结构的形成主要可分为形成胶束核㊁吸附生长和收缩屈曲３个阶段㊂ＤＧ改性沥青中较大表面能的ＤＧ可以作为胶束核吸附轻组分，并形成稳定ＤＧ插层结构㊂这提高了ＤＧ改性沥青的黏度，并削弱了沥青质成核和生长的进程㊂同时，由于ＤＧ插层结构的形成，阻碍了轻组分的转化和聚集，稳８５１㊀第６期徐子航，等：石墨烯改性沥青路用性能提升及其机理沥青；ｂ）２Ｄ⁃ＤＧ改性沥青；ｃ）３Ｄ⁃７０沥青；ｄ）３Ｄ⁃ＤＧ改性沥青㊂图５㊀７０＃沥青和ＤＧ改性沥青的ＡＦＭ表面形貌图像Ｆｉｇ．５㊀ＴｈｅＡＦＭｉｍａｇｅｓｏｆ７０＃ａｓｐｈａｌｔａｎｄＤＧｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ定的插层结构抑制了大尺寸蜂状结构的形成，使ＤＧ改性沥青表面生成更多小尺寸的蜂状结构［１１］㊂当温度恢复到室温时，沥青表面以蜂状结构为中心产生收缩屈曲，蜂状结构的暗区处于压缩状态，而亮区处于拉伸状态㊂７０＃沥青中少数量㊁大尺寸的蜂状结构易产生应力集中的情况，导致７０＃沥青蜂状结构周围的力学性能大幅度降低㊂ＤＧ改性沥青由于插层结构形成了数量较多且尺寸较小的蜂状结构，使得ＤＧ改性沥青的表面形貌较为平整均匀，在应力作用下具有更好的力学性能㊂利用分析软件ＮａｎｏＳｃｏｐｅＡｎａｌｙｓｉｓ１．７可以直接得到７０＃沥青和ＤＧ改性沥青的均方根粗糙度（Ｒｑ）分别为６．５２和６．４９ｎｍ，平均粗糙度（Ｒａ）分别为３．３３和３．００ｎｍ，最大粗糙度深度（Ｒｍａｘ）分别为１２６和１２８ｎｍ㊂从分析结果可以看出，ＤＧ改性沥青的Ｒｑ和Ｒａ均小于７０＃沥青，说明加入ＤＧ降低了沥青表面的粗糙度㊂沥青材料的表面粗糙度与其自身黏附性能具有较高的相关性，粗糙度较大的沥青具有更优的黏附性能［２１］㊂加入ＤＧ会降低沥青的针入度和延度，使沥青变硬，相比于７０＃沥青，ＤＧ改性沥青的黏附性能变差㊂加入ＤＧ显著地影响了蜂状结构的生长进程，由于ＤＧ在沥青中形成了插层结构，以ＤＧ插层结构为中心形成了新的蜂状结构；同时，ＤＧ改性沥青的黏韧性较大，限制了以沥青质为中心的蜂状结构的生长，导致ＤＧ改性沥青的Ｒａ小于７０＃沥青㊂因为ＤＧ改性沥青中插层结构存在少量的重叠，致使ＤＧ改性沥青的最大粗糙深度略大于７０＃沥青㊂３㊀结㊀论本试验利用经预处理石墨烯粉末制备了ＤＧ改性沥青，并研究了ＤＧ对沥青的常规物理性能㊁黏韧性㊁抗拉伸性能㊁微观形貌及组织结构的影响，揭示了ＤＧ改性沥青的力学及抗变形性能提升机理㊂主要研究结论如下：１）加入ＤＧ后沥青的针入度和延度分别降低了４．７％和２２．７％，沥青的软化点提高了１．７％㊂由于ＤＧ能够吸附沥青中的活性轻质组分，导致ＤＧ改性沥青的上部软化点值和下部软化点值存在差异，但是ＤＧ掺量为０．４％的改性沥青软化点差值仍符合测试规范的要求㊂２）ＤＧ改性沥青具有较好的黏韧性和韧性，因被插层后的ＤＧ抑制了沥青轻组分的流动，致使ＤＧ改性沥青具有较高的抗变形能力，在沥青的路用性能上表现为高温稳定性提高㊂ＤＧ的大比表面积增加了沥青的黏结强度，赋予ＤＧ改性沥青更强的黏韧性㊂３）加入ＤＧ提高了沥青的抗变形能力，使得ＤＧ改性沥青能承受较大的峰值应力㊂随着变形持续增加，在达到应力峰值后，ＤＧ改性沥青仍保９５１林业工程学报第８卷持较好的韧性㊂沥青内被插层ＤＧ的滑移增加了ＤＧ改性沥青的断裂延伸率，使ＤＧ改性沥青抗变形能力降低，但ＤＧ改性沥青的抗变形能力仍优于７０＃沥青㊂４）由于ＤＧ的吸附作用和ＤＧ插层结构的抑制作用，沥青内以ＤＧ插层结构为中心形成了新的蜂状结构，导致ＤＧ改性沥青表面产生数量更多而体积较小的蜂状结构㊂因为ＤＧ改性沥青中插层结构存在少量的堆叠，致使ＤＧ改性沥青的最大粗糙深度略大于７０＃沥青㊂参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］ＬＩＲＹ，ＸＩＡＯＦＰ，ＡＭＩＲＫＨＡＮＩＡＮＳ，ｅｔａｌ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｏｆｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｎａｓｐｈａｌｔｍａｔｅｒｉａｌｓ：ａｒｅｖｉｅｗ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１７，１４３：６３３－６４８．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２０１７．０３．１５８．［２］黄伊琳，梁立喆，田植群，等．石墨烯改性沥青的研究及工程应用［Ｊ］．化工新型材料，２０２０，４８（８）：２４４－２４８，２５３．ＤＯＩ：１０．１９８１７／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ１００６－３５３６．２０２０．０８．０５３．ＨＵＡＮＧＹＬ，ＬＩＡＮＧＬＺ，ＴＩＡＮＺＱ，ｅｔａｌ．Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｅｎｇｉ⁃ｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ［Ｊ］．ＮｅｗＣｈｅｍｉｃａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２０，４８（８）：２４４－２４８，２５３．［３］ＨＥＨＱ，ＨＵＪＬ，ＬＩＲ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｎｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｉｌｉｃａｎａｎｏｆｌｕｉｄｓｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｂｉｎｄｅｒ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２１，２７３：１２２０４６．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎ⁃ｂｕｉｌｄｍａｔ．２０２０．１２２０４６．［４］ＹＡＮＧＱＬ，ＱＩＡＮＹ，ＦＡＮＺＰ，ｅｔａｌ．Ｅｘｐｌｏｉｔｉｎｇｔｈｅｓｙｎｅｒｇｅｔｉｃｅｆｆｅｃｔｓｏｆｇｒａｐｈｅｎｅａｎｄｃａｒｂｏｎｎａｎｏｔｕｂｅｓｏｎｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏ⁃ｐｅｒｔｉｅｓｏｆｂｉｔｕｍｅｎｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｃａｒｂｏｎ，２０２１，１７２：４０２－４１３．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃａｒｂｏｎ．２０２０．１０．０２０．［５］ＬＩＸ，ＷＡＮＧＹＭ，ＷＵＹＬ，ｅｔａｌ．Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆａｓｐｈａｌｔｗｉｔｈｇｒａｐｈｅｎｅａｓｍｏｄｉｆｉｅｒ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２１，２７２：１２１９１９．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２０２０．１２１９１９．［６］葛启鑫，徐文远，武鹤．氧化石墨烯⁃ＳＢＳ复合改性沥青的高低温性能［Ｊ］．林业工程学报，２０２２，７（４）：１５８－１６５．ＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０２１１０００５．ＧＥＱＸ，ＸＵＷＹ，ＷＵＨ．Ｓｔｕｄｙｏｎｈｉｇｈ⁃ａｎｄｌｏｗ⁃ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｏｘｉｄｅ／ＳＢＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２２，７（４）：１５８－１６５．［７］ＺＨＡＮＧＬ，ＺＨＡＮＧＦＬ，ＨＵＡＮＧＫ，ｅｔａｌ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｅｒ⁃ｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｎａｎｏｐｌａｔｅｌｅｔｓ⁃ｍｏｄｉｆｉｅｄｅｐｏｘｙａｓｐｈａｌｔ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＣｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄＦａｃｉｌｉｔｉｅｓ，２０２１，３５（６）：０４０２１０８３．ＤＯＩ：１０．１０６１／（ａｓｃｅ）ｃｆ．１９４３－５５０９．０００１６６１．［８］程承，陶桂祥，王琦，等．木质素改性沥青高温性能试验［Ｊ］．林业工程学报，２０１９，４（１）：１４１－１４７．ＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０１９．０１．０２１．ＣＨＥＮＧＣ，ＴＡＯＧＸ，ＷＡＮＧＱ，ｅｔａｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｌｉｇｎｉｎ⁃ｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔａｔｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１９，４（１）：１４１－１４７．［９］ＺＨＡＯＺＧ，ＷＵＳＰ，ＬＩＵＱＴ，ｅｔａｌ．Ｒｅｃｙｃｌｉｎｇｗａｓｔｅｄｉｓｐｏｓａｂｌｅｍｅｄｉｃａｌｍａｓｋｓｉｎｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆａｓｐｈａｌｔａｎｄａｓｐｈａｌｔｍｉｘｔｕｒｅｓ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２２，３３７：１２７６２１．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２０２２．１２７６２１．［１０］ＺＨＡＮＧＥＨ，ＳＨＡＮＬＹ，ＱＩＸＦ，ｅｔａｌ．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｎｇｔｈｅｒｅｌａ⁃ｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆａｓｐｈａｌｔｂｉｎｄｅｒｓｕｓｉｎｇａｔｏｍｉｃｆｏｒｃｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＡＦＭ）［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２２，３４３：１２８００１．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２０２２．１２８００１．［１１］ＺＨＵＪＣ，ＺＨＡＮＧＫ，ＬＩＵＫＦ，ｅｔａｌ．ＡｄｈｅｓｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｏｘｉｄｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｕｎｖｅｉｌｅｄｂｙｓｕｒｆａｃｅｆｒｅｅｅｎｅｒｇｙａｎｄＡＦＭ⁃ｓｃａｎｎｅｄｍｉｃｒｏ⁃ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２０，２４４：１１８４０４．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎ⁃ｂｕｉｌｄｍａｔ．２０２０．１１８４０４．［１２］ＬＩＸ，ＷＡＮＧＹＭ，ＷＵＳＪ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏｔｈｅｒｍａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎａｇｉｎｇｏｆａｓｐｈａｌｔｂｉｎｄｅｒ［Ｊ］．ＣａｓｅＳｔｕｄｉｅｓｉｎＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２２，１６：ｅ００９７１．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｓｃｍ．２０２２．ｅ００９７１．［１３］ＭＯＲＥＮＯ⁃ＮＡＶＡＲＲＯＦ，ＳＯＬ⁃ＳÁＮＣＨＥＺＭ，ＧÁＭＩＺＦ，ｅｔａｌ．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄｔｈｅｒｍａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｂｉｎｄｅｒｓ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１８，１８０：２６５－２７４．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２０１８．０５．２５９．［１４］ＬＩＵＺ，ＧＵＸＹ，ＤＯＮＧＸＹ，ｅｔａｌ．Ｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｇｒａｐｈｅｎｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔ：ａｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｐｐｒｏａｃｈｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｍｏｌｅｃｕｌａｒｄｙｎａｍｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＣａｓｅＳｔｕｄｉｅｓｉｎＣｏｎ⁃ｓｔｒｕｃｔｉｏｎＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２３，１８：ｅ０１７４９．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｓｃｍ．２０２２．ｅ０１７４９．［１５］ＹＡＮＧＬ，ＺＨＯＵＤＨ，ＫＡＮＧＹ．Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｇｒａ⁃ｐｈｅｎｅｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔｂｉｎｄｅｒｓ［Ｊ］．Ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ，２０２０，１０（１１）：２１９７．ＤＯＩ：１０．３３９０／ｎａｎｏ１０１１２１９７．［１６］张海涛，吴广源．不同改性沥青高低温流变性能对比［Ｊ］．林业工程学报，２０２２，７（２）：１７４－１７９．ＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０２１０６００５．ＺＨＡＮＧＨＴ，ＷＵＧＹ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓｏｆｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｍｏｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｏｄｉｆｉｅｄａｓｐｈａｌｔａｔｈｉｇｈａｎｄｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２２，７（２）：１７４－１７９．［１７］ＳＩＮＧＨＤ，ＫＵＩＴＹＡ，ＧＩＲＩＭＡＴＨＳ，ｅｔａｌ．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｃｈｅｍｉｃａｌ，ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ，ａｎｄｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｏｆａｓｐｈａｌｔｂｉｎｄｅｒｍｏｄｉｆｉｅｄｗｉｔｈｇｒａｐｈｅｎｅｏｘｉｄｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓｉｎＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２０，３２（１１）：０４０２０３２３．ＤＯＩ：１０．１０６１／（ａｓｃｅ）ｍｔ．１９４３－５５３３．０００３３８５．［１８］ＸＵＪＱ，ＹＡＮＧＥＨ，ＬＵＯＨＹ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｗａｒｍｍｉｘａｄｄｉ⁃ｔｉｖｅｓｏｎｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｓｔｒｅｓｓａｎｄｄｕｃｔｉｌｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆａｓｐｈａｌｔｂｉｎｄｅｒｓ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２０，２３８：１１７７４６．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２０１９．１１７７４６．［１９］ＤＩＮＧＨＢ，ＲＡＨＭＡＮＡ，ＬＩＱＳ，ｅｔａｌ．Ａｄｖａｎｃｅｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆａｓｐｈａｌｔｍａｓｔｉｃｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｔｏｕｒｍａｌｉｎｅｍｏｄｉｆｉｅｒ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１７，１５０：５２０－５２８．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２０１７．０５．２０３．［２０］ＫＨＡＮＡＮ，ＨＥＳＰＳＡＭ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｒｍａｌ，ｒｈｅｏ⁃ｌｏｇｉｃａｌａｎｄｆａｉｌｕｒｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｆｏｒｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｇｒａｄｉｎｇｏｆａｓｐｈａｌｔｃｅｍｅｎｔｓ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１９，２２０：１９６－２０５．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２０１９．０５．１８７．［２１］ＷＡＮＧＭ，ＬＩＵＬＰ．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｓｃａｌｅａｇｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒｏｆａｓｐｈａｌｔｂｉｎｄｅｒｓｕｓｉｎｇａｔｏｍｉｃｆｏｒｃｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１７，１３５：４１１－４１９．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２０１６．１２．１８０．（责任编辑㊀田亚玲）０６１。

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自混合干涉效应及其在位移测量应用中的进展
333333333333333333333333333333 涂良成 ! 罗 ! 俊 !B!B M (
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十字花科植物花粉发育相关基因的研究关于气候变暖的争议
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33333333333333333333 余心起 ! 吴淦国 ! 张 ! 达 ! 狄永军 ! 臧文拴 ! 张祥信 ! 汪群峰 ’ "’ ’ C ( 静电纺丝法制备组织工程纳+微米纤维支架 333333333333333333333333333333333 !! 333333333333333333333333 何创龙 ! 黄争鸣 ! 张彦中 ! 刘 ! 玲 ! 韩晓建 ! 鲁亚南 ’ "’ ’ ( % 7 )= 干扰技术及其在医学研究中的应用 333333333333333333333 贾 ! 放 ! 刘长梅 ! 张义正 ’ ’’ ! B ’ 十字花科植物授粉过程中花粉表达基因的研究深海底热液微生物成矿与深部生物圈研究进展学术论文由三 *算法构造的一些模糊控制器及其响应能力 333333333333333333 侯 ! 健 ! 尤 ! 飞 ! 李洪兴 !’! ! M 浅海水平纵向相关与海底参数反演 3333333333333333333 李秀林 ! 李整林 ! 李风华 ! 彭朝晖 !’! $ B ’ C S 0 7 )= 基因序列变异和中国野鲮亚科鱼类单系性研究 3333333333 李俊兵 ! 王绪桢 ! 何舜平 ! 陈宜瑜 !’! # C 恒河猴植入位点差异基因筛选及蛋白激酶 + ’ ’ 的克隆 333333333333333 李斐雪 ! 孙晓阳 ! 王雁玲 !’! % $ 组织液定向流动的动力学机理与人体经络现象 3333333333333333333333333333333 !! 333333333333333333333333 !! 333333333333333333333333 丁光宏 ! 沈雪勇 ! 姚 ! 伟 ! 党瑞山 ! 杨 ! 静 ! 陈尔瑜 !’! C ’ 定量分析三维质子波谱成像数据诊断前列腺癌 $ 一种新的模型考虑裂缝变形的低渗透双重介质油藏数值模拟研究化石燃料化学能释放的新认识腔体内三维声场重构与预测的波叠加方法水平多股淹没射流理论及试验研究 333333333333333333333333 全 ! 红 ! 王霄英 ! 包尚联 ! 王慧亮 ! 李飞宇 ! 黄 ! 嵘 !’! ( ’ 333333333333 袁士义 ! 冉启全 ! 胡永乐 ! 韩 ! 东 !’! ( ( 3333333333333333333333333 韩 ! 巍 ! 金红光 ! 林汝谋 !’! B # 3333333333333333 于 ! 飞 ! 陈 ! 剑 ! 李卫兵 ! 陈心昭 !’! M " 333333333333333333333333333333333333 !! 33333333333333333333333333333333 !! 3333333333333333333333 黄 ! 鹂 ! 曹家树 ’ ’’ ! B ( 333333333333333333 李江海 ! 初凤友 ! 冯 ! 军 ’ !’ # ’ C 痛情绪和相关记忆产生的神经机制 3333333333333333333333333333333 张玉秋 ’ !’ # " M

石墨烯新材料在沥青混凝土路面中的应用

石墨烯新材料在沥青混凝土路面中的应用摘要：雪会冻结地面并造成地面堵塞，道路交通事故高发。

利用石墨烯材料导电沥青混凝土的电加热特性融冰雪是安全可靠的。

无需中断交通出行的特点，基于复合材料科学的基本原理，将石墨烯材料与SBS改性材料沥青混凝土混合制备石墨烯材料导电沥青混凝土，并对其导电性和架桥性能进行分析。

关键词：石墨烯材料；新材料；电导率；沥青前言：导电沥青混对电阻的变化非常灵敏。

因此，它可以根据阻力的提高来预测地面的内部结构损坏，有助于工作人员快速发现地面问题并直接对桥面进行维修。

导电沥青混凝土不仅能高效融冰，还能改善低温造成的地面开裂。

因此，应更深入地分析导电沥青混凝土。

1.石墨烯材料导电沥青混凝土的制备理论上，沥青混凝土这种石墨烯材料更容易产生电网，因此沥青混凝土的电阻越小，导电性越好。

但长度越长，越不容易分散，而且很容易结团，造成气孔扩大，桥接性能会大打折扣。

根据以往的研究结果，在沥青混凝土中加入一种长度为9mm的石墨烯材料，不易结团，可以获得阻力最小的试件。

虽然石墨烯材料的导电性非常好，但石墨烯材料的固体层相互作用力很小，固体层容易卷曲，严重降低了沥青混凝土的物理性能，应该适量添加。

由于石墨烯新材料的加入，沥青混凝土的搅拌加工工艺需要改进。

由于与沥青混凝土和搅拌锅的长时间絮凝和摩擦的特性，会引起静电感应。

如果采用原来的混合方式，混合后基本上都形成结团，不仅不能压实，很难达到大幅度降低沥青混凝土阻力的实际效果。

经试验讨论，改变与石油沥青的混合顺序后，改善了很多，但仍有少量结团。

如果根据改进的混合方法仍然存在结团，则只需要人力再用锅铲搅拌两次，使其与沥青混凝土尽可能地混合均匀，以达到更快的实际效果。

从沥青混凝土的整个搅拌过程来看，当混合量在0.2%～0.3%之间时，按照改进的方法，按搅拌锅混合后仍然很容易结团，结团很难人力分离，使形成的试件在桥接性能和导电性方面受到一定的影响。

但加入新的石墨烯材料和矿粉后，特别是当新的石墨烯材料用量为30%时，很难形成试件。

导电沥青混合料导电机理及电热性能研究

第31卷第9期2009年5月武汉理工大学学报JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Vol.31 No.9 M ay.2009DOI:10.3963/j.issn.1671-4431.2009.09.005导电沥青混合料导电机理及电热性能研究叶家军1,吴学伟2,丁庆军2,黄绍龙2,刘新权3(1.湖北省交通厅,武汉430030; 2.武汉理工大学材料学院,武汉430070; 3.湖北省交通规划设计院,武汉430051)摘要: 在常规沥青混合料中掺入导电相材料,可制备出电学性能优良,用于路面融雪除冰的沥青路面材料。

以石墨为导电相材料,以SM A 沥青混合料为基体,配制导电SM A 路面材料,研究石墨掺杂导电SM A 的导电机理及电热性能。

户外融雪试验表明:导电SMA 混合料在一定输入电压下发热,可有效融化路面冰雪,消除冰雪灾害对于交通运输的不利影响。

关键词: SM A 混合料; 石墨; 导电机理; 电热性能中图分类号: U 414.1文献标识码: A 文章编号:1671-4431(2009)09-0016-05Electrically Conductive Mechanism and ElectrothermalPerformance of Conductive Asphalt MixturesYE Jia -j un 1,W U X ue -w ei 2,DING Qing -j un 2,H UAN G Shao -long 2,L I U X in -quan3(1.Hubei Pro vincial Department o f Communications,Whan 430030,China;2.School o f M aterials Science and Eng ineering,Wuhan U niversit y of T echnolog y,W uhan 430070,China;munication Planning and Design Institute of Hubei Province,Wuhan 430051,China)Abstract: Conductive SMA mixture produced by adding conductive paste material to mix tur e is a kind of asphalt pavement mater ial wit h excellent electrical performance,which can be used for snow melting and deicing.Electrically conductive mecha -nism and electrothermal performance of conductiv e SM A mix ture prepared by using graphite as co nduct ive part icle was discussed in this paper.Resear ches show that:because of the combined act ion of conductive pathway ,tunneling effect and field emission,electrically conductive asphalt mixtures has r emarkably percolation phenomenon,temperature sensitive character istic and volt -ampere characteristic of conductive SMA could be ex plained accor ding to this theory.Electr othermal test testifies that:graphite co ntent,input vo ltage and external environment temperature were the main factors influence the heat generation efficiency of co nduct ive specimen.Outdoor snow melting test shows:w hen connected to certain input voltag e,electr ically conductive SM A mix tures w ith suitable g raphite content,can used for snow melting and deicing.Key words: SM A mix tures; graphite; electrically conductive mechanism; electrothermal performance收稿日期:2009-03-02.基金项目:国家高技术发展计划/863计划0(2006AA11Z117).作者简介:叶家军(1958-),男,博士,高级工程师.E -mail:ye.jiajun@冬季路面积雪结冰会导致交通堵塞和行车安全性降低,甚至造成高速公路、机场等封闭,给交通运输带来不便。

石墨烯-SBS改性沥青混合料压缩变形对电阻率的影响

石墨烯-SBS改性沥青混合料压缩变形对电阻率的影响
许珊珊;王硕;王鹏;黄学欣
【期刊名称】《黑龙江科技大学学报》
【年(卷),期】2022(32)3
【摘要】为提升沥青混凝土路面裂缝缺陷的检测性能,分别添加0、0.4%、0.5%、0.6%的石墨烯制备石墨烯-SBS改性沥青,通过改性沥青混合料的单轴压缩实验,分析改性沥青混合料试件压缩过程中电阻率随竖向应变的变化规律,根据电阻率变化状态预估公路的损伤程度。

结果表明,在掺入石墨烯且试件表面及内部无裂缝的情况下,平均电阻率为4.395Ω·m,具有良好的导电性;0.5%石墨烯掺量的改性沥青比未添加石墨烯的软化点提高了19.72%,针入度提高了2.47%,石墨烯改性沥青流动性,愈合前后电阻率变化越相近。

【总页数】4页(P351-354)
【作者】许珊珊;王硕;王鹏;黄学欣
【作者单位】黑龙江科技大学建筑工程学院;黑龙江路升公路科技开发有限公司【正文语种】中文
【中图分类】TQ127.1
【相关文献】
1.氧化石墨烯/聚氨酯复配改性沥青混合料的性能和机理
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