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沥青自修复微胶囊研究进展
被引量：
8
1
作者
何亮
黄胡端
+4 位作者
Wim Van den bergh
Tóth Csaba
高杰
Karol Kowalski
Jan Valentin
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第15期15092-15101,共10页
微胶囊技术在世界上已应用于多个领域,包括医药、食品和化工等,具有广阔的应用前景。将微胶囊引入到沥青材料自修复中,可提高沥青材料的自修复能力并在裂缝产生初期即可自我修复,延长路面使用寿命。与传统的裂缝修补方法相比,微胶囊自...
微胶囊技术在世界上已应用于多个领域,包括医药、食品和化工等,具有广阔的应用前景。将微胶囊引入到沥青材料自修复中,可提高沥青材料的自修复能力并在裂缝产生初期即可自我修复,延长路面使用寿命。与传统的裂缝修补方法相比,微胶囊自修复技术具有节能减排、降低养护成本和防止微裂缝扩展至宏观裂缝等优势。然而,沥青自修复微胶囊技术仍处于初步探索阶段,将微米级微胶囊应用于沥青材料自修复领域还存在着微胶囊强度控制范围不够明确,微胶囊破裂理论尚不成熟,且微胶囊制备工艺参数设计尚不统一等问题。因此,研究者们除研究制备工艺的影响外,还主要从选择合适的制备工艺影响参数和微胶囊的结构与性能方面不断尝试,并取得了丰硕的成果。随着制备工艺的不断成熟和影响参数的不断优化,经原位聚合法制备的微胶囊结构致密、性能优良。目前对掺微胶囊的沥青材料自修复的研究仍存在对沥青材料自修复提升效果的评价方法和评价指标尚不统一等问题。掺微胶囊的沥青材料自修复效果主要通过不同的指标来体现,包括延度、复数模量、拉伸强度、试件的载荷和沥青混合料的疲劳寿命等。其中,还对掺微胶囊的沥青混合料进行了路用性能研究。通过不同的评价指标表明,微胶囊显著提升了沥青材料的自修复效果;掺微胶囊的沥青混合料的水稳定性和高温稳定性略有下降,低温抗裂性下降较大,但仍满足规范要求。为总结沥青自修复微胶囊的研究进展,本文对比分析了多种自修复微胶囊制备方法的优势和特点,解析了影响微胶囊质量的主要因素(芯壁比、反应温度、终点pH值、乳化转速、酸化时间),总结了微胶囊的结构与性能的表征方法,介绍了掺微胶囊沥青材料自修复性能的评价方法与提升效果,阐述了微胶囊对沥青混合料路用性能的影响,探讨了借助分子动力学手段研究掺微胶囊的沥青材料自修复行为理论的可行性并展望了其未来发展前景,以期为微米级微胶囊的应用与发展提供参考。
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关键词
沥青材料
自修复
微米级微胶囊
制备与性能
分子动力学
在线阅读
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职称材料
沥青体系的分子动力学研究进展及展望
被引量：
19
2
作者
何亮
李冠男
+3 位作者
郑雨丰
Alessio Alexiadis
Jan Valentin
Karol J Kowalski
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第19期19083-19093,共11页
随着我国道路工程的飞速发展,沥青混凝土在路面工程中有越来越广泛的应用。近年来,沥青材料的研究已不仅局限于宏观性能试验,还拓展到介观与微观层面对沥青材料进行多尺度研究。分子动力学方法属于微观研究方法的一种,它是通过积分算法...
随着我国道路工程的飞速发展,沥青混凝土在路面工程中有越来越广泛的应用。近年来,沥青材料的研究已不仅局限于宏观性能试验,还拓展到介观与微观层面对沥青材料进行多尺度研究。分子动力学方法属于微观研究方法的一种,它是通过积分算法模拟研究对象在不同条件下的分子运动轨迹与体系能量变化,并分析模拟数据得出结论。该方法已被广泛应用于分子尺度下路面沥青材料设计与微观机理研究,其优势在于从分子运动的角度解释沥青体系的各种现象与性质。因此,许多学者采用宏观试验和分子动力学模拟相结合的多尺度方法研究沥青体系,这将推动沥青材料的进一步发展。本文对沥青体系的分子动力学进行了全面的分析,构建了沥青体系分子动力学模型的一般平衡步骤,提出采用密度、玻璃态转变温度、黏度、溶解度参数等对沥青体系分子动力学模型的有效性进行验证。综合分析了分子动力学方法对沥青纳米聚集、自修复、改性、老化、界面黏附等行为机理的研究进展,提出采用耗散粒子动力学与粗粒化分子动力学对现阶段沥青体系分子动力学的研究尺度进行扩展。研究结果表明,沥青类材料的分子动力学方法还处于早期探索阶段,但其发展潜力极大,利用分子动力学方法研究沥青体系各组分分子的动力学行为,可揭示常规试验无法观察到的分子含时运动规律,预测沥青材料的宏观性能并针对沥青的分子结构提出其路用性能改善措施,从分子尺度上推动沥青路面多尺度试验仿真方法的发展与完善,为沥青材料基因组的开发研究奠定基础。
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关键词
分子动力学
道路沥青
耗散粒子动力学
粗粒化分子动力学
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职称材料
题名
沥青自修复微胶囊研究进展
被引量：
8
1
作者
何亮
黄胡端
Wim Van den bergh
Tóth Csaba
高杰
Karol Kowalski
Jan Valentin
机构
重庆交通
大学
交通土建材料国家地方联合实验室
长安
大学
特殊地区公路
工程
教育部重点实验室
安特卫普
大学
应用
工程
学院
布达佩斯技术与经济
大学
土木工程
学院
华沙理工大学土木工程学院
捷克
理
工
大学
土木工程
学院
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第15期15092-15101,共10页
基金
中国-波兰政府间科技合作项目(37-13)
中国-捷克政府间科技合作项目(8JCH1002)
+4 种基金
国家自然科学基金项目(51611130189,51978547)
安徽省重点实验室开放课题(AGPMKL201806)
重庆市研究生科研创新项目(CYS19238)
特殊地区公路工程教育部重点实验室开放基金(300102218508)
特殊环境道路工程湖南省重点实验室开放基金(kfj170501)。
文摘
微胶囊技术在世界上已应用于多个领域,包括医药、食品和化工等,具有广阔的应用前景。将微胶囊引入到沥青材料自修复中,可提高沥青材料的自修复能力并在裂缝产生初期即可自我修复,延长路面使用寿命。与传统的裂缝修补方法相比,微胶囊自修复技术具有节能减排、降低养护成本和防止微裂缝扩展至宏观裂缝等优势。然而,沥青自修复微胶囊技术仍处于初步探索阶段,将微米级微胶囊应用于沥青材料自修复领域还存在着微胶囊强度控制范围不够明确,微胶囊破裂理论尚不成熟,且微胶囊制备工艺参数设计尚不统一等问题。因此,研究者们除研究制备工艺的影响外,还主要从选择合适的制备工艺影响参数和微胶囊的结构与性能方面不断尝试,并取得了丰硕的成果。随着制备工艺的不断成熟和影响参数的不断优化,经原位聚合法制备的微胶囊结构致密、性能优良。目前对掺微胶囊的沥青材料自修复的研究仍存在对沥青材料自修复提升效果的评价方法和评价指标尚不统一等问题。掺微胶囊的沥青材料自修复效果主要通过不同的指标来体现,包括延度、复数模量、拉伸强度、试件的载荷和沥青混合料的疲劳寿命等。其中,还对掺微胶囊的沥青混合料进行了路用性能研究。通过不同的评价指标表明,微胶囊显著提升了沥青材料的自修复效果;掺微胶囊的沥青混合料的水稳定性和高温稳定性略有下降,低温抗裂性下降较大,但仍满足规范要求。为总结沥青自修复微胶囊的研究进展,本文对比分析了多种自修复微胶囊制备方法的优势和特点,解析了影响微胶囊质量的主要因素(芯壁比、反应温度、终点pH值、乳化转速、酸化时间),总结了微胶囊的结构与性能的表征方法,介绍了掺微胶囊沥青材料自修复性能的评价方法与提升效果,阐述了微胶囊对沥青混合料路用性能的影响,探讨了借助分子动力学手段研究掺微胶囊的沥青材料自修复行为理论的可行性并展望了其未来发展前景,以期为微米级微胶囊的应用与发展提供参考。
关键词
沥青材料
自修复
微米级微胶囊
制备与性能
分子动力学
Keywords
asphalt material
self-healing
micron microcapsule
preparation and properties
molecular dynamics
分类号
U416.2 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
沥青体系的分子动力学研究进展及展望
被引量：
19
2
作者
何亮
李冠男
郑雨丰
Alessio Alexiadis
Jan Valentin
Karol J Kowalski
机构
重庆交通
大学
交通土建材料国家地方联合实验室
哈尔滨
工
业
大学
交通科学与
工程
学院
伯明翰
大学
化学
工程
学院
捷克
理
工
大学
土木工程
学院
华沙理工大学土木工程学院
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第19期19083-19093,共11页
基金
中国-波兰政府间科技合作项目(37-13)
中国-捷克政府间科技合作项目(43-9,8JCH1002)
+4 种基金
国家自然科学基金(51611130189
51978547)
重庆市研究生科研创新项目(CYS19238)
特殊地区公路工程教育部重点实验室开放基金(300102218508)
特殊环境道路工程湖南省重点实验室开放基金(kfj170501)~~
文摘
随着我国道路工程的飞速发展,沥青混凝土在路面工程中有越来越广泛的应用。近年来,沥青材料的研究已不仅局限于宏观性能试验,还拓展到介观与微观层面对沥青材料进行多尺度研究。分子动力学方法属于微观研究方法的一种,它是通过积分算法模拟研究对象在不同条件下的分子运动轨迹与体系能量变化,并分析模拟数据得出结论。该方法已被广泛应用于分子尺度下路面沥青材料设计与微观机理研究,其优势在于从分子运动的角度解释沥青体系的各种现象与性质。因此,许多学者采用宏观试验和分子动力学模拟相结合的多尺度方法研究沥青体系,这将推动沥青材料的进一步发展。本文对沥青体系的分子动力学进行了全面的分析,构建了沥青体系分子动力学模型的一般平衡步骤,提出采用密度、玻璃态转变温度、黏度、溶解度参数等对沥青体系分子动力学模型的有效性进行验证。综合分析了分子动力学方法对沥青纳米聚集、自修复、改性、老化、界面黏附等行为机理的研究进展,提出采用耗散粒子动力学与粗粒化分子动力学对现阶段沥青体系分子动力学的研究尺度进行扩展。研究结果表明,沥青类材料的分子动力学方法还处于早期探索阶段,但其发展潜力极大,利用分子动力学方法研究沥青体系各组分分子的动力学行为,可揭示常规试验无法观察到的分子含时运动规律,预测沥青材料的宏观性能并针对沥青的分子结构提出其路用性能改善措施,从分子尺度上推动沥青路面多尺度试验仿真方法的发展与完善,为沥青材料基因组的开发研究奠定基础。
关键词
分子动力学
道路沥青
耗散粒子动力学
粗粒化分子动力学
Keywords
molecular dynamics
road bitumen
dissipative particle dynamics
coarse-grained molecular dynamics
分类号
U414 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
作者
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被引量
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1
沥青自修复微胶囊研究进展
何亮
黄胡端
Wim Van den bergh
Tóth Csaba
高杰
Karol Kowalski
Jan Valentin
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
8
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下载PDF
职称材料
2
沥青体系的分子动力学研究进展及展望
何亮
李冠男
郑雨丰
Alessio Alexiadis
Jan Valentin
Karol J Kowalski
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
19
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