聚合物改性瀝青超聲強化理論與技術

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本書的主要內容與研究意義10
第2章改性瀝青原理與技術12
2.1瀝青的化學組成和組分12
2.1.1瀝青的化學組成12
2.1.2瀝青的組分13
2.2瀝青的膠體結構與改性原理15
2.2.1瀝青的膠體結構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方法24
2.6分子動力學模擬在瀝青研究中的應用25
第3章超聲波技術理論和應用28
3.1功率超聲技術簡介28
3.2超聲空化效應原理30
3.3超聲空化泡動力學研究現(xiàn)狀32
3.4超聲空化效應的分子動力學模擬研究現(xiàn)狀36
3.5功率超聲技術在石油化工領域的應用現(xiàn)狀40
第4章聚合物改性瀝青超聲空化泡動力學44
4.1超聲條件下的聚合物改性瀝青參數(shù)確定與計算44
4.1.1量熱法確定超聲波實際功率44
4.1.2分子模擬法計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的超聲空化泡動力學模型53
4.2.1典型的空化泡動力學模型53
4.2.2考慮瀝青煙氣飽和蒸氣壓的空化泡動力學模型54
4.2.3多泡耦合作用下聚合物改性瀝青的空化泡動力學模型55
4.2.4超聲空化泡動力學模型的求解56
4.2.5空化泡壓縮或潰滅時釋放的能量57
4.3不同條件對聚合物改性瀝青空化效應的影響規(guī)律58
4.3.1聲強對聚合物改性瀝青空化泡動力學規(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力學規(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計算流體動力學模擬基礎67
5.1.1計算流體動力學概述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置69
5.2.3改性瀝青中超聲空化泡運動過程中的形態(tài)變化72
5.2.4改性瀝青中超聲空化泡運動過程中的壓強變化74
5.2.5改性瀝青中超聲空化泡運動過程中的速度變化76
5.2.6空化效應的能量對改性瀝青的影響76
第6章超聲輔助制備SBS改性瀝青實驗與性能78
6.1實驗材料78
6.2實驗裝置與制備工藝78
6.2.1超聲輔助制備SBS改性瀝青實驗裝置78
6.2.2制備工藝79
6.3性能測試與表征79
6.3.1瀝青四組分實驗79
6.3.2瀝青常規(guī)性能測試80
6.3.3瀝青老化實驗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離析實驗84
6.4性能研究85
6.4.1超聲對基質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高溫存儲穩(wěn)定性分析104
第7章超聲輔助制備膠粉改性瀝青實驗及其性能研究106
7.1超聲輔助制備膠粉改性瀝青106
7.1.1實驗裝置106
7.1.2實驗原材料106
7.1.3實驗方法106
7.2膠粉改性瀝青測試與表征方法108
7.2.1旋轉薄膜烘箱老化試驗方法108
7.2.2針入度試驗108
7.2.3軟化點試驗109
7.2.4延度試驗109
7.2.5布氏黏度試驗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109
7.2.8瀝青自愈合試驗110
7.2.9集料與瀝青黏附性及水分敏感性試驗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控參數(shù)的確定118
7.6超聲對膠粉改性瀝青微觀結構的影響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力學模擬136
8.1分子動力學模擬原理136
8.1.1分子動力學模擬軟件136
8.1.2分子動力學計算原理136
8.2膠粉改性瀝青模型的構建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分子動力學模擬的參數(shù)設定145
8.3.1系綜的選擇145
8.3.2力場和計算方法的確定145
8.3.3模擬的步驟146
8.4膠粉改性瀝青模型準確性驗證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178