[南京屋頂花園裝修]新型瀝青混凝土——導(dǎo)電瀝青混凝土

2016-12-21 瀏覽327次

   導(dǎo)讀 

    普通瀝青混凝土的電阻率高，電阻率一般在106～109Ω·cm范圍內(nèi)，屬電的不良導(dǎo)體。對(duì)于交流電來(lái)講，干燥的瀝青混凝土是良好的絕緣體，其電阻率約為1013Ω·cm。然而，還存在一種會(huì)導(dǎo)電的混凝土——導(dǎo)電瀝青混凝土！那什么是導(dǎo)電瀝青混凝土呢？在道路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)運(yùn)用中有什么特殊的功能呢？  
    1、什么是導(dǎo)電混凝土？ 

    導(dǎo)電瀝青混凝土是一種具有符合規(guī)定的電性能和一定的力學(xué)性能的特種新型混凝土，其基本原理是，在普通瀝青混凝土中加入一定量的導(dǎo)電材料，即導(dǎo)電材料部分或全部取代混凝土中的普通骨料，在不影響瀝青混凝土路用性能的同時(shí)，使其具有一定的電學(xué)性能。 
    導(dǎo)電瀝青混凝土主要是依靠導(dǎo)電材料的相互接觸進(jìn)行導(dǎo)電的。目前可以作為導(dǎo)電混凝土導(dǎo)電相的材料有導(dǎo)電粉末、導(dǎo)電纖維、導(dǎo)電集料三類(lèi)，主要有石墨、炭黑、碳纖維、鋼纖維、鋼渣等。導(dǎo)電材料可取代部分骨料摻入或作為單獨(dú)組分直接摻入?，F(xiàn)在研究最多的是碳纖維導(dǎo)電混凝土和石墨導(dǎo)電混凝土。 
    2、導(dǎo)電混凝土的功能 
    導(dǎo)電瀝青混凝土具備熱和電的感知和轉(zhuǎn)換能力，這就使得它具有特殊的功能。對(duì)于道路領(lǐng)域?qū)щ姙r青混凝土具有兩方面的功能：一方面可以利用路用性能變化與其電阻變化之間的關(guān)系，對(duì)瀝青混凝土內(nèi)部的疲勞損傷進(jìn)行判斷，進(jìn)而確定瀝青混凝土路面的養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)；一方面可以利用其電阻性能，在路面兩端施加一個(gè)安全電壓，使導(dǎo)電瀝青混凝土加熱升溫融化道路表面的冰雪。 
    導(dǎo)電瀝青混凝土可以利用瀝青路面受到車(chē)載的作用后輸出的電阻值的變 
    化來(lái)判斷路面的服役狀態(tài)。導(dǎo)電瀝青混凝土在受到荷載后的電阻變化可分為四個(gè)階段（圖3）： 
    ①初壓實(shí)階段A-B，在該階段中，導(dǎo)電瀝青混凝土剛剛受壓發(fā)生形變，導(dǎo)電填料開(kāi)始相互接觸，電阻開(kāi)始下降； 
    ②無(wú)損傷階段B-C，在該階段中，導(dǎo)電瀝青混凝土不斷受壓，導(dǎo)電填料接觸的更加嚴(yán)密，同時(shí)內(nèi)部也產(chǎn)生了許多細(xì)小的微裂紋，導(dǎo)致導(dǎo)電通路的生成和破壞速率相同，電阻變化非常??； 
    ③有損傷階段C-D，在該階段中，導(dǎo)電瀝青混凝土的形變達(dá)到極限，導(dǎo)電填料不再被壓縮，導(dǎo)電通路不再增加，同時(shí)，內(nèi)部的微裂紋逐漸擴(kuò)大，大多數(shù)導(dǎo)電通路不斷被破壞，導(dǎo)致電阻開(kāi)始增加； 
    ④破壞階段D-E，在該階段中，導(dǎo)電瀝青混凝土被破壞，導(dǎo)電通路被徹底破壞，電阻陡然上述。

 

     因此，導(dǎo)電瀝青混凝土可以通過(guò)電阻的變化來(lái)判斷內(nèi)部的損失和疲勞，從而確定瀝青混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)，并及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，延長(zhǎng)使用壽命，確保了瀝青混凝土路面的服役年限。圖4為導(dǎo)電瀝青混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)判斷示意圖。利用導(dǎo)電瀝青混凝土的電阻變化來(lái)確定養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)，在預(yù)測(cè)瀝青混凝土路面疲勞壽命，智能養(yǎng)護(hù)管理方面具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?nbsp;
    （2）應(yīng)用于道路融冰雪 
    冬季的降雪為道路交通安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)了極大的影響。為了保障道路行車(chē)安全，保證經(jīng)濟(jì)通道的暢通，路面及時(shí)有效的除雪方式是研究的熱點(diǎn)之一。 
    目前，主要的融雪化冰的方法是機(jī)械清除法和撒鹽融化法。機(jī)械除雪法是利用機(jī)械設(shè)備除雪，但是除雪不徹底，機(jī)械使用效益低；撒鹽融化法是利用鹽降低水的冰點(diǎn)，從而使冰雪融化，但是鹽的腐蝕性對(duì)瀝青混凝土的損害大，同時(shí)也造成周?chē)h(huán)境和水源的污染。 
    導(dǎo)電瀝青混凝土通過(guò)添加導(dǎo)電材料，降低了瀝青混合料的電阻率，并使瀝青混合料具有了一定的導(dǎo)熱能力。 
    導(dǎo)電瀝青混凝土在不同功率下通電發(fā)熱升溫模擬曲線(xiàn)。對(duì)導(dǎo)電瀝青混合料施加不同的功率，可以在不同的時(shí)間內(nèi)使瀝青混凝土快速的升溫到冰點(diǎn)以上，從而達(dá)到融雪化冰的目的。利用導(dǎo)電瀝青混凝土的電阻加熱可以及時(shí)有效的融雪化冰，在道路安全和暢通方面具有重要意義。 
    結(jié)語(yǔ) 

    導(dǎo)電瀝青混凝土是一種新型的特種功能混凝土，具備熱和電的感知和轉(zhuǎn)換能力，是一種“智能”型材料。導(dǎo)電瀝青混凝土具有材料來(lái)源廣泛，制備簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)等特性。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，今后在道路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)領(lǐng)域?qū)?huì)被廣泛應(yīng)用。（南京屋頂花園裝修）