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RTG电子游戏博士研究生答辩安排信息表(MOUSTAFA ABDELSALAM SAAD SAYED AHMED ISMAIL)

日期:2021-08-31 点击数: 来源:

学号

4118999256

姓名

MOUSTAFA ABDELSALAM SAAD SAYED AHMED ISMAIL

导师

马建勋 教授

手机号码


邮箱


研究方向

新材料

论文题目

硅藻土-木质素纤维改性沥青复合材料在环境温度和水效应下的路面性能及全生命周期评价

中文摘要

  目前,沥青路面被认为是道路施工的主要铺面类型,因为它们具有诸如柔韧性,快速施工速度,低噪音,可回收性,防滑性,高稳定性和耐久性以及易于维护的优点。 但是,随着交通密度的提高和气候的急剧变化,沥青路面受到损害,例如高温下的永久变形,低温下的开裂和冻融破坏。因此,科学家和研究人员倾向于开发一些添加剂来增强沥青路面的性能。因此,添加剂的用途可以提高沥青路面质量,提高水保留,防止裂缝,提高强度,提高生产稳定性和施工适宜性,但单一添加剂不能提高沥青混合物的总体性能。 因此,施加一种改性沥青混合物的新方法,该方法被命名为化合物改性,在本研究中提出,这可以同时增强沥青混合的总体性能。 硅藻土粉具有良好的高温性能和水稳定性,而木质素纤维具有良好的低温性能。 复合硅藻土和木质素纤维用作添加剂,以提高沥青混合物的总水稳定性,低温和高温稳定性。目前通过在改性沥青混合料中使用添加剂而改善了某些性能,但是关于改性沥青混合料对环境的影响仍有许多不确定性。 因此,本研究采用生命周期评估(LCA)方法对改性沥青混合料进行了评价。

  本文主要研究内容及成果如下:

  1- 本研究制备了四种类型的沥青混合料,包括对照沥青混合料(CAM),硅藻土改性沥青混合料(DMAM),木质素纤维改性沥青混合料(LFMAM)和硅藻土-木质素纤维复合改性沥青混合料(DLFMAM)。采用马歇尔试验、车轮载荷跟踪测试、低温弯曲测试、浸水马歇尔测试和冻融劈裂测试评估沥青混合料的性能.

  2- 利用LCA框架对所选混合物进行了环境影响评估,该框架基本上与ISO 14040/14044指南相符。除与每种沥青混合料替代品的生命周期相关的污染物排放外,还利用了所有资源,包括原料生产、沥青混合料生产、运输和抗滑表层构造。每个沥青混合料的生命周期清单数据均包含描述原材料和能源使用,向土壤、水和空气排放的参数。数据来自实验室测试和Ecoinvent(V 3.6,2019)数据库。利用材料和能量的质量平衡来确定与每个替代品的材料和能量的生产或消耗有关的所有值。使用功能单元(FU),该功能单元由典型的中国公路路段的磨损表层标识,长度为1 km,宽度为1 m。这些数据在SimaPro软件V9.1中执行,以便评估所有替代方案的环境影响和负担。在清单分析阶段评估的所有与环境相关的数据,均根据其对十类环境影响的贡献,在生命周期影响评估过程中进行评估。使用Ecotax和面板加权方法,将环境表征度量的结果加权并聚集成整体环境得分,以允许对测试的沥青混合物进行比较。

  3- 本研究旨在通过在沥青混合料中添加硅藻土和木质素纤维来提高沥青路面的高温稳定性、抗裂性和水稳定性。此外,本研究通过应用生命周期评估(LCA)方法来分析和评估采用硅藻土和木质素纤维改性的沥青混合料的环境影响。

  4- 结果表明,与其他三种类型的混合料相比,将木质素纤维与硅藻土(DLFMAM)的结合用于增强型沥青混合料可提高沥青路面的性能。硅藻土比木质素纤维对沥青混合料的抗车辙性和耐水损害性具有更重要的影响。另一方面,硅藻土对抗裂性能的影响最小。同时,木质素纤维在沥青混合料的抗裂性方面显示出显著的改善。环境结果表明,用硅藻土(DMAM)改性的沥青混合料在所有对环境的影响中的改进明显超过其他类型的沥青混合料。但是,木质素纤维改性沥青混合料(LFMAM)在所有对环境影响中具有最大的负面影响,其次是硅藻土-木质素纤维复合改性沥青混合料(DLFMAM)。与对照沥青混合料相比,除HTP外,LFMAM和DLFMAM在所有类别中均具有最小的负面影响。

  5- 与使用单一硅藻土或木质素纤维添加剂的沥青路面相比,使用DLFMAM复合沥青混合料建造的路面具有更好的使用寿命和行驶质量,因为它具有最佳的抗车辙性能、低温抗裂性、以及抗水损害性能。同时,DMAM,LFMAM和DLFMAM不会对环境造成不合理的风险,将其用作基础沥青混合物的替代品也不会引起环境状况的显著恶化。最后,将来应构建DLFMAM的试用版,以确定其在不同地区的适用性。

在本研究中,选择硅藻土粉和木质素纤维作为添加剂,以提高环境温度和水效应下的路面性能。 通过实验评估将硅藻土粉和木质素纤维添加到沥青混合物中的复合效果。 关于原材料提取,沥青混合制造,运输和磨损表面施工过程的生命周期评估研究,从而对使用改性沥青混合物进行了重大贡献,用于道路表面施工环境评估。 这项贡献将有利于可持续道路建设的规划和管理。

答辩时间

2021年 9月 1日 上午□ 下午√ 15:00开始

答辩地点

西安交通大学兴庆校区东一楼东308

答辩秘书

罗冬

手机号码


工作单位

西安交通大学

答辩评委

评委人数

姓名

职称/是否博导

工作单位


1

刘伯权

教授 是

长安大学(答辩主席)

2

郑元锁

教授 是

西安交通大学

3

姚继涛

教授 是

西安建筑科技大学

4

孙清

教授 是

西安交通大学

5

杨政

教授 是

西安交通大学

6

/



7

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