1. 研究目的与意义
高速公路是国家基础建设的重要组成部分,也是一个国家经济实力的重要体现。目前我国高速公路路网主线已基本完善,截止至2020年末建设里程突破16万公里。沥青路面由于其行车平稳性好、施工期短、易养护修补等特点,逐步取代水泥路面,成为高速公路主要采用的路面结构形式。但沥青路面在使用过程中会产生车辙、裂缝和坑槽等病害,而这些空隙会使水渗入路面结构内部,水会置换沥青膜,使其剥落。因此,做好相应的防治措施,可以有效减少沥青路面早期水损坏的出现,延长道路的使用寿命。
目前常用方法主要是用消石灰、水泥等取代部分矿粉或在沥青中添加抗剥离剂。沥青抗剥离剂的使用始于二十世纪四十年代,我国起步较晚,在上个世纪九十年代才开始进行研究。其发展历程主要是从无机类到有机类,从低分子化合物到高分子化合物。现在大量使用的抗剥离剂主要为高分子类,其代表为胺类和非胺类抗剥离剂。胺类和非胺类抗剥落剂中含有 N、S、P 及其他能形成碱性基团的物质,碱性基团可与集料表面的酸性基团发生反应而产生化学吸附。
咪唑类离子液体具有较好的溶解能力、对环境友好等特点,已被应用于诸多领域。而阳离子表面活性剂作为抗剥离剂及沥青乳化剂已经在市场上有所应用。本课题旨在采用条件温和、步骤简便的反应合成一些新型的咪唑阳离子化合物,发掘咪唑阳离子化合物在沥青抗剥离剂研究方面的潜能。
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2. 研究内容和预期目标
1、在查阅文献的基础上,按照课题研究方向合成不同的新型咪唑阳离子化合物,并将合成的咪唑阳离子化合物应用到沥青的抗剥离性能研究中。通过沥青抗剥落性能测试,评估合成的新型咪唑阳离子化合物的抗剥落性能,得出相应结论。在实验过程中进行能力培养和提升,预期发现1~2种有效且性质稳定的沥青抗剥离剂,2、对所合成的产物结构进行表征(核磁、红外等)。
3. 研究的方法与步骤
合成步骤见附件
将合成所得的C1~C4、S1~S3七种新型咪唑阳离子化合物以不同的比例滴入沥青混合均匀,用水煮法来判定沥青与集料之间的剥离程度,以此为依据来比较判断该化合物的抗剥离性能。
4. 参考文献
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[10] 彭丹丹,陈华鑫,张晨旭,李毅,秦钜泽. 沥青抗剥落剂的研究进展[J].材料导报,2014,28(S1):325-327 338.
5. 计划与进度安排
1. 2024年2月20日-2024年3月5日(第1-2周):接受毕业论文任务书,查阅参考文献,完成开题报告。制定实验方案,做好实验所需仪器设备和化学试剂等各项准备工作。2. 2024年3月6日-4月23日(第3-9周):正式进入实验室进行实验,合成不同阳离子咪唑化合物并进行表征。
3. 2024年4月24日-5月21日(第10 -13周)沥青抗剥离性能测试,整理归纳实验数据,进行结果分析与讨论,完成毕业论文初稿。
4. 2024年5月22日-6月2日(第14-15周):根据指导教师审阅意见,修改并正式完成论文,按规范要求完成装订。提交指导教师和评阅教师评审,参加毕业论文答辩。
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