關鍵字搜索
請選擇:
關鍵字:
   當前位置: 首頁 >> 最新公告 >> 正文
  • 最新公告

2019年度陜西省科學技術獎項目提名公示

作者:科技質量安全部 來源:科技質量安全部 時間:2019/6/20  

  根據省科技廳《關于2019年度科學技術獎勵推薦工作的通知》要求,現將我校2019年擬申報陜西省科學技術獎項目相關信息公示如下:

項目名稱納米改性瀝青及瀝青混合料技術與應用研究
項目簡介
  傳統的瀝青材料很難同時滿足同時抵抗車轍和開裂的要求,尤其是對于夏熱冬寒地區更為突出。近年來,納米技術正在逐漸滲透到交通材料領域,納米材料改性瀝青即是其中一個重要的研究方向。它是將納米材料通過各種手段引入到瀝青材料中,以納米效應改善瀝青的各項性能,如高溫穩定性、抗疲勞性、摩擦性能(防滑性能)、抗老化性、水穩定性等。例如,SBS改性瀝青具有較好的高、低溫穩定性,是夏熱冬寒地區常用的瀝青品種,用其修筑的高速公路路用性能要比普通瀝青優越的多。但是SBS在基質瀝青中的分散狀態不夠均勻且分散粒徑偏大,從而導致SBS改性瀝青在行車荷載等因素作用一段時間后會出現不同程度的損壞,影響路面的使用周期。SBR改性瀝青雖可改善瀝青混合料的低溫性能,但對基質瀝青的高溫改善性能卻不盡人意。目前市場上還有很多其他的聚合物改性劑,對基質瀝青的機械物理性能都有不同程度的影響,但基本都難以同時滿足高溫、低溫性能都優良的要求。納米材料由于粒徑處于納米級別,使其具有非常大的比表面積和特殊的表面特性,從而具有一系列的特殊功能,其應用前景非常廣泛。目前,大部分納米粒子已逐漸實現大規模化工業生產,價格低廉,為其作為瀝青改性劑的新型材料提供了充足的條件。然而,目前對納米材料表面修飾并用于改性瀝青的研究還比較少,同時對基質瀝青性能的提高幅度是否顯著、與單純加高分子聚合物改性瀝青的微觀改性機理有何差別、是否在滿足各性能要求的基礎上減少聚合物的用量等方面,國內還沒有全面系統性的研究。開展納米改性瀝青及瀝青混合料技術與應用研究,最終優選出一種性能優良的納米改性瀝青,以同時減少夏熱冬寒地區瀝青路面的車轍和開裂病害的發生。在改性瀝青與納米材料應用越來越多的今天,針對夏熱冬寒地區對改性瀝青本身性能要求的提高,將具有較高的使用價值和理論意義。本項目致力于研究能夠同時改善改性瀝青高溫和低溫性能的納米材料以及表面活性劑,系統地對納米改性瀝青的性能進行分析比較。首先篩選出適合夏熱冬寒地區的納米材料,對每一種納米材料進行表面改性,優選出改性瀝青性能較好的納米材料。通過室內試驗研究納米改性瀝青及瀝青混合料的性能,從微觀和分子動力模擬兩方面揭示改性的機理,并建立其粘彈性模型,研究其施工技術,最后形成抗車轍又抗裂的納米瀝青路面成套技術。本項目研究成果能夠改善瀝青路面路用性能,延長瀝青路面使用壽命,進而適應我國交通發展需求并顯著降低道路全壽命成本。本項目取得以下創新性成果:(1)開發出的納米ZnO+納米TiO2+SBS、納米CaCO3+SBR兩種復合納米改性瀝青同時具有良好的高、低溫性能,可以用于夏熱冬寒地區瀝青路面的修筑。(2)對于納米ZnO+納米TiO2+SBS、納米CaCO3+SBR兩種復合納米改性瀝青混合料,建立了粘彈性模型。(3)采用分子動力學模擬方法,結合熱力學相容性理論,研究了納米改性瀝青的改性機理。(4)提出納米改性瀝青的針入度、軟化點、延度等評價指標,且提出納米改性瀝青混合料馬歇爾穩定度、動穩定度、最大彎拉應變等評價指標,并建立了評價標準。本項目研究過程中,推動了行業的進步,累計發表發明專利1項,學術論文8篇(其中SCI檢索3篇),獲批實用新型專利3項,培養博士1名,碩士2名以及其他高級人才若干名。研究成果形成了既抗車轍又抗裂的納米改性瀝青路面成套技術,并且編制了施工指南。該技術的推廣使用,可以有效改善瀝青路面的高溫和低溫性能,減少車轍和開裂等病害,具有良好的社會經濟效益和推廣應用前景。 
提名意見
  該項目分別建立了瀝青平均分子模型、聚合物分子模型及納米簇團結構,揭示了聚合物(SBS、SBR)、納米材料(ZnO+TiO2、CaCO3)與瀝青的相容性機理;優化了納米改性瀝青的表面活化和制備技術,提出了納米復合改性瀝青配比的篩選方法;推薦出的納米復合改性瀝青混合料的低溫抗裂、水穩定性等路用性能有較大的提高,發表了多篇高水平論文以及1項發明專利。綜上所述,研究成果具有創新性、實用性,有一定的推廣應用前景和社會經濟效益,總體達到了國內領先水平。 
客觀評價
  (1)已有的中外文文獻涉及了納米ZnO、納米TO2、納米SO2、納米SiO2和納米CaCO3對改性瀝青的改性機理、路用性能等方面的研究,查新課題研究了ZnO+TO2+SBS、CaCO3+SBR兩種納米復合改性瀝青的高溫、低溫性能,路用性能,分析了應力水平對其粘彈性能的影響,并建立相應的粘彈性模型,研究了聚合物(SBS、SBR)、納米材料(ZnO+TiO2、CaCO3)與瀝青的相容性。在科技查新的檢索式和檢索范圍內,未見到與本課題查新點完全相同的中外文文獻報道。(科技查新報告)(2)目前納米改性瀝青,多能提高高溫性能,低溫性能提高得很有限,而本項目優選出的納米ZnO+納米TiO2+SBS、納米CaCO3+SBR兩種復合納米改性瀝青同時具有良好的高、低溫性能,可以用于夏熱冬寒地區瀝青路面的修筑。(科學技術成果驗收證書)(3)納米瀝青混合料是一種粘彈性材料,但目前粘彈性模型尚是空白,本項目對于納米ZnO+納米TiO2+SBS、納米CaCO3+SBR兩種復合納米改性瀝青混合料進行了應力松弛試驗,分析了應力水平的影響,建立了粘彈性模型。(科學技術成果驗收證書)(4)在瀝青改性機理的分子模擬方面,目前對瀝青分子模型的研究雖然不少,但模型較為不統一;對聚合物SBS改性瀝青基于分子模擬的改性劑機理研究非常少,尚未有對納米改性瀝青改性機理的研究,且納米改性瀝青改性機理研究領域仍空白。本項目根據瀝青組成組分、聚合物分子結構、納米材料分子結構分別建立瀝青平均分子模型、聚合物分子模型及納米簇團結構,并采用分子動力學模擬方法,結合熱力學相容性理論研究聚合物(SBS、SBR)、納米材料(ZnO+TiO2、CaCO3)與瀝青的相容性。(科學技術成果驗收證書)(5)目前缺乏納米改性瀝青的性能評價標準,本項目對于納米ZnO+納米TiO2+SBS、納米CaCO3+SBR兩種復合納米改性瀝青和瀝青混合料,提出了評價指標及評價標準。(科學技術成果驗收證書)(6)本項目選擇或開發出適應于既抗車轍又抗裂的瀝青路面性能要求的納米改性瀝青,并形成該地區納米改性瀝青路面成套技術。該技術的推廣使用,可以有效改善瀝青路面的高溫和低溫性能,減少車轍和開裂等病害。車轍和開裂是我國瀝青路面的兩大主要病害,這兩大病害的同時消除有助于在很大程度上提高瀝青路面的使用壽命,既能減少瀝青路面養護和改建成本,還能節省寶貴的資源和減少對于環境的污染,有利于社會的可持續發展。在改性瀝青與納米材料應用越來越多的今天,針對夏熱冬寒地區對改性瀝青本身性能要求的提高,將產生巨大的經濟效益。(科學技術成果驗收證書)
應用情況
序號應用單位名稱應用起始時間應用截止時間應用單位聯系人聯系電話
1延志吳高速公路建設管理處2013年7月長期趙寶俊18991180036
2中交第四公路工程局有限公司咸旬高速公路LM1標段項目經理部2014年9月長期成進科18628485800
3黃延高速公路建設管理處2015年7月長期葛守飛13572511686
主要完成人情況
排序姓名行政職務技術職稱工作單位完成單位對本項目主要學術和技術創造性貢獻
1常海洲延志吳管理處處長高工陜西省交通建設集團陜西省交通建設集團(1)指導課題總體研究,負責項目總體規劃及實施;(2)協調試驗路工程的落實,指導試驗路工程的實施,使課題成果得以有效推廣;(3)指導施工現場試驗檢測工作。
2張洪亮教授長安大學長安大學(1)為本項目的技術負責人,主要負責技術方案的制定與理論研究(2)撰寫研究報告。
3呂文江經理正高工陜西省交通建設集團陜西省交通建設集團(1)指導課題總體研究,總體組織與協調(2)參與確定研究方案與技術線路,并對研究報告進行指導,協調試驗路工程的落實。
4葛守飛副處長高工陜西省交通建設集團陜西省交通建設集團(1)指導課題總體研究,總體組織與協調,參與確定研究方案與技術線路,并對研究報告進行指導;(2)協調試驗路工程的落實,使課題成果得以有效推廣。
5周  睿分公司黨委書記高級經濟師陜西省交通建設集團陜西省交通建設集團(1)在項目的推進過程中,重點對經濟可行性進行了論證,并對項目完工試運行的經濟效益進行了分析。(2)對項目立項、順利實施及后期推廣起到了重要作用。
6張增平教授長安大學長安大學(1)深入研究了適用于瀝青基體的納米粒子的表面活化和處理技術。(2)對納米有機化層狀硅酸鹽改性瀝青進行了詳細研究。
7趙寶俊副處長高工陜西省交通建設集團陜西省交通建設集團(1)指導課題總體研究,負責項目總體規劃及實施;(2)協調試驗路工程的落實,指導試驗路工程的實施,使課題成果得以有效推廣;(3)指導施工現場試驗檢測工作。
完成人合作關系說明:
項目完成人常海洲、張洪亮、呂文江、葛守飛、周睿、張增平、趙寶俊是納米改性瀝青及瀝青混合料技術與應用研究團隊的核心成員,已進行了長期合作。完成人常海洲是本項目的負責人,是多篇合著論文的主要作者,和張洪亮共同發表了論文《納米CaCO3/SBS復合改性瀝青性能與機理的研究》,發明專利《一種用于冷再生混合料在擊實前后級配的調整方法》。兩人對比評價納米CaCO3/SBS復合改性瀝青的常規技術性能, 確定納米CaCO3的最佳含量, 同時通過粘度和共混機理對納米CaCO3/SBS改性瀝青的微觀結構與改性機理進行研究與探討,得出結論總體上納米CaCO3/SBS改性瀝青的一些性能, 如溫度敏感性、低溫等與納米CaCO3的劑量呈正相關關系。完成人張洪亮是本項目的技術骨干,負責或參與了本項目若干課題的研究,是多篇合著論文的主要作者,是多項專利的主要發明人。與團隊成員合作完成了該項目的技術經濟指標。完成人呂文江是本項目的技術骨干,參與了本項目若干課題的研究,指導課題總體研究,總體組織與協調,參與確定研究方案與技術線路,并對研究報告進行指導,協調試驗路工程的落實。完成人葛守飛是本項目的技術骨干,參與了本項目若干課題的研究,和張洪亮共同發表了論文《納米改性瀝青綜述》,兩人對納米改性劑在瀝青改性、路面性能方面的研究進行了總結, 研究納米粒子與瀝青研究現狀和改性機理, 有效的改善納米材料改性瀝青的各項性能。完成人周睿是本項目的經濟技術骨干,參與了本項目若干課題的研究,在項目的推進過程中,重點對經濟可行性進行了論證,并對項目完工試運行的經濟效益進行了分析。對項目立項、順利實施及后期推廣起到了重要作用。完成人張增平是本項目的材料技術骨干,參與了本項目若干課題的研究,深入研究了適用于瀝青基體的納米粒子的表面活化和處理技術以及對納米有機化層狀硅酸鹽改性瀝青進行了詳細研究。完成人趙寶俊是本項目的技術骨干,參與了本項目若干課題的研究,和張洪亮共同發表了論文《Effects of ZnO particle size on properties of asphalt and asphalt mixture》和《納米CaCO3/SBR 復合改性瀝青性能與機理研究》。兩人利用納米/聚合物復合改性劑, 研究能同時提高瀝青高、低溫性能的復合改性方案。
排序主要完成單位及對本項目的貢獻
1陜西省交通建設集團公司:(1)負責項目的立題論證和申請立項,制定項目總體研究方案,組織中間過程討論以解決關鍵技術問題,協調項目研究。(2)組織完成項目的調研,配合完成試驗路段的鋪筑,并對項目成果進行評價。(3)牽頭編制項目研究報告,負責研究報告內審和修改完善,并最終完成項目鑒定。(4)負責和設計單位與施工單位進行溝通,將本項目提出的納米改性瀝青及瀝青混合料用于工程實際,以改善現有納米瀝青材料無法同時兼顧高溫性能和低溫性能的不足。
2長安大學:(1)主要完成項目理論研究和室外試驗的設計工作,配合開展試驗路鋪筑及性能評價工作。(2)通過三大指標試驗(針入度、軟化點、延度)、瀝青薄膜老化試驗、動態剪切流變性能試驗以及微觀性能試驗,研究了ZnO+TiO2+SBS、CaCO3+SBR兩種納米復合改性瀝青的高溫、低溫性能。(3)通過水穩定性試驗、車轍試驗、小梁彎曲試驗、間接拉伸試驗、耐久性試驗以及應力松弛試驗,研究了ZnO+TiO2+SBS、CaCO3+SBR兩種納米復合改性瀝青混合料的路用性能,分析了應力水平對其粘彈性能的影響,建立相應的粘彈性模型。(4)根據瀝青組成組分、聚合物分子結構、納米材料分子結構分別建立瀝青平均分子模型、聚合物分子模型及納米簇團結構,并采用分子動力學模擬方法,結合熱力學相容性理論研究聚合物(SBS、SBR)、納米材料(ZnO+TiO2、CaCO3)與瀝青的相容性。(5)提出納米改性瀝青的針入度、軟化點、延度等評價指標,對于各指標提出技術要求,建立評價標準;提出納米改性瀝青混合料馬歇爾穩定度、動穩定度、最大彎拉應變等評價指標,對于各指標提出技術要求,建立評價標準。    
完成單位合作關系說明:
  本項目自2012年7月起,至2016年11月止,由陜西省交通建設集團公司和長安大學共同承擔。其中,陜西省交通建設集團公司為本項目的主持單位,負責課題的立項、組織工作,配套工程的落實工作,施工現場實驗檢測以及課題最終鑒定;長安大學負責制定課題研究大綱,理論研究工作,資料的搜集、整理和調研,以及室內常規試驗研究。項目完成后,由長安大學按照合同要求提供一套真實、完整、詳細的技術資料,陜西省交通建設集團公司審查后,由陜西省交通運輸廳組織驗收。
主要論文專著目錄:
  論文:1. Effects of ZnO particle size on properties of asphalt and asphalt mixture. Hongliang Zhang, Yang Gao , Guihong Guo , Baojun Zhao , Jinyang Yu2. High and low temperature properties of nanoparticles/polymer modified asphalt. Zhang H, Su M, Zhao S, et al.3. Effect of TiO2 Nanoparticles on Physical and Mechanical Properties of Cement at Low Temperatures. Wang L, Zhang H, Gao Y4.納米CaCO3/SBR 復合改性瀝青及混合料的高溫性能.孫培, 韓森, 張洪亮5.納米CaCO3/SBR 復合改性瀝青性能與機理研究.趙寶俊, 趙士峰, 張洪亮6.納米CaCO3/SBS 復合改性瀝青性能與機理的研究.常海洲, 張洪亮專利:1.《一種用于冷再生混合料在擊實前后級配的調整方法》. ZL 2014 1 0827171.1. 張洪亮;郭桂宏;高輝;劉繼法;郭保和;常海洲2.《一種納米材料活化裝置》. ZL 2014 2 0820749.6. 張洪亮;賈偉;韓飛飛3.《一種便攜式瀝青混合料水穩定性測試車》. ZL 2014 2 0648199.4. 張洪亮;朱月風;許曄4.《一種用于稱量傾倒瀝青的感溫容器》. ZL 2015 2 0083873.3. 張洪亮,韓飛飛,賈偉,姚曉光,王志祥


  •  
  •  
云南11选5开奖视频