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| 編輯推薦： |
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技术创新：引入超声强化制备聚合物改性沥青，突破传统工艺瓶颈。系统全面：涵盖改性原理、工艺、性能评价等多方面，知识体系完整。实用价值高：紧密结合工程需求，为提高路面质量提供解决方案。科研助力：依托多项资助，科研价值大，是专业人士得力助手。
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| 內容簡介： |
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聚合物改性沥青作为重要的工程材料，在工业、交通和基础建设等领域有着广泛的应用，材料配方、制备工艺、工程性能和改性机理一直是相关领域研究的重点。本书从工艺的角度出发，利用超声技术辅助制备聚合物改性沥青，系统论述了改性沥青原理与技术、超声技术理论和应用、聚合物改性沥青超声空化泡动力学、聚合物改性沥青超声空化泡数值模拟、超声辅助制备SBS改性沥青实验与性能、超声辅助制备胶粉改性沥青实验与性能以及超声作用下胶粉改性沥青材料特性的分子动力学模拟。从沥青的组分、胶体结构，到沥青超声空化效应和空化发生机理，再到超声技术辅助下两种常用聚合物改性沥青的制备、性能和机理，内容丰富、图文并茂，反映了聚合物改性沥青领域超声强化的新理论与新技术，具备一定的系统性、科学性、先进性与实用性。本书可供从事道路工程、建筑防水领域的工程技术人员、科研人员和管理人员阅读，也可供高等学校相关专业教师和研究生参考。
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| 關於作者： |
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于瑞恩，中北大学副教授，从2010年起主要从事聚合物改性沥青方面的研究工作，在攻读硕士和博士学位期间作为核心成员参与改性沥青研究方向的国家自然科学基金项目3项（项目编号：51002118、51172180、51372200）。2016年工作后主要从事超声加工理论与技术方面的研究工作，2019年山西省交通科技研发有限公司博士后进站，2022年中西部高等学校青年骨干教师武汉大学访问学者。主持国家自然科学基金、中国博士后科学基金、国家重点实验室开放基金、山西省科技成果转化引导专项、山西省基础研究计划项目、山西省高等学校科技创新项目等各类10余项，发表学术论文40余篇，授权国家发明专利4项，获得2016年度陕西省科学技术奖一等奖。
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| 目錄：
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第1章绪论1
1.1沥青概述1
1.2改性沥青的分类和特点2
1.2.1聚合物改性沥青的分类2
1.2.2聚合物改性沥青存在的问题4
1.3改性沥青研究现状及发展趋势4
1.3.1改性沥青研究现状4
1.3.2改性沥青研究存在的问题及发展趋势9
1.4本书的主要内容与研究意义10
第2章改性沥青原理与技术12
2.1沥青的化学组成和组分12
2.1.1沥青的化学组成12
2.1.2沥青的组分13
2.2沥青的胶体结构与改性原理15
2.2.1沥青的胶体结构15
2.2.2聚合物改性沥青原理17
2.3改性沥青的制备方法19
2.4聚合物改性沥青的相容性和相分离22
2.5沥青和改性沥青的性能及评价方法24
2.6分子动力学模拟在沥青研究中的应用25
第3章超声波技术理论和应用28
3.1功率超声技术简介28
3.2超声空化效应原理30
3.3超声空化泡动力学研究现状32
3.4超声空化效应的分子动力学模拟研究现状36
3.5功率超声技术在石油化工领域的应用现状40
第4章聚合物改性沥青超声空化泡动力学44
4.1超声条件下的聚合物改性沥青参数确定与计算44
4.1.1量热法确定超声波实际功率44
4.1.2分子模拟法计算聚合物改性沥青声速与密度45
4.1.3沥青烟气饱和蒸气压的计算49
4.1.4其他参数的确定52
4.2聚合物改性沥青介质的超声空化泡动力学模型53
4.2.1典型的空化泡动力学模型53
4.2.2考虑沥青烟气饱和蒸气压的空化泡动力学模型54
4.2.3多泡耦合作用下聚合物改性沥青的空化泡动力学模型55
4.2.4超声空化泡动力学模型的求解56
4.2.5空化泡压缩或溃灭时释放的能量57
4.3不同条件对聚合物改性沥青空化效应的影响规律58
4.3.1声强对聚合物改性沥青空化泡动力学规律的影响58
4.3.2多泡耦合对聚合物改性沥青空化泡动力学规律的影响60
4.3.3多泡参数对聚合物改性沥青空化效应的影响62
4.4基于高速摄像系统的黏性液体的空化场分布64
第5章聚合物改性沥青超声空化泡数值模拟67
5.1计算流体动力学模拟基础67
5.1.1计算流体动力学概述67
5.1.2基本控制方程67
5.2改性沥青中空化泡数值模拟69
5.2.1几何模型和边界条件69
5.2.2初始条件和其他求解设置69
5.2.3改性沥青中超声空化泡运动过程中的形态变化72
5.2.4改性沥青中超声空化泡运动过程中的压强变化74
5.2.5改性沥青中超声空化泡运动过程中的速度变化76
5.2.6空化效应的能量对改性沥青的影响76
第6章超声辅助制备SBS改性沥青实验与性能78
6.1实验材料78
6.2实验装置与制备工艺78
6.2.1超声辅助制备SBS改性沥青实验装置78
6.2.2制备工艺79
6.3性能测试与表征79
6.3.1沥青四组分实验79
6.3.2沥青常规性能测试80
6.3.3沥青老化实验81
6.3.4沥青流变性能测试81
6.3.5荧光显微形貌表征84
6.3.6沥青红外光谱表征84
6.3.7离析实验84
6.4性能研究85
6.4.1超声对基质沥青性能和组分的影响85
6.4.2SBS改性沥青常规性能87
6.4.3SBS改性沥青中高温流变性能89
6.5微观分析98
6.5.1荧光显微形貌分析98
6.5.2红外光谱分析100
6.6老化性能分析100
6.6.1常规性能指标分析SBS改性沥青老化性能100
6.6.2红外光谱分析SBS改性沥青老化性能102
6.7高温存储稳定性分析104
第7章超声辅助制备胶粉改性沥青实验及其性能研究106
7.1超声辅助制备胶粉改性沥青106
7.1.1实验装置106
7.1.2实验原材料106
7.1.3实验方法106
7.2胶粉改性沥青测试与表征方法108
7.2.1旋转薄膜烘箱老化试验方法108
7.2.2针入度试验108
7.2.3软化点试验109
7.2.4延度试验109
7.2.5布氏黏度试验109
7.2.6傅里叶变换红外光谱表征109
7.2.7改性沥青离析试验109
7.2.8沥青自愈合试验110
7.2.9集料与沥青黏附性及水分敏感性试验110
7.2.10胶粉改性沥青形貌观测110
7.3超声对胶粉改性沥青基本性能的影响111
7.3.1针入度111
7.3.2软化点113
7.3.3延度114
7.3.4布氏黏度114
7.4超声对沥青与胶粉相容性的影响116
7.5超声处理胶粉改性沥青最佳调控参数的确定118
7.6超声对胶粉改性沥青微观结构的影响119
7.7超声对胶粉改性沥青宏观性能的影响122
7.7.1高温稳定性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章超声作用下胶粉改性沥青材料特性的分子动力学模拟136
8.1分子动力学模拟原理136
8.1.1分子动力学模拟软件136
8.1.2分子动力学计算原理136
8.2胶粉改性沥青模型的构建137
8.2.1沥青模型137
8.2.2胶粉模型140
8.2.3胶粉改性沥青模型141
8.2.4沥青裂缝模型142
8.2.5沥青混合料模型142
8.3分子动力学模拟的参数设定145
8.3.1系综的选择145
8.3.2力场和计算方法的确定145
8.3.3模拟的步骤146
8.4胶粉改性沥青模型准确性验证150
8.4.1密度和体积150
8.4.2径向分布函数150
8.5超声模拟后的胶粉改性沥青分子键变化152
8.6超声作用下胶粉改性沥青材料特性153
8.6.1扩散能力153
8.6.2溶解度参数157
8.6.3体系总能量157
8.6.4回转半径159
8.6.5黏滞度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
参考文献178
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| 內容試閱：
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沥青是最古老的石油产品，因其优异的黏结性能和防水、防潮特性主要应用于道路铺筑和建筑防水领域。随着交通运输事业的发展，沥青混凝土路面已经成为高等级公路铺筑的主要形式，道路沥青的使用占到了全部沥青产品的80%，沥青材料在公路建设领域已成为不可替代的产品。但是新的问题接踵而来，国民经济的快速发展带来交通量的迅速增加，车辆大型化、车辆重载以及温差等因素对沥青路面质量提出了新的要求。传统的基质沥青已经不能完全满足需要，人们开始尝试在沥青中添加各种添加剂对沥青进行改性。30年来，改性沥青的研究、生产和应用不断发展。
高性能聚合物改性沥青材料的开发和利用是提高沥青路面抗病害能力、延长路面寿命、降低养护成本的重要手段。聚合物的引入降低了沥青体系的均匀性，破坏了原本的平衡，聚合物和沥青两相间的明显差异使其呈现不同的流变特性，最终导致体系出现相分离。聚合物改性沥青的稳定性已成为制约其发展和应用的主要瓶颈，开展聚合物改性沥青体系稳定性基础研究具有重要的科学意义与实用价值。
国内外聚合物改性沥青的研究中，通过添加增容剂、稳定剂和纳米材料可以在一定程度上提高聚合物与基质沥青的相容性及体系的稳定性。为促进聚合物改性沥青多相体系相容性与稳定性研究工作的深入开展，著者在近年来已有的工作基础之上，将超声引入聚合物改性沥青的制备过程中，利用超声空化及其伴随的机械效应、化学效应，从工艺的角度实现聚合物改性沥青原位增容。为聚合物改性沥青的稳定性研究提供新的途径，对于降低沥青改性成本、实现聚合物改性沥青的可靠应用具有十分重要的意义。
本书遵循科学性、先进性和可参考性原则，注重体系的完整性和系统性，力求兼顾理论与技术，紧密结合国内外最新研究进展与观点。本书共分为8章，第1章综述了国内外研究人员在改性沥青性能提升方面所做的研究工作，引出本书的研究内容；第2章介绍了沥青的聚合物改性原理、制备工艺、性能及评价方法；第3章论述了功率超声技术理论及其在化工领域的研究应用；第4章从超声空化泡动力学方面阐述了沥青的超声空化效应理论；第5章建立了超声空化泡流体仿真模型，进一步阐明了超声空化效应对沥青性能的影响；第6章通过超声处理基质沥青以及用超声和剪切两种工艺制备SBS改性沥青，从宏观微观方面阐明超声对SBS改性沥青性能的影响和机理；第7章通过超声协同高速剪切制备废胶粉改性沥青，阐明超声对胶粉改性沥青宏观微观性能的影响和机理；第8章通过分子动力学模拟方法研究和验证胶粉改性沥青分子模型的真实性和超声模拟的有效性。
本书的研究工作依托国家自然科学基金（51902294）、中国博士后科学基金（2020M670699）和特种功能防水材料国家重点实验室开放基金（SKWL2021KF31）等的资助完成，得到了中北大学祝锡晶教授，北京东方雨虹防水技术股份有限公司陈晓文高级工程师、于猛博士，山西省交通科技研发有限公司王威高级工程师等的支持与帮助，在此表示衷心感谢。中北大学机械工程专业研究生王倩、付刚、余霄林、李晓涵、尚晋宇等在相关课题的研究和本书的编写过程中做了大量的工作，在此一并致谢。
由于时间和作者水平有限，书中难免存在疏漏和不足之处，敬请广大读者和有关专家批评指正。
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