Solar Responsive Asphalt for Sustainable and Environmental Friendly Pavements

用于可持续和环保路面的太阳能响应沥青

基本信息

  • 批准号:
    1537289
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 28.32万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2015-09-01 至 2018-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Over 5.64 million miles of the U.S. roads are built with asphalt. The black color of asphalt can make the road unpleasantly hot during summer due to its large solar absorption. The associated heat and smell contribute to urban heat island effects and negatively impacts the health of road users (drivers, bikers, pedestrians). The high road temperature also reduces pavement life due to bleeding of asphalt binder and accelerated pavement rutting. This project will study innovative solar responsive thermochromic asphalt to manage the thermal loads to pavements. This new material will feature high solar radiation at high temperature and high solar absorbance at low temperature. Therefore, it will make the road cooler during summer and warmer during winter. Both aspects will improve the durability of asphalt roads. This research could lead the current paving industry into a sustainable practice by promoting longevity and environmental friendliness. It will train undergraduate and graduate students through a tailored curriculum and research program that increases the interdisciplinary competencies of young researchers. The objective of this research is to understand the scientific principles enabling effective design, production and assessment of multifunctional thermochromic asphalt. In the material design aspects, research activities aim to formulate and implement a performance-driven design matrix by understanding the microscopic interactions that determine the multifunctional properties of thermochromic asphalt. In the material processing aspects, the activities aim to understand the effects of processing conditions on the microscopic interactions between asphalt binder and thermochromic powders. This will determine the unscalability for plant production. 3) In the performance assessment aspect, it aims to assess the multifunctional performance of thermochromic asphalt and include into life cycle cost benefits analyses. This research project will advance the current design philosophy of structural materials from a primarily mechanical focus to a multifunctional design matrix. The innovation from this research will provide a long lasting and environmental friendly construction material. The process of knowledge discovery will also expand the current knowledge on optical and thermal interactions of composite materials.
用沥青建造了超过564万英里的美国道路。沥青的黑色颜色可能会使夏季的太阳能吸收大。 相关的热量和气味会导致城市热岛的影响,并对道路使用者的健康(驾驶员,骑自行车的人,行人)产生负面影响。 高道路温度还会由于沥青粘合剂的出血和加速的路面车辙而降低人行道寿命。 该项目将研究创新的太阳能响应热颗粒沥青,以控制人行道的热载荷。 这种新材料将在高温下在高温下具有高太阳辐射。 因此,它将在夏季使道路凉爽,并在冬季变暖。 这两个方面都将提高沥青道路的耐用性。 这项研究可以通过促进寿命和环境友善,将当前的铺路行业带入可持续实践。它将通过量身定制的课程和研究计划来培训本科生和研究生,从而提高年轻研究人员的跨学科能力。 这项研究的目的是了解有效的设计,生产和评估多功能热颗粒沥青的科学原理。在材料设计方面,研究活动旨在通过了解确定热染色体沥青的多功能性能的微观相互作用来制定和实施以性能为导向的设计矩阵。在材料处理方面,活动旨在了解加工条件对沥青粘合剂与热染色器粉末之间微观相互作用的影响。 这将确定植物生产的不可定量性。 3)在绩效评估方面,它旨在评估热色沥青的多功能性能,并将其纳入生命周期成本收益分析。 该研究项目将将当前的结构材料设计理念从主要的机械重点转移到多功能设计矩阵。 这项研究的创新将提供持久且环保的建筑材料。 知识发现的过程还将扩大有关复合材料的光学和热相互作用的当前知识。

项目成果

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    $ 28.32万
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    2026612
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    2020
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  • 资助金额:
    $ 28.32万
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    Standard Grant
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  • 批准号:
    1748944
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 28.32万
  • 项目类别:
    Standard Grant
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  • 资助金额:
    $ 28.32万
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    $ 28.32万
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    1131295
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  • 资助金额:
    $ 28.32万
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知道了