Insinööritieteiden korkeakoulun väitöskirjat Aaltodoc-julkaisuarkistossa (ulkoinen linkki)
Insinööritieteiden korkeakoulun väitöskirjat ovat saatavilla yliopiston ylläpitämässä avoimessa Aaltodoc-julkaisuarkistossa.
Väitös rakennustekniikasta, MSc Fan Zhang
Väitös Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulusta, rakennustekniikan laitokselta.
Milloin
–
Missä
Rakentajanaukio 4, Espoo, sali R1
Tapahtuman kieli
Englanti
Väitöskirjan nimi: “Microwave healing and deicing of asphalt pavements containing industrial slags — Towards intelligent and sustainable road winter maintenance”
Väittelijä: Fan Zhang
Vastaväittäjä: Prof. R. Christopher Williams, Iowa State University, USA
Kustos: Prof. Weiwei Lin, Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulu
Pohjoismaiden kylmässä ilmastossa tiet altistuvat ankarille talviolosuhteille, jotka aiheuttavat varhaista halkeilua ja vaarallista jään muodostumista. Tässä väitöskirjatutkimuksessa selvitetään, kuinka mikroaaltolämmitys (MH), uusi ja kestävä teknologia, voi parantaa teiden kestävyyttä edistämällä asfaltin itsestään korjautumista ja jäänpoistoa.
Tutkimuksessa tarkastellaan myös teollisuusjätteiden, erityisesti teräskuonan, käyttöä luonnonkiviaineksen korvaajana. Teräskuona omaa erinomaiset lujuus- ja mikroaaltojen absorptiokyvyt, jotka tekevät siitä potentiaalisen materiaalin kestävien päällysteiden rakentamiseen. Asfaltin itsestään korjautumiskykyä arvioitiin toistuvilla halkeilu–lämpökäsittely–halkeilu -sykleillä eri olosuhteissa. Eri kuonien sähkömagneettisia ominaisuuksia analysoitiin sopivimman materiaalin tunnistamiseksi. Tutkimuksessa testattiin eri kuonapitoisuuksilla valmistettuja asfaltteja vaihtelevissa pakkas- ja jääolosuhteissa, ja arvioitiin jäänpoistotehokkuutta, hiilidioksidipäästöjä ja taloudellista kannattavuutta.
Tulokset osoittavat, että oikein säädelty mikroaaltolämmitys voi saavuttaa yli 80 % korjautuvuuden. Teräskuona imee tehokkaasti mikroaaltoja taajuudella 2,45 GHz ja parantaa jäänpoistoa merkittävästi. Liiallinen kuona voi aiheuttaa epätasaisen lämmityksen, mutta kohtuullinen käyttö tehostaa toimintaa selvästi. Teräskuona-asfaltit ovat kustannustehokkaita ja niiden päästöt vastaavat perinteisiä vaihtoehtoja. Lisäksi polymeerimodifioidut sideaineet kestävät pakkas–sulatussyklejä paremmin kuin perinteiset, ja soveltuvat siksi paremmin MH-käyttöön.
Tutkimus esittää käytännön ratkaisuja uusiomateriaalien hyödyntämiseen talvikunnossapidossa ja tukee ympäristöystävällisempää, resurssitehokasta tienhoitoa.
Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä): Aaltodoc
Väittelijän yhteystiedot: fan.3.zhang@aalto.fi
Insinööritieteiden korkeakoulun väitöskirjat
Zoom pikaopas