道路冷鋪薄層罩面材料設(shè)計(jì)與性能研究.pdf

1、隨著我國(guó)公路交通量的快速增長(zhǎng)以及在氣候因素作用下,瀝青路面很容易出現(xiàn)各種早期病害現(xiàn)象,影響了瀝青路面的服務(wù)水平,研究經(jīng)濟(jì)合理的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)已成為我國(guó)公路工程研究領(lǐng)域中迫切需要解決的重要課題。乳化瀝青技術(shù)具有工藝快捷、能源消耗少、有害物質(zhì)排放量小的特點(diǎn),可以滿足綠色高效的公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)需求。本文系統(tǒng)研究了水性環(huán)氧樹脂改性乳化瀝青的路用性能,研究分析了引入功能材料的微表處混合料的性能規(guī)律和設(shè)計(jì)方法,研究了微表處混合料抗剪性能和層間粘結(jié)

2、性能,并提出相應(yīng)的有利措施,對(duì)罩面乳化瀝青混合料的級(jí)配進(jìn)行了優(yōu)化,完善了乳化瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法。取得了一些研究成果:
　　基于水性環(huán)氧樹脂的固化機(jī)理和反應(yīng)特征,確定了水性環(huán)氧樹脂的品種類型。研究了水性環(huán)氧樹脂摻量對(duì)乳化瀝青穩(wěn)定性影響規(guī)律和水性環(huán)氧樹脂改性乳化瀝青粘度增長(zhǎng)特征,推薦了水性環(huán)氧樹脂的合理?yè)搅亢褪褂眠m用期。通過析因?qū)嶒?yàn)方差分析法研究了水性環(huán)氧樹脂與SBR膠乳之間的配伍性。
　　對(duì)比分析不同水性環(huán)氧樹脂摻量的

3、改性乳化瀝青各項(xiàng)性能指標(biāo),發(fā)現(xiàn)水性環(huán)氧樹脂對(duì)提高乳化瀝青的高溫穩(wěn)定性和粘結(jié)性效果顯著。利用圖像分析軟件對(duì)水性環(huán)氧樹脂改性乳化瀝青的粘附性進(jìn)行了定量化研究。研究了水性環(huán)氧樹脂對(duì)乳化瀝青蒸發(fā)殘留物的60℃動(dòng)力粘度影響規(guī)律,通過接觸角法研究分析了水性環(huán)氧樹脂對(duì)乳化瀝青蒸發(fā)殘留物自由能的影響作用,結(jié)合分析水性環(huán)氧樹脂對(duì)乳化瀝青蒸發(fā)殘留物本體性質(zhì)和界面性能的影響作用,揭示了水性環(huán)氧樹脂改性乳化瀝青的綜合作用本質(zhì)。
　　研究使用磷酸作為瀝青乳

4、液pH值調(diào)節(jié)劑,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,磷酸調(diào)酸方式改善了微表處混合料的粘聚力,有效提高了微表處混合料的成型速度和強(qiáng)度,并且可以提高微表處混合料的抗磨耗能力、抗水損害性能和抗車轍能力。
　　研究了水性環(huán)氧樹脂對(duì)微表處混合料路用性能的影響,并對(duì)其內(nèi)在因素進(jìn)行了分析;設(shè)計(jì)了粘聚力增長(zhǎng)測(cè)試方法,考察了水性環(huán)氧樹脂改性微表處混合料的粘聚力發(fā)展趨勢(shì)特征;設(shè)計(jì)了凍融濕輪磨耗實(shí)驗(yàn),考察了水性環(huán)氧樹脂對(duì)微表處混合料耐久性的提升作用;通過飛散試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),水性環(huán)

5、氧樹脂的加入能夠有效提高微表處混合料的抗松散能力。通過室內(nèi)試驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)水性環(huán)氧樹脂改性微表處的抗紫外老化能力較為不足,為此開發(fā)了Gd2O3納米抗紫外劑,并確定了Gd2O3抗紫外劑在水性環(huán)氧樹脂改性微表處混合料中的最佳摻量。
　　通過宏觀分散性試驗(yàn)研究了玻璃纖維在微表處混合料中的分散性;研究分析了玻纖對(duì)微表處混合料路用性能的影響規(guī)律,發(fā)現(xiàn)利用水性環(huán)氧樹脂的增粘和偶聯(lián)作用可有效提高玻纖改性微表處混合料的水穩(wěn)定性;通過低溫彎曲應(yīng)變能密度

6、評(píng)價(jià)微表處混合料的低溫抗裂性能,并研究提出了微表處低溫性能的改善方法。
　　為提高微表處罩面的耐磨耗性和緩解優(yōu)質(zhì)微表處集料的需求緊張,以鋼渣作為粗集料對(duì)微表處混合料進(jìn)行改性,通過室內(nèi)試驗(yàn)研究分析了鋼渣對(duì)微表處混合料配合比和性能的影響作用,提出了相應(yīng)的技術(shù)措施。本文對(duì)改性微表處混合料的性能規(guī)律和技術(shù)特征進(jìn)行了歸納總結(jié),提出了改性微表處的適用地區(qū)。
　　研究了油石比、玻纖摻量、水性環(huán)氧樹脂用量和配比等因素對(duì)微表處混合料抗剪性能的

7、影響,提出了基于剪切強(qiáng)度的微表處配合比設(shè)計(jì)方法,該方法不但將較為寬泛的油石比范圍明確為最佳瀝青用量,又在材料設(shè)計(jì)中兼顧了微表處的抗剪性能。通過降維法對(duì)水性環(huán)氧樹脂改性微表處混合料進(jìn)行了試驗(yàn)設(shè)計(jì)研究,可實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)水性環(huán)氧樹脂改性劑的用量和組分比例進(jìn)行優(yōu)選。
　　針對(duì)微表處的層間破壞現(xiàn)象,通過拉拔強(qiáng)度指標(biāo)分析了微表處層間粘結(jié)性能的影響規(guī)律,從提高微表處罩面層間粘結(jié)性能的角度入手,考察了不同粘結(jié)材料對(duì)提高層間粘結(jié)性能的作用。