道路冷鋪薄層罩面材料設計與性能研究.pdf

1、隨著我國公路交通量的快速增長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水平,研究經(jīng)濟合理的預防性養(yǎng)護技術已成為我國公路工程研究領域中迫切需要解決的重要課題。乳化瀝青技術具有工藝快捷、能源消耗少、有害物質排放量小的特點,可以滿足綠色高效的公路預防性養(yǎng)護技術需求。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)律和設計方法,研究了微表處混合料抗剪性能和層間粘結

2、性能,并提出相應的有利措施,對罩面乳化瀝青混合料的級配進行了優(yōu)化,完善了乳化瀝青混合料的配合比設計方法。取得了一些研究成果:
　　基于水性環(huán)氧樹脂的固化機理和反應特征,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特征,推薦了水性環(huán)氧樹脂的合理摻量和使用適用期。通過析因實驗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。
　　對比分析不同水性環(huán)氧樹脂摻量的

3、改性乳化瀝青各項性能指標,發(fā)現(xiàn)水性環(huán)氧樹脂對提高乳化瀝青的高溫穩(wěn)定性和粘結性效果顯著。利用圖像分析軟件對水性環(huán)氧樹脂改性乳化瀝青的粘附性進行了定量化研究。研究了水性環(huán)氧樹脂對乳化瀝青蒸發(fā)殘留物的60℃動力粘度影響規(guī)律,通過接觸角法研究分析了水性環(huán)氧樹脂對乳化瀝青蒸發(fā)殘留物自由能的影響作用,結合分析水性環(huán)氧樹脂對乳化瀝青蒸發(fā)殘留物本體性質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。
　　研究使用磷酸作為瀝青乳

4、液pH值調節(jié)劑,實驗結果表明,磷酸調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)氧樹脂對微表處混合料路用性能的影響,并對其內在因素進行了分析;設計了粘聚力增長測試方法,考察了水性環(huán)氧樹脂改性微表處混合料的粘聚力發(fā)展趨勢特征;設計了凍融濕輪磨耗實驗,考察了水性環(huán)氧樹脂對微表處混合料耐久性的提升作用;通過飛散試驗發(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。通過室內試驗分析發(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;通過低溫彎曲應變能密度

6、評價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)質微表處集料的需求緊張,以鋼渣作為粗集料對微表處混合料進行改性,通過室內試驗研究分析了鋼渣對微表處混合料配合比和性能的影響作用,提出了相應的技術措施。本文對改性微表處混合料的性能規(guī)律和技術特征進行了歸納總結,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微表處混合料抗剪性能的

7、影響,提出了基于剪切強度的微表處配合比設計方法,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,又在材料設計中兼顧了微表處的抗剪性能。通過降維法對水性環(huán)氧樹脂改性微表處混合料進行了試驗設計研究,可實現(xiàn)同時對水性環(huán)氧樹脂改性劑的用量和組分比例進行優(yōu)選。
　　針對微表處的層間破壞現(xiàn)象,通過拉拔強度指標分析了微表處層間粘結性能的影響規(guī)律,從提高微表處罩面層間粘結性能的角度入手,考察了不同粘結材料對提高層間粘結性能的作用。