長大隧道路面多孔彩色冷拌環(huán)氧瀝青混合料開發(fā)及性能研究.pdf

1、我國是一個山脈多、水域?qū)挼膰?，隨著我國公路交通事業(yè)的發(fā)展，公路建設(shè)將面臨越來越多高山深壑等復(fù)雜的自然環(huán)境，由于公路隧道能夠克服高程障礙，縮短線路長度，減小坡度和曲率，得到了廣泛的應(yīng)用，并一直呈逐年遞增的發(fā)展趨勢。在公路隧道中，長大隧道所占的比例越來越高，在長大隧道內(nèi)鋪設(shè)普通熱拌瀝青混合料會有很多“軟肋”，如施工期間的煙塵大、能耗高、運營期間的水損害、使用耐久性、防火災(zāi)以及行車安全性問題等都無疑限制了普通熱拌瀝青混合料在公路隧道路面鋪裝

2、中的應(yīng)用。本研究主要內(nèi)容包括：
　　⑴根據(jù)公路隧道內(nèi)的特殊使用環(huán)境開展路面結(jié)構(gòu)與材料研究，制備出一種超支化聚合物表面修飾納米改性劑粒子，采用傅里葉紅外光譜(FTIR)及熱失重分析(TG)表征該體系的微觀分子結(jié)構(gòu)，證明實現(xiàn)了超支化聚合物表面共價修飾納米改性劑粒子。將超支化修飾納米改性劑粒子對環(huán)氧樹脂進行增韌改性，并結(jié)合相容劑、復(fù)配常溫固化劑體系，與脫色瀝青復(fù)合制各出一種具有優(yōu)異力學性能及低溫韌性、適合隧道路面鋪裝的冷拌環(huán)氧瀝青膠結(jié)料

3、。通過二維相關(guān)紅外光譜技術(shù)闡釋了其固化機理為環(huán)氧基首先與復(fù)配固化劑體系中的協(xié)同固化劑ZW-2發(fā)生不完全固化反應(yīng)，形成部分凝膠網(wǎng)絡(luò)，之后在25℃恒溫下，繼續(xù)與基礎(chǔ)固化劑CW-1的胺基反應(yīng)，生成羥基和醚鍵，最后再與羥基反應(yīng)生成不同結(jié)構(gòu)的醚鍵;運用非等溫DSC差熱掃描量熱法技術(shù)研究了冷拌環(huán)氧瀝青體系的固化反應(yīng)動力學，通過Kissinger和Ozawa兩種模型對體系的活化能進行計算，該體系的固化動力學行為符合自催化模型，實驗結(jié)果與Sesták-

4、Berggren模型理論計算結(jié)果相一致。
　?、仆ㄟ^對多孔瀝青混合料設(shè)計方法的分析，結(jié)合室內(nèi)試驗研究結(jié)果，從設(shè)計的各個關(guān)鍵指標出發(fā)，對多孔彩色冷拌環(huán)氧瀝青混合料的配合比和最佳瀝青用量進行設(shè)計和試驗，提出了多孔彩色冷拌環(huán)氧瀝青混合料的耐久性設(shè)計目標，采用目標空隙率為20％，最終確定多孔彩色冷拌環(huán)氧瀝青混合料的最佳油石比和級配組成，為其應(yīng)用推廣提供了數(shù)據(jù)參考:同時通過分析不同色粉用量下多孔彩色冷拌環(huán)氧瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度變化規(guī)律可

5、知，色粉對混合料馬歇爾穩(wěn)定度的影響十分微小，可忽略不計;對冷拌環(huán)氧瀝青混合料的高溫性能、低溫性能、疲勞性能和水穩(wěn)定性能進行了室內(nèi)試驗分析，表明其具有優(yōu)異的路用性能，且施工工藝簡單可控;通過氧指數(shù)、煙密度、約束燃燒試驗得出，相對于普通改性瀝青和高粘改性瀝青，冷拌環(huán)氧瀝青具有較高的氧指數(shù)和較低的煙密度等級，同等燃燒條件下，多孔彩色冷拌環(huán)氧瀝青混合料比普通改性瀝青混合料和高粘瀝青混合料燃燒質(zhì)量損失與結(jié)構(gòu)破壞小，說明冷拌環(huán)氧瀝青具有較好的阻燃性

6、能;其在生產(chǎn)和施工過程中實現(xiàn)了真正的零排放，是目前最為環(huán)保的混合料生產(chǎn)方式之一，在保證施工質(zhì)量的同時確保了施工人員的身體健康。
　　⑶比較分析視覺功效原理的隧道彩色路面行車安全性評價方法，闡述了基于反應(yīng)時間的視覺功效法可以用來評價隧道照明環(huán)境下路面色彩對視覺功效的影響。以三種不同路面顏色為研究對象，對比了不同背景亮度、視標對比度和偏心角對駕駛員在中間視覺狀態(tài)下反應(yīng)時間的影響，表明駕駛員反應(yīng)時間與路面顏色、背景亮度、視標對比度和視標

7、偏心角有關(guān)，隨著背景亮度的增大和視標對比度的增大，駕駛員的反應(yīng)時間減小，反應(yīng)速度越快;隨著視標偏心角增大，反應(yīng)時間會增大，即反應(yīng)速度變慢。在各種試驗情況下，當隧道路面采用綠色時，相比黑色與紅色路面受試者反應(yīng)時間最短，反應(yīng)速度最快，可以提升對行車過程中的突發(fā)事件的反應(yīng)能力，提高隧道行車安全性。
　　⑷通過研究隧道內(nèi)多孔彩色冷拌環(huán)氧瀝青混合料的施工技術(shù)，發(fā)現(xiàn)其施工工藝簡單可控，具有良好的應(yīng)用推廣前景。本文將高分子材料、道路工程、色彩學