高速公路用環(huán)氧瀝青材料的制備及其機理研究.pdf

1、環(huán)氧瀝青是一種不同于普通改性瀝青的高性能熱固性復合材料，由瀝青、環(huán)氧樹脂、固化劑以及其他添加劑等摻配而成。環(huán)氧瀝青的高溫及常溫性能優(yōu)異，擁有高強度和高斷裂延伸率。但是，將環(huán)氧瀝青材料大規(guī)模應用于高速公路主要有兩條限制因素，低溫性能不足以及價格較高。由于其自身的熱固性，環(huán)氧瀝青材料在低溫開裂后無法升溫自動愈合，影響其在寒冷地區(qū)的使用，故改善其低溫性能非常關(guān)鍵。而且，目前環(huán)氧瀝青材料價格較高，多用于鋼橋面鋪裝。所以，必須對環(huán)氧瀝青材料進行改

2、性研究，在保證其性能的基礎(chǔ)上降低成本。摻加廢橡膠粉可改善道路鋪裝用環(huán)氧瀝青材料的低溫性能。同時，廢橡膠粉的摻加在一定程度上可以降低環(huán)氧瀝青的成本。故采用廢橡膠粉對環(huán)氧瀝青材料進行改性。制備的改性環(huán)氧瀝青材料是雙組分體系，其中A組分為環(huán)氧樹脂，B組分為廢橡膠粉改性瀝青及固化劑。
　　 采用正交實驗考察了反應溫度、廢橡膠粉含量和順酐含量對環(huán)氧瀝青低溫性能的影響。其中，廢橡膠粉含量的高低對改性環(huán)氧瀝青材料的低溫性能影響最大，反應溫度的

3、影響次之，順酐含量的影響最小。并且，隨著瀝青中廢橡膠粉含量的升高，改性環(huán)氧瀝青材料的低溫性能也在增強。
　　 通過正交試驗篩選出了低溫性能最佳的配方，但其容留時間太短，不能滿足實際施工的要求。經(jīng)過配方調(diào)整及優(yōu)化，得到了如下最優(yōu)工藝:反應溫度為170℃，廢橡膠粉含量為6g/100g基質(zhì)瀝青，順酐含量為1.6g/100g基質(zhì)瀝青。制備的廢橡膠粉改性環(huán)氧瀝青材料容留時間為45分鐘，滿足實際施工要求。其低溫及常溫性能優(yōu)異，在-20℃下具

4、有1.21％的斷裂延伸率，在23℃下具有182.80％的斷裂延伸率。采用馬歇爾試驗對廢橡膠粉改性環(huán)氧瀝青混合料的性能進行檢測，120℃條件下，養(yǎng)護0小時的馬歇爾試件穩(wěn)定度為13.86kN;養(yǎng)護4小時及12小時后，其馬歇爾穩(wěn)定度分別為20.11kN及23.56kN，均滿足要求。
　　 采用拉伸試驗機和布氏粘度計研究了材料的力學性能和流變學特性，探究了廢橡膠粉改性環(huán)氧瀝青的機理。通過Mooney-Rivlin方程對廢橡膠粉改性環(huán)氧瀝