黏结层用环氧乳化沥青研发与性能研究

为了提高桥面铺装结构中黏结层的路用性能,采用水性环氧树脂作为改性剂、选取阳离子乳化剂A和一种有机酸酐固化剂,制备了水性环氧乳化沥青;通过剪切试验和拉拔试验分析了水性环氧树脂掺量对抗剪强度和拉拔强度的影响,同时将研发的水性环氧乳化沥青和SBS改性乳化沥青、SBR改性乳化沥青的性能进行对比。试验结果表明:当水性环氧树脂掺量为10%~20%时,对应的各项性能较优;与SBS改性乳化沥青、SBR改性乳化沥青相比,水性环氧乳化沥青呈现出更为优良的抗剪、抗拉和水稳定性能。     

长大纵坡路段橡胶沥青黏结层性能研究

针对长大纵坡路段沥青路面易产生路面病害现象,依托陕西省某高速公路实体工程,利用直接剪切试验和拉拔试验研究了3种温度条件下基层顶面设置橡胶沥青黏结层的抗剪和抗拉性能,并与稀浆封层进行对比分析。研究结果表明:随着温度升高,橡胶沥青黏结层与稀浆封层的抗剪强度和抗拉强度均急剧下降;25℃、40℃和60℃时,橡胶沥青黏结层的抗剪强度比稀浆封层的抗剪强度分别提高32.8%、30.8%、34.1%;橡胶沥青黏结层的抗拉强度比稀浆封层的抗拉强度分别提高67.8%、66.0%、62.2%;相同温度下,两种黏结层的抗拉强度均小于其抗剪强度。因此,橡胶沥青黏结层具有较好的抗剪和抗拉性能,应用于长大纵坡路段具有较高的价值。     

环氧树脂/聚氨酯改性乳化沥青的强度和柔韧性

为进一步确定水性环氧树脂、水性聚氨酯及其复合改性乳化沥青黏结料自身强度和柔韧性,制备了不同水性环氧树脂、水性聚氨酯掺量下的改性乳化沥青黏结料,并进行对比分析和研究。结果表明:水性环氧树脂能有效提高改性乳化沥青的高温拉伸强度,水性聚氨酯能优化改性乳化沥青的低温断裂伸长率,改善其柔韧性。在不同条件下老化后,水性环氧树脂/聚氨酯复合改性乳化沥青的拉伸强度保持率和断裂伸长率保持率均在83%以上,表现出良好的耐老化性能。     

水性环氧乳化沥青的制备及混合料路用性能研究

为了提高乳化沥青胶结料的黏附性,改善微表处混合料的各项路用性能,该文研发了一款新型水性环氧树脂乳化剂,制成水性环氧树脂改性乳化沥青。通过斜剪试验对改性乳化沥青胶结料层间抗剪性能进行分析,采用湿轮磨耗试验、轮辙变形试验、冻融劈裂试验和低温劈裂试验对不同水性环氧树脂掺量下微表处混合料路用性能进行测定,并与3%SBR改性乳化沥青进行对比。结果表明:该文研制的水性环氧树脂能有效提高乳化沥青胶结料的黏附性,相比单纯乳化沥青,掺入6%水性环氧树脂使浸水1h和6d湿轮磨耗值分别降低56%和55%,轮辙宽度变形率达到1.1%,冻融劈裂强度比达到76.2%,与SBR改性剂配合使用能够提高微表处的低温抗裂性能。     

水性环氧乳化沥青碎石封层性能研究

针对传统乳化沥青、改性乳化沥青碎石封层黏结性差、集料易松散、抗滑性能差等缺点,研发了一种新型的基于水性环氧乳化沥青的碎石封层材料。通过室内试验,对比、分析不同水性环氧掺量下的水性环氧乳化沥青蒸馏后三大指标、黏度、拉拔和剪切强度;采用正交试验对水性环氧-乳化沥青碎石封层进行参数设计,并对其耐磨性能、抗滑性能进行测试。试验结果表明:水性环氧的加入能够极大地改善乳化沥青的热稳定性、塑性、黏度以及黏结强度;与传统的乳化沥青型碎石封层相比,水性环氧-乳化沥青碎石封层的磨耗值较低、构造深度及摩擦系数较大,具有良好的耐磨性和抗滑性。     

水性环氧沥青桥面铺装防水黏结层性能研究

水性环氧沥青材料是一种新型热固性防水黏结层材料,可以用于桥面铺装防水黏结层。在探究水性环氧沥青材料工作机理的基础上,研究评价防水黏结层高温抗剪性能、黏结性能和抗拉强度的试验方法,提出新型的附着力拉拔试验。通过与几种新型防水黏结材料进行试验对比,分析他们在技术性能方面的优缺点,其中,水性环氧沥青防水黏结材料表现出优异的力学特性。证明了水性环氧沥青是一种性能优异的新型防水黏结层材料。     

结合料对水泥乳化沥青混合料性能的影响

针对水泥和乳化沥青两种结合料对水泥乳化沥青混合料性能的不同影响,研究了不同结合料剂量条件下水泥乳化沥青混合料的性能.试验结果表明:在一定用量范围内,当乳化沥青用量一定时,水泥用量增加,混合料的马歇尔稳定度、抗压强度、抗折强度和抗压回弹模量随之增加,高温和水稳性能变好;当水泥用量一定时,乳化沥青用量超过8.0%,相应的力学指标呈下降趋势,高温、水稳性能变差,但低温性能变好.     

水性环氧乳化沥青路用性能及其在微表处中的应用研究

为提高微表处路用性能,该文采用水性环氧树脂对乳化沥青进行改性并对改性乳化沥青相容性、微观结构、力学性能、流变性能及其混合料路用性能进行研究。储存稳定性试验表明：环氧乳液与乳化沥青相容性良好;随着水性环氧树脂掺量的增加,改性乳化沥青形成以环氧树脂为骨架结构的趋势;同时,随着水性环氧树脂掺量的增加,乳化沥青与集料黏附性、力学性能得到显著提升,在20%掺量下,黏结强度提高2倍以上,抗剪强度提升1倍以上;流变试验表明：水性环氧树脂能够提高乳化沥青抗车辙性能与弹性恢复率,高温性能得到显著提升。微表处混合料性能研究表明：水性环氧树脂能够显著提升乳化沥青水稳定性能、抗车辙变形性能,在掺量达到20%后,混合料水稳定性和抗车辙性能趋于稳定。综上所述,对于该文中改性乳化沥青体系,建议水性环氧树脂掺量为10%～20%。     

不同应力吸收层综合性能评价研究

为研究及评价不同应力吸收层的综合性能,在对国内外应力吸收层研究学习的基础上,选取5种典型的应力吸收层进行系统试验研究。研究包括橡胶沥青、改性乳化沥青、土工格栅、聚酯玻纤布及Strata应力吸收层5种典型应力吸收层,对它们分别进行拉拔试验、剪切试验、低温小梁弯曲及疲劳试验,通过拉拔强度、抗剪强度、断裂能及疲劳寿命等指标评价它们的黏结性能、抗剪性能、低温性能及疲劳性能。最后对比了它们的使用成本,并推荐了一种性价比最优的应力吸收层用于项目中。     

高粘沥青在桥面防水粘结层中的应用研究

高粘沥青和普通改性沥青相比而言,具有较高的粘度、粘韧性和韧性。在不同粘层厚度条件下,对3种粘层材料进行了抗剪强度试验,确定了3种粘层厚度与性能的关系;另外在不同温度条件下,分别对3种粘层材料进行了抗拉强度、抗剪强度及渗水性能试验,试验表明,温度对粘层材料的的抗剪强度和抗拉强度有较大的影响,在高温条件下,高粘沥青的抗剪和抗拉性能明显好于其他2种粘层材料。     

水性环氧树脂改性乳化沥青胶结料界面粘结性能研究

为探究水性环氧树脂改性乳化沥青胶结料界面粘结性能的影响因素,测试了水性环氧树脂的水溶性及稀释稳定性,并标定了乳化沥青中乳化剂含量,通过乳化沥青筛上剩余量试验、蒸发残留物含量试验及3大指标试验测试了乳化沥青相关性能,通过水性环氧树脂对乳化沥青改性制得水环氧乳化沥青,测试了其抗剪、抗拉拔性能及高温稳定性。结果表明,水性环氧乳化沥青的界面粘结力性能随着温度的升高而降低,最高施工温度不应高于60℃。     

城市道路生态型薄层层间黏结设计与研究

随着城市交通道路的发展，预防性养护得到很大的重视，其中薄层是一种高效且具有性价比的方式。针对当前热拌薄层污染严重，且施工性能较差等问题，基于冷拌冷铺技术的生态型薄层的方式开始进入研究者的视野。由于沥青未经过高温，生态薄层的黏结性能是重点。为改善生态型薄层罩面层间黏结性能，进一步提高薄层罩面的养护寿命，对3种不同的层间黏结材料进行研究试验，具体包括70号基质沥青、SBS改性沥青和水性环氧乳化沥青。试验方法采用MTS拉拔试验，通过3种不同黏结材料不同洒布量下的拉拔力、黏结强度，评价其作为层间材料的黏结性能。试验结果表明，除了0.6 kg/m²及以下洒布量的基质沥青之外，其他方案均能够满足较为苛刻的黏结强度值不小于1 MPa的要求，整体黏结性能较好的材料为水性环氧乳化沥青，洒布用量取0.6kg/m²和0.8 kg/m²时，水性环氧乳化沥青黏层材料和SBS改性沥青黏层材料的层间拉拔强度可达最佳又能保证性价比优秀。     

基质沥青和SEBS改性沥青低温黏结强度定量测试

研究基质沥青和SEBS改性沥青低温黏结强度定量测试技术。试验材料为中海油70号沥青和掺入5%SEBS改性剂的SEBS改性沥青,试验温度为-5℃、-10℃、-15℃、-20℃、-25℃,基于HC-40型多功能测试仪对基质沥青和SEBS改性沥青矿料试模施加垂直拉伸荷载。试验结果表明:在厚层油膜条件下,利用该试验方法可以实现沥青低温黏结强度的定量测试。基质沥青和SEBS改性沥青的黏结强度随着低温条件的变化呈现明显的非线性变化趋势。在-5℃~15℃条件下,其黏结强度随着温度降低而升高。随着温度的进一步降低,当达到-15℃时,沥青达到脆化点,其后的黏结强度随着温度的降低而降低,低温抗裂性能显著变差。在同一低温条件下,SEBS改性沥青的黏结强度均大于基质沥青的黏结强度。本试验为开展后续沥青混凝土路面低温性能研究工作提供试验基础。     

钢桥面与环氧沥青铺装界面剪切特性

为了给钢桥面铺装设计提供参考,针对钢桥面铺装工程中普遍采用的环氧沥青混凝土铺装结构,考虑了温度、法向应力等影响因素,进行了钢桥面与环氧沥青混凝土铺装界面剪切特性的试验研究。采用钢-混凝土界面剪切试验装置(Steel-Concrete Interface Shear,SCIS),在25℃、60℃两种温度和0,0.2,0.5,0.7 MPa四级法向应力水平下测试了钢桥面与环氧沥青混凝土铺装界面的剪切性能,获得了界面剪切破坏形态、抗剪强度、残余抗剪强度、剪应力-剪切变形曲线等试验结果,分析了温度、法向应力对界面抗剪强度的影响规律以及界面的黏结-滑移机理。基于摩尔-库仑强度理论建立了钢桥面与环氧沥青混凝土铺装界面在25℃和60℃两种温度条件下的抗剪强度包络线。研究结果表明:在仅考虑温度和压、剪应力的条件下,钢桥面与环氧沥青混凝土铺装界面破坏产生于防腐涂装与防水黏结层的界面区;界面抗剪强度随温度降低和法向应力水平增加而增大;残余抗剪强度受温度影响较小,主要随法向应力增加而增大;界面剪应力-剪切变形曲线具有韧性破坏特征且呈四阶段发展规律;钢桥面与铺装界面的抗剪强度包络线可采用摩尔-库仑强度理论进行建立。     

水性环氧树脂乳化沥青黏层材料的层间性能

针对沥青路面或桥面铺装层间剪应力破坏的问题,以水性环氧树脂改性乳化沥青为黏层材料,依据剪切试验和拉拔试验,通过变化环氧树脂掺量、试验温度和层间接触纹理,分析不同因素对黏层材料抗剪切性能和抗拉拔性能的影响。结果表明:随着环氧树脂掺量的增加,黏层材料力学性能得到改善;温度对其性能有显著影响;层间接触纹理对其抗剪强度影响较大,但对抗拉强度几乎无影响;水性环氧树脂乳化沥青综合使用性能良好,是一种理想的层间黏层材料。     

基于斜剪试验的超薄罩面层间黏结性能研究

超薄罩面与原路面黏结性能是影响超薄罩面使用寿命的重要环节。室内成型复合材料黏结板,采用层间斜剪试验,分析原路面材料类型、乳化沥青用量、温度、水泥混凝土路面处理方式对层间黏结性能影响。试验结果表明：同等条件下,层间黏结强度随着温度增加而降低,且存在最佳乳化沥青用量,超薄罩面与沥青面层的黏结强度大于与水泥混凝土路面的黏结强度,拉毛处理可以提高与水泥混凝土路面的黏结强度。建议选择适宜的乳化沥青撒布量,对于水泥混凝土路面,应对原路面进行拉毛处理等,以提高层间黏结性能。     

水性环氧树脂乳化沥青对开级配抗滑磨耗层性能的影响

为了提高现有黏结材料的黏结性能,进而改善开级配抗滑磨耗层的抗滑耐磨性,制备不同掺量的水性环氧树脂乳化沥青,通过基本性能试验与黏结性能试验,确定水性环氧树脂的最佳掺量;借助荷载磨耗试验,研究了不同黏结材料对开级配抗滑磨耗层(OGFC-5)抗滑性能与抗剥落性能的影响。结果表明:添加水性环氧树脂可有效地改善乳化沥青的高低温性能与黏结性能,最佳掺量为20%;经20000次荷载作用后,水性环氧树脂抗滑磨耗层的抗滑性能与抗剥落性能最好,摩擦系数降幅为28.57%,构造深度降幅为33.33%,质量剥落率最低为3.25%。     

基于表面能评价沥青-石料界面黏结性能的研究

沥青-石料的界面黏结性能直接决定了沥青混合料的强度、耐久性、稳定性等路用性能.根据表面能理论建立沥青-集料界面的黏附模型,通过黏附性模型计算了3种沥青与3种石料的黏附功,并以此为指标评价沥青-石料的界面黏结性能;然后通过室内石板材抗剪强度试验验证了表面能理论分析的正确性;最后利用灰关联理论分析黏附功、黏度、酸值、碱值等因素与抗剪强度的关联程度.结果表明:抗剪强度试验与表面能理论分析结果相一致;在众多影响因素中表面能理论指标黏附功与抗剪强度的关联性最好;进一步说明了表面能理论作为一种定量评价沥青-集料界面黏结性能的方法和标准是可行的.     

水性环氧树脂乳化沥青对开级配抗滑磨耗层性能的影响

为了提高现有黏结材料的黏结性能,进而改善开级配抗滑磨耗层的抗滑耐磨性,制备不同掺量的水性环氧树脂乳化沥青,通过基本性能试验与黏结性能试验,确定水性环氧树脂的最佳掺量;借助荷载磨耗试验,研究了不同黏结材料对开级配抗滑磨耗层(OGFC-5)抗滑性能与抗剥落性能的影响。结果表明:添加水性环氧树脂可有效地改善乳化沥青的高低温性能与黏结性能,最佳掺量为20%;经20 000次荷载作用后,水性环氧树脂抗滑磨耗层的抗滑性能与抗剥落性能最好,摩擦系数降幅为28.57%,构造深度降幅为33.33%,质量剥落率最低为3.25%。     

混凝土桥面防水粘层材料最佳用量与层间抗剪强度分析

为研究混凝土桥面板防水粘结材料最佳用量和层间抗剪强度,选取3种典型的桥面板表面纹理及3种防水粘层材料,通过直接剪切试验分别确定不同防水粘层材料与不同纹理混凝土桥面板组合时的防水粘层材料最佳用量及层间抗剪强度.试验结果表明,防水粘层材料最佳用量随桥面板表面纹理的丰富程度而提高,露石界面的防水粘层材料的最佳用量较大;对于3种类型表面纹理,常温下丙烯酸酯类防水粘层材料的层间抗剪强度大于SBS改性沥青和SBR改性乳化沥青的;对于同种防水粘层材料,露石界面的层间抗剪强度最大;温度对层间抗.剪强度影响显著,当试验温度由25℃上升到60℃时,3种界面的层间抗剪强度均有大幅下降,但露石界面的层间抗剪强度随温度变化的敏感性较小.