基于耐久性分析的新型路用环氧沥青长期性能研究

环氧沥青具有优异的耐久性能,主要用于钢桥面铺装。环氧沥青固化反应受固化温度和时间影响较大,沥青路面对固化时间要求严格。为了研究新型路用环氧沥青路面铺装的耐久性能,对环氧沥青强度随施工时间和养生时间的变化规律进行研究,并结合疲劳性能试验、抗裂性能试验和试验段长期性能,分析了新型环氧沥青混合料的路用性能。     

复配固化剂对环氧沥青结构和性能的影响

在癸二酸中复配一定质量的甲基四氢苯(MeTHPA)或桐油酸酐(TOA)作为环氧沥青的固化剂,利用拉伸强度、针入度、DSC、DMTA测试,并结合拉伸破坏断面的光学显微镜和SEM分析,研究了复配固化剂对环氧沥青材料力学性能、固化热力学行为、固化体系微观结构等的影响。结果表明:复配固化剂MeTHPA和TOA的加入可以有效提高环氧沥青固化体系的拉伸强度和高温强度,缩短固化反应的诱导期,使固化反应由单独使用癸二酸的两步反应变为一步反应;可以同时提高环氧沥青固化体系中沥青相和环氧树脂相的玻璃化温度,增加固化体系的高温阻尼性能,也会使沥青在环氧树脂中的分散粒径变得不匀,固化体系拉伸断裂时由韧性断裂转为半脆性断裂。相对于复配TOA而言,在癸二酸中复配MeTHPA的影响更明显。     

复配固化剂对环氧沥青结构和性能的影响

在癸二酸中复配一定质量的甲基四氢苯(MeTHPA)或桐油酸酐(TOA)作为环氧沥青的固化剂,利用拉伸强度、针入度、DSC、DMTA测试,并结合拉伸破坏断面的光学显微镜和SEM分析,研究了复配固化剂对环氧沥青材料力学性能、固化热力学行为、固化体系微观结构等的影响.结果表明:复配固化剂MeTHPA和TOA的加入可以有效提高环氧沥青固化体系的拉伸强度和高温强度,缩短固化反应的诱导期,使固化反应由单独使用癸二酸的两步反应变为一步反应;可以同时提高环氧沥青固化体系中沥青相和环氧树脂相的玻璃化温度,增加固化体系的高温阻尼性能,也会使沥青在环氧树脂中的分散粒径变得不匀,固化体系拉伸断裂时由韧性断裂转为半脆性断裂.相对于复配TOA而言,在癸二酸中复配MeTHPA的影响更明显.     

环氧乳化沥青混合料性能试验研究

利用45°斜剪试验与拉拔试验确定环氧乳化沥青具有最强粘结强度来确定乳化沥青中环氧的掺量;然后用乳化沥青和最佳掺量的环氧改性乳化沥青作为沥青胶结料分别进行冷拌沥青混合料使用性能试验,试验结果表明:环氧乳化沥青比原样乳化沥青有更好的力学性能和路用性能,初步验证了环氧乳化沥青作为冷拌沥青混合料结合料的可行性。     

水性环氧-乳化沥青及其混合料性能研究

针对目前冷补沥青混合料存在的黏结性较差、初期强度较低、耐久性不足等问题,采用水性环氧树脂对乳化沥青进行改性,并结合室内试验,对水性环氧改性乳化沥青及其混合料的路用性能进行研究:分析不同水性环氧掺量下乳化沥青的黏度、力学性能、流变性能,并确定水性环氧掺量;确定混合料的设计参数及最佳乳液用量,并测试混合料的高温、低温、水稳定性能。研究表明:水性环氧树脂掺量大于20%时,能显著提高乳化沥青的黏度、黏结强度、高温性能以及耐久性能;相比于同等条件下于的热拌沥青混合料,水性环氧-乳化沥青混合料具有较高的热稳定性、水稳定性,但低温抗弯拉应变较小,抗裂性较差。     

道路沥青不同时间老化规律红外光谱微观分析

利用红外光谱（IR）分析的方法，对基质沥青和不同程度的老化沥青进行了试验，从物质微观方面分析了沥青的微观结构及分析了老化的成分变化。研究表明：沥青热老化作用下，沥青发生吸氧氧化，随着老化时间的增加，吸氧老化强度增加。     

新型开级配环氧沥青混合料EOGFC-10设计及性能研究

传统的开级配排水磨耗层多采用高粘沥青、橡胶沥青、SBS等热塑性改性沥青,存有耐久性差、抗疲劳弱等问题,环氧沥青具有比普通沥青优异的强度、耐久性、抗疲劳及抗老化性能。本文借鉴国外开级配排水磨耗层设计理念,采用自主研发的路用环氧沥青,开发开级配环氧沥青排水磨耗层混合料EOGFC-10,并通过大量的室内试验,评价开级配环氧沥青混合料的力学性能和路用性能,验证环氧沥青用于开级配排水磨耗层混合料的可行性。试验结果表明,研发的路用环氧沥青施工可容留时间120 min,满足路面施工组织要求。开级配环氧沥青混合料EOGFC-10,力学强度和高温性能优异,各项路用性能均满足技术要求。     

城市快速路钢箱梁桥环氧沥青混凝土铺装及施工工艺

目前钢桥面铺装常采用浇注式沥青、环氧沥青与改性沥青混凝土三种形式.通过研究,选择下层环氧沥青上层改性沥青混凝土复合路面结构作为城市快速路钢桥铺装形式.结合合肥地区的集料特征,开展了环氧沥青混凝土的配合比研究,确定了环氧沥青最佳用量,结果表明环氧混凝土具有较好的路用性能.     

时温对环氧沥青混合料性能的影响

环氧沥青混合料作为一种使用性能优异的高等级铺面工程材料,其热固性赋予沥青优良的物理、力学性能。然而环氧沥青在固化剂的官能团作用下,其化学反应复杂,反应过程受各种因素影响较大。从影响环氧沥青混合料性能的因素出发,通过超温、超时以及混合料在不同固化程度与试验温度条件下的试验研究,分析时间、温度等因素对环氧沥青混合料性能的影响,为九江长江二桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装施工提供技术保障。     

环氧沥青混合料路用性能研究

在研究国产环氧沥青开发的基础上,对国产环氧沥青混合料进行了马歇尔试验与路用性能的研究,寻求马歇尔试验的技术参数以及高温性能和水稳定性的控制指标,用以指导环氧沥青混合料的配合比设计。研究结果表明:国产环氧沥青混合料具有较好的水稳定性和路用性能。     

非金属粉/环氧树脂复合材料固化动力学

为了确定纸基印刷线路板非金属粉与环氧树脂体系的最佳固化工艺条件,采用差示扫描量热法(DSC)对环氧树脂(EP体系)、非金属粉/环氧树脂复合材料(NM-EP体系)和KH-550改性非金属粉/环氧树脂复合材料(K-NM-EP体系)的固化过程进行研究.结果表明:加入纸基印刷线路板非金属粉对各体系的固化反应过程有影响,使表观活化能提高,但不影响固化反应历程;动力学计算得到EP、NM-EP和K-NM-EP体系的最佳起始固化温度分别为333.15、353.15和343.15 K,后处理温度分别为453.15、423.15和393.15 K,固化温度均为373.15 K.     

环氧沥青混凝土的水损坏机理研究

利用冻融循环前后环氧沥青力学强度、吸水率、p H值以及DMA分析,并结合环氧沥青混凝土剥离断面的显微照片、环氧沥青的荧光显微照片,研究了环氧沥青混凝土在冻融循环实验条件下的水损坏机理。研究表明:环氧沥青混凝土在冻融循环条件下的水损破坏主要表现为,物理方面沥青相与环氧树脂以及集料分散情况的破坏,化学方面环氧树脂固化结构的破坏,即在冻融循环初期,水分子进入环氧沥青体系中造成环氧树脂发生水解,破坏环氧树脂的交联固化的分子结构;冻融循环后期,水分子使沥青相从环氧树脂固化系中逐渐析出,沥青逐渐析出固化体系,导致体系的分散结构,造成体系拉伸强度从5.12 MPa降低到3.46 MPa,降幅约32.42%,黏结强度从47.87 MPa降低到46.31 MPa,降幅为3.25%。     

纳米碳酸钙改性沥青的路用性能及机理研究

为了解纳米碳酸钙改性沥青的路用性能及改性机理，通过沥青及沥青混合料试验分析其路用性能，运用沥青的四组分分析、红外光谱和差示扫描量热分析等试验手段探讨改性机理．结果表明，纳米碳酸钙掺加到沥青中改善和提高了沥青性能；纳米碳酸钙加入基质沥青后，能与基质沥青形成均匀、稳定的共混体系，改善了沥青的高温性能．     

环氧沥青混合料在钢桥面铺装中的应用

基于AC-13级配对环氧沥青混合料进行配合比设计,通过路用性能试验对混合料的高温稳定性、低温抗裂性和抗滑性能进行系统研究,分析环氧沥青混合料施工质量控制的要点和特点,可为环氧沥青面层技术的应用提供依据.     

ERG树脂碎石薄层罩面的应用性能

采用室内试验和对比分析方法,从黏结性、变形协调性、施工和易性、抗滑性、耐磨耗性等方面研究了ERG树脂碎石薄层罩面在大跨径钢桥面环氧沥青铺装预防性养护应用中的材料性能.研究结果显示,ERG树脂碎石薄层罩面具有固化时间短、强度和变形能力较高、与环氧沥青铺装粘结良好、耐久性较好等特点,能够满足钢桥面环氧沥青铺装预防性养护的技术要求.     

基于红外光谱分析方法的沥青老化机理研究

利用红外光谱测试手段,探讨韩国SK AH—70沥青和SBS沥青在热老化作用下发生的化学组成变化情况,对于提高和控制路面使用性能有着重要的意义。     

环氧沥青混合料在高速公路养护工程中的应用研究

针对当前高速公路沥青路面的车辙问题,提出采用环氧沥青混合料提升沥青路面抗车辙性能的方法。设计不同养护时间下的环氧沥青混合料劈裂试验,验证其劈裂强度随养护时间变化的规律,对比SMA-13沥青混合料,分别评价环氧沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性,并依据镇溧(镇江—溧阳)高速公路的预防性养护工程对环氧沥青路面的性能进行验证,结果表明:环氧沥青混合料的马歇尔稳定度和劈裂强度与养护时间呈正相关关系;环氧沥青混合料的高温稳定性明显优于SMA-13沥青混合料,水稳定性较SMA-13沥青混合料稍优;利用环氧沥青混合料处置后的沥青路面的动稳定度可提高一倍,且通车7个月后车辙深度仍小于3mm。     

改性聚合物及其改性沥青及沥青混合料性能研究

针对传统沥青混合料外掺剂高、低温性能难以同时兼顾的矛盾,采取共混接枝改性的方法,制备了改性聚合物,实现了其性能可控。利用傅氏转换红外线光谱(FTIR)对改性聚合物进行了分析表征,并讨论了不同试验参数(如改性聚合物的量、拌和温度、拌和时间和混合料级配类型)对改性沥青及沥青混合料性能的影响。结果显示,所用改性聚合物能够改善沥青混合的高、低温性能,同时提高沥青混合料的高温抗车辙和低温抗裂能力,有效提高沥青混合料的路用性能。     

环氧沥青混凝土抗疲劳层对柔性基层长寿命沥青混凝土路面结构的影响

开发了一种适用于道路工程的新型环氧沥青,基于拉伸试验、黏度试验和荧光显微技术评价了其抗拉强度、断裂伸长率、黏度随时间增长规律和微观固化机理;设计了AC-13C环氧沥青混凝土,评价了其路用性能和疲劳特性,分析了普通沥青混凝土、SBS改性沥青混凝土与环氧沥青混凝土作为抗疲劳层材料对柔性基层长寿命沥青混凝土路面结构厚度与疲劳寿命的影响。试验结果表明:开发的环氧沥青抗拉强度为2.47 MPa,断裂伸长率为2.65,满足环氧沥青抗拉强度不小于1.5MPa、断裂伸长率不小于2的技术要求;环氧沥青黏度增长到1Pa·s的时间为54min,54min后,黏度迅速增大,因此,施工时环氧沥青混凝土的拌和、运输与摊铺总时间应控制在54min内;根据环氧沥青混凝土疲劳方程反推出当其疲劳寿命为10亿次时的疲劳应变极限为333με;相对于普通沥青混凝土和SBS改性沥青混凝土,环氧沥青混凝土抗疲劳层路面结构的疲劳寿命分别增大了2.92×10~5、4.39×10~3倍,沥青层厚度分别减小了18、10cm;环氧沥青的微观固化机理为环氧树脂与固化剂在沥青中逐渐从点到线、由线到网形成交联的三维网状结构。     

环氧沥青混凝土空隙率控制及其影响因素研究

空隙率是沥青路面施工质量控制中的关键技术指标之一,由于环氧沥青混凝土大多用在大跨径钢桥面铺装中,因此,对空隙率的要求更为严格．本文通过理论最大相对密度的不同计算方法、混合料的常温与高温固化反应以及改变试件不同的成型温度等试验的研究,分析比较各因素对空隙率的影响程度,指出固化反应和试件成型的温度的重要影响作用,并提出解决减少影响的方法,以满足环氧沥青混凝土的使用性能．