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2.92×10⁵、4.39×10³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。     

环氧沥青配比对混合料路用性能影响

为掌握环氧沥青配比对混合料路用性能影响,以不同环氧树脂∶固化剂制备环氧体系,并将其以不同掺量对基质沥青进行改性,进而成型相应混合料试件进行路用性能试验研究。结果表明:环氧沥青混合料高温稳定性、水稳定性和抗老化性能均随沥青中环氧体系比例的增加而增强,同时随环氧体系中环氧树脂比例的增加呈先增加后降低趋势,环氧树脂∶固化剂为3∶1时上述三方面性能最好;环氧沥青混合料低温抗裂性随沥青中环氧体系比例的增加先增强后减弱,环氧体系∶基质沥青为45∶55时效果低温性能最好,同时随环氧体系中环氧树脂比例的增加逐渐增强。推荐采用环氧树脂∶固化剂为3∶1,环氧体系∶基质沥青为45∶55制备环氧沥青混合料。     

水性环氧树脂改性乳化沥青混凝土性能的探究

乳化沥青混凝土在现代化建设中的应用越来越广泛,其性能是保障工程质量的重要因素。当前应用的主要养护材料有SBS改性乳化沥青、普通乳化沥青和SBR改性乳化沥青等,将水性环氧树脂应用于乳化沥青混凝土中,能够使得其性能大大增强。本文将通过分析水性环氧树脂的固化特点,确定水性环氧树脂掺量不同对于乳化沥青混凝土性能的影响。乳化沥青混凝土的后期强度与早期强度,能够通过添加水性环氧树脂得到增强,尤其是对于后期强度而言,能够得到明显的提升,能够使得乳化沥青混凝土水稳定性得到加强。     

固化剂乳化型水性环氧乳化沥青及稀浆混合料性能研究

用"固化剂乳化型"水性环氧体系作为新型聚合物改性剂制备水性环氧改性乳化沥青,以其作为胶结料应用于微表处罩面能有效改善常规微表处存在的耐久性差、耐候性欠佳、抗剪切破坏能力不足等缺陷,结果表明:水性环氧固化体系的掺入,使乳化沥青体系具备更好的力学强度;水性环氧固化体系能有效提升乳化沥青稀浆混合料的耐磨耗性能,综合考虑性能和...     

环氧沥青混凝土施工关键工艺

环氧沥青混凝土是通过在沥青中添加热固性环氧树脂和固化剂,经固化反应而形成的一种强度高、韧性好的沥青混凝土。将这种材料用作钢桥面铺装的国家主要有美国、日本、加拿大、荷兰和澳大利亚,其中美国应用最为广泛。近年来我国也开始采用环氧沥青混凝土铺装层,研究成果首次在南京长江第二大桥施工中得以成功应用。但也有不成功的例子。总的来说环氧沥青混凝土在我国应用的还比较少,但其优越的使用性能为我国大跨径钢桥桥面铺装提供了新的选择,有着广阔的应用前景。     

苏通大桥环氧沥青混凝土施工技术

性能优良的钢桥面环氧沥青混凝土具有良好的高温稳定性、低温抗裂性和变形的追从性,但由于环氧沥青混凝土固化后的不可逆性,它对施工全过程的要求非常严格,施工工艺复杂。文章通过苏通大桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装的实践,分析了在气候条件恶劣、特别是风况复杂的桥区,进行大规模环氧沥青混凝土铺装的施工工艺改进情况。     

环氧沥青在钢桥面铺装中的应用

环氧沥青混凝土具有很高的强度、优良的耐疲劳和耐腐蚀性能,优良的高温稳定性和水稳定性,并且在低温条件下的收缩系数与钢板相近,因此环氧沥青混凝土适合用作大跨度钢桥桥面铺装材料。     

冻融作用下的沥青混合料力学特性

冻融损坏是冰冻地区沥青混合料的主要破坏形式。通过冻融循环作用下的沥青混合料单轴压缩和劈裂强度试验,分析了冻融循环次数、油石比等因素对沥青混合料力学特性的影响。试验得出,冻融循环次数和油石比对混合料的抗压和劈裂抗拉特性均有影响,油石比越小,影响越明显;在最佳油石比5.5%时,混合料的抗冻性能最好;冻融循环次数对沥青混合料力学特性的影响逐渐减弱,在10~12次冻融循环后,沥青混合料冻融后的强度和模量损失率均逐渐趋于稳定。     

多孔改性混凝土结构抗冻融性能研究

针对国内外研究空隙型多孔改性混凝土结构抗冻融少的现状,通过结构特性影响分析及抗冻融性能试验,分析了多孔改性混凝土结构抗冻融性能,结果显示,多孔改性混凝土经冻融循环后,其抗弯拉强度大幅降低,抗冻融性系数随冻融次数增加而增大,相对动弹模随冻融循环次数增加而逐渐降低.通过研究冻融破坏机理,为采取措施提高多孔改性混凝土的抗冻融性能提供理论依据.     

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。     

环氧沥青混合料性能影响因素研究

通过对不同条件下环氧沥青混合料技术性能指标的测试,分析了不同影响因素对混合料性能的影响规律。结果表明:采用体积设计法设计的级配与美国推荐级配相比,可显著降低沥青用量,且性能指标满足各项要求;环氧树脂掺量增加可显著提高混合料的马歇尔稳定度和劈裂强度,同一环氧树脂掺量,油石比增大时,马歇尔稳定度先增大后减小,且在6.5%油石比时出现峰值;养护模式的不同对环氧沥青混合料的马歇尔体积性能指标、稳定度和劈裂强度有较明显的影响;环氧树脂混合料在60℃条件下养护7d后具有优良的高温稳定性能。     

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。     

冻胀冻融作用下材料劣化对板式无砟轨道性能的影响

以哈大高速铁路路基冻胀区板式无砟轨道为研究对象,开展了快速冻融循环作用下C60、C40混凝土和砂浆材料标准立方体试件轴心受压和劈裂抗拉破坏试验,研究了冻融循环作用下材料性能劣化规律;在此基础上,建立了考虑限位凸台、环形树脂和层间黏结接触性能的CRTS Ⅰ板式无砟轨道-路基冻胀冻融空间有限元模型,研究了冻融损伤后轨道的静力特性,揭示了底座板的受力状态与损伤特征。研究结果表明：提高混凝土强度等级可显著减缓冻融循环对材料的劣化剥蚀作用,冻融循环加剧会导致结构界面接触状态显著恶化;随着冻融循环作用次数的增加,砂浆层和底座板材料性能劣化显著,弹性模量、层间黏结强度和轴心抗拉强度均大幅减小;与未冻融工况相比,300次冻融循环后,C60、C40混凝土和砂浆的峰值抗压强度降幅分别为14.7%、34.6%和29.9%,C60混凝土与砂浆胶结界面轴心抗拉强度降幅达到90.6%,C60、C40混凝土和砂浆轴心抗拉强度降幅均超过56%;在典型冻胀条件(冻胀波长为10 m,冻胀峰值为8 mm)下,冻胀中心处轨道各结构层上表面均受最大拉应力,在冻胀波脚处出现最大压应力;随着冻融循环次数的增加,轨道板和底座板所受最大拉应力亦不断增加。可见,在设计寒区板式无砟轨道时,底座板为主要控制性构件,底座板中部冻胀为最不利工况。     

富水条件下沥青混凝土疲劳性能试验研究

根据厚沥青面层自身的受力特点,采用应力控制模式对高速公路沥青路面下面层常用AC-25沥青混凝土进行无水和富水条件下间接拉伸疲劳试验,得到不同应力水平作用下的疲劳试验结果,回归建立了应力-疲劳方程,并从疲劳寿命、疲劳方程特征参数、疲劳破坏形态等方面分析了水对沥青混凝土疲劳性能的影响.研究结果表明,在相同的应力水平作用下,富水沥青混凝土疲劳寿命仅约为无水沥青混凝土的24%～30%;沥青混凝土的应力水平与疲劳寿命在双对数坐标中呈现较好的线性关系,可为沥青路面疲劳寿命预估提供依据;富水状态下试件疲劳破坏表现为剪切和劈裂联合作用形式,充分证明用冻融循环处理条件模拟沥青混凝土富水状态的合理性.     

水对沥青混合料疲劳寿命影响的试验研究

用冻融循环模拟沥青混合料的水损坏状态,采用劈裂疲劳试验分析对比了水对AC-25沥青混合料疲劳特性的影响。研究指标包括:破坏形式差异、疲劳寿命差异、疲劳参数差异以及级配。分析表明:经过1次冻融循环后的破坏劲度模量比未冻融时低约27%;在水损害状态下,沥青混合料的疲劳寿命较普通状态下大为缩短;且沥青混合料试样的疲劳寿命对应力水平更为敏感;沥青混凝土的抗疲劳性能从优到劣的集料级配排序为粗级配、细级配、级配中间值。     

冻融混凝土本构关系与孔结构特征研究

为分析冻融循环作用下混凝土材料的静态力学性能,并探讨立方体试块轴向压缩破坏过程和形态,依据慢冻法试验标准开展了混凝土冻融循环试验,测定未冻融、冻融25次、冻融50次及冻融75次混凝土的单轴压缩应力应变曲线和劈裂拉伸强度;结合孔隙结构的电镜扫描图像分析其劣化成因;同时利用ABAQUS有限元软件及混凝土损伤塑性模型对混凝土立方体试块的轴向压缩破坏过程及破坏形态进行数值模拟.试验结果表明:混凝土抗压强度、弹性模量和抗拉强度随冻融循环次数的增加而降低,变形增大;冻胀作用导致混凝土内部结构疏松造成其宏观力学性能劣化;数值模拟表明,立方体试件在压缩过程中竖直方向缩短、水平方向膨胀,裂缝在产生最大拉伸应变的区域扩展并最终形成四角锥破坏形态.     

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。     

我国大跨径桥梁钢桥面铺装材料应用现状

基于我国大跨径桥梁钢桥面铺装材料及铺装结构的应用现状,分析了浇注式沥青混凝土、改性沥青SMA、环氧沥青混凝土的优缺点,并就此提出了适合我国自然条件及交通条件下的大跨径钢桥面铺装材料的结构类型为双层环氧沥青混凝土。