基于水性环氧-乳化沥青的坑槽冷补料研究

摘要

坑槽是沥青路面使用过程中最为常见的一种破损形式，也是道路养护维修中最为突出、难处理的病害之一，严重降低路面使用品质，影响行车的舒适性和安全性，需及时修补。常规的修补方法主要包括热补法和冷补法，其中热补法修补工艺复杂，且受天气影响较大，而冷补法所采用的溶剂型冷补料、乳化沥青型混合料均存在粘结性差、初期强度低、耐久性差、易形成二次病害等问题，均存在一定的缺陷，所以亟需研发一种性能优良的坑槽修补材料。
　　本文针对目前坑槽冷补料存在的问题，结合水性环氧树脂成型快、粘结性高的特点以及乳化沥青常温流动性好的优势，研发一种新型的基于水性环氧-乳化沥青的坑槽冷补材料，并通过室内试验对水性环氧-乳化沥青胶结料及其混合料的相关性能进行测试、研究，具体研究如下:
　　1)水性环氧固化体系研究:以拉拔强度为指标，测试不同固化时间、温度、固化剂掺量下A、B两组水性环氧树脂的固化效果，并确定水性环氧树脂与固化剂的种类以及最佳掺配比例。结果表明B组水性环氧体系固化效果较好，水性环氧与固化剂掺配比例为1.5∶1时拉拔强度最高。
　　2)水性环氧-乳化沥青体系研究:测试不同水性环氧掺量下乳化沥青的流变性能、黏度、黏附性以及力学性能，并确定水性环氧树脂的外掺比例。结果表明环氧树脂能够大幅度的提升乳化沥青的高温性能、耐疲劳性能及粘结强度，综合考虑确定水性环氧外掺乳化沥青的比例为30％。
　　3)水性环氧-乳化沥青混合料配合比设计:测试不同级配、矿粉掺量、外加水掺量、水泥掺量下混合料的稳定度及体积参数，确定水性环氧-乳化沥青混合料的设计参数以及最佳乳液用量。试验确定水性环氧-乳化沥青混合料的级配为LB-13、外掺矿粉4％、外掺用水2％、外掺水泥用量为2％，最佳乳液用量为8.83％。
　　4)水性环氧-乳化沥青混合料性能测试:对比溶剂型冷补料、热拌沥青混合料，测试水性环氧-乳化沥青混合料的高温、低温、水稳定性。结果表明水性环氧-乳化沥青混合料具有较好的高温稳定性和水稳定性，但低温抗弯拉应变较小、抗裂性较差。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 冷补沥青混合料研究现状

1．2．2 水性环氧-乳化沥青及其混合料研究现状

1．3 主要研究内容及技术路线

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 技术路线

第二章 水性环氧树脂固化体系研究

2．1 水性环氧固化体系

2．1．1 水性环氧树脂

2．1．2 水性环氧固化剂

2．1．3 水性环氧体系固化机理

2．2 水性环氧树脂与固化剂的选择

2．2．1 水性环氧树脂与固化剂相容性分析

2．2．2 水性环氧树脂固化影响因素分析

2．2．3 水性环氧体系微观结构分析

2．3 本章小结

第三章 水性环氧-乳化沥青制备及性能研究

3．2 水性环氧-乳化沥青的制备

3．2．1 水性环氧乳液与乳化沥青相容性

3．2．2 水性环氧-乳化沥青体系制备顺序

3．3 水性环氧-乳化沥青性能研究

3．3．1 水性环氧-乳化沥青流变性能

3．3．2 水性环氧-乳化沥青黏度

3．3．3 水性环氧-乳化沥青黏附性

3．3．4 水性环氧-乳化沥青力学性能

3．4 水性环氧-乳化沥青性能影响因素研究

3．4．1 固化时间对环氧乳化沥青影响

3．4．2 固化温度对环氧乳化沥青影响

3．5 本章小结

第四章 水性环氧-乳化沥青混合料设计方法及路用性能研究

4．2 水性环氧-乳化沥青混合料强度形成机理

4．3 水性环氧-乳化沥青混合料配合比设计方法

4．3．1 原材料技术性质

4．3．2 矿料级配确定

4．3．3 矿粉及用水量确定

4．3．4 水泥用量确定

4．4 试验方法研究

4．4．1 拌和顺序确定

4．4．2 击实方法的确定

4．4．3 养生条件的确定

4．5 最佳乳液用量确定

4．6 水性环氧-乳化沥青混合料性能研究

4．6．1 水稳定性

4．6．2 高温稳定性

4．6．3 低温抗裂性

4．7 本章小结

5．1 主要结论

5．2 论文创新点

5．3 建议与展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果