优异应用性能的环氧沥青材料制备与表征

摘要

环氧沥青是指将环氧树脂加入沥青中，而后加入合适的固化剂，在与固化剂发生固化反应之后形成不可逆的固化物。环氧沥青具有高强度与高刚性、优良的疲劳性、良好的粘结性以及耐久性，广泛应用于钢桥桥面铺装、隧道内铺筑低噪声铺面、公共汽车停车站、公路和城市道路、机场道面抗滑面层、广场铺面以及其他特殊要求地段的铺装。对城市及道路交通建设具有十分重要的作用。 本文对基质沥青进行顺酐化改性的基础上，加入含有特定官能基团的脂肪族多元醇，与游离的顺酐进行酯化反应，然后再加入合适的固化剂、乳化剂及其它添加剂制成环氧改性沥青B组分；选择双酚A型环氧树脂作为环氧改性沥青A组分，制备得到环氧沥青结合料和粘结层。 通过离析试验研究了环氧沥青B组分的热储存稳定性，上下软化点之差小于2.5℃，说明本文制备的环氧沥青B组分具有很好的热均匀稳定性；使用荧光照相技术分析了环氧沥青B组分的微观相态，提出了在该体系中沥青作为分散相的相态结构，分析了在温度和时间的影响下B组分微观结构的变化情况；并使用WDW-20型电子万能试验机测定了材料的拉伸强度和断裂延伸率，环氧沥青在120℃储存7天的过程中，前5天断裂延伸率变化不大，而拉伸强度在第2天时，出现一个峰值。 对环氧沥青结合料、粘结层及环氧沥青混凝土的性能进行了测试，结果显示环氧沥青结合料在120℃、12小时条件下固化后平均拉伸强度达到2.4MPa，平均断裂延伸率为292.3％；环氧沥青B组分在120℃下储存5天后，在120℃、12小时条件下固化物平均拉伸强度5.34MPa，平均断裂延伸率为21096，可以满足施工期间的高温储存要求。环氧沥青粘结层两组分的混合温度为120±1℃，平均拉伸强度6.80MPa，平均断裂延伸率达到204.1％，养护后的试件与水泥混凝土的拉拔强度2.0MPa，与钢板的拉拔强度可以达到7.8MPa，与混凝土的剪切强度为2.2 MPa。模拟自然环境下的使用情况，一周后环氧沥青的拉拔和剪切性能超过SBS沥青，固化的环氧沥青混凝土的马歇尔强度为56.87kN，流值47.4(0.1mm)，空隙率为1.5％。环氧沥青混合料和钢板面共同构成的复合梁在5kN、10Hz的正弦波加载下经历1，200万次的挠动后，挠度差没有变化，没有裂纹，基本没有损伤。经过汽油或柴油的浸泡，质量损失小于8％。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 绪论

1.1道路沥青发展概述

1.1.1沥青混合料及其发展

1.1.2我国沥青道路发展概况

1.1.3铺面的损坏类型及对沥青的特性要求

1.2环氧沥青的研究现状及主要特点

1.2.1环氧沥青的研究现状

1.2.2环氧沥青的主要特点

1.2.3环氧沥青混凝土

1.3环氧沥青的应用及其存在问题

1.3.1环氧沥青的应用

1.3.2环氧沥青研制和应用中存在的主要问题

1.4本文的研究意义及主要工作

1.4.1本文的意义

1.4.2本文主要工作

1.5本章小结

第二章 环氧沥青材料制备

2.1环氧沥青

2.1.1沥青

2.1.2环氧树脂

2.2环氧沥青制备

2.2.1环氧沥青B组分的化学改性

2.3环氧沥青的固化机理

2.4环氧沥青的试验制备过程

2.5本章小结

第三章 环氧沥青B组分的高温稳定性

3.1离析试验

3.1.1试验过程

3.1.2试验结果与分析

3.2微观形态下稳定性的分析

3.2.1环氧沥青B组分的微观结构

3.2.2时间对环氧沥青B组分微观结构的影响

3.3高温储存对环氧沥青结合料力学性能影响

3.4试验结果

3.5本章小结

第四章 环氧沥青结合料的性能测试

4.1环氧沥青结合料指标

4.2流变学测量和直接拉伸试验

4.2.1流变学测量

4.2.2直接拉伸试验

4.3试验结果与分析

4.3.1顺酐化的影响

4.3.2拉伸试验结果

4.4本章小结

第五章 环氧沥青粘接层性能测试

5.1环氧沥青粘结层性能测定

5.1.1粘结层固化过程中粘度与时间的关系

5.1.2温度对于粘结层材料粘时曲线的影响

5.1.3粘结层的粘结性能

5.2本章小结

第六章 环氧沥青混凝土

6.1环氧沥青混凝土指标

6.2马歇尔试验

6.2.1试样准备

6.2.2试验结果与分析

6.3车辙试验

6.3.1试样准备

6.3.2试验结果与分析

6.4混合料的抗疲劳性能

6.4.1试验准备

6.4.2试验终止

6.4.3结果及结果分析

6.5混合料的浸泡性能

6.6本章小结

第七章 结论

参考文献

致谢

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