高模量雾封层材料的制备及其路用性能研究

发布时间：2020-07-07 22:18

【摘要】：在沥青路面的服役过程中,混合料中的沥青受紫外、水损和交通载荷的作用下易发生老化,致使路面产生裂缝、车辙和集料剥落等病害。雾封层技术是一种有效的针对沥青路面初期病害的预防性养护技术手段,论文研究制备了一种高模量改性乳化沥青型雾封层材料。首先,以抗车辙母粒和C9石油树脂两种高模量改性材料对三种70#基质沥青进行调和,通过抗老化性能、温度敏感性和离析性能对不同比例下的调和沥青进行性质考察。研究结果表明:抗车辙母粒和SK70#沥青调和得到的产品性能最优;外掺质量比15%的抗车辙母粒时,软化点升高至55℃。在调和沥青的基础上,使用SBS和SBR两种高分子聚合物改性剂对其进行改性。试验结果表明:两种改性剂均可提高调和沥青的软化点和延度,还可有效改善其温度敏感性和弹性回复能力;SBS和SBR也会降低沥青的相位角,提高沥青的复数剪切模量和车辙因子。随后,对沥青与橡胶之间的滑动摩擦系数进行了研究和分析:抗车辙母粒和C9石油树脂添加至SK70#沥青后均会引起沥青与橡胶之间摩擦系数值降低。同等添加量下,抗车辙母粒对沥青摩擦系数的降低程度低于C9石油树脂。使用SBS和SBR进行改性后,改性沥青与橡胶之间摩擦系数值升高,同等添加量下,SBS改性沥青的摩擦系数值高于SBR改性沥青,SBS添加量为5%时可使调和沥青摩擦系数提高19.11%。采用胶体磨对质量比为SK70#沥青:抗车辙母粒:SBS=100:15:5.75的改性沥青进行乳化,制备的乳液微粒平均粒径为3.68μm,五天稳定性为4.86%。将该乳液应用至京沪高速路面养护项目后,极大改善了路面缺油、泛白和集料脱落的情况,取得了良好的养护效果。
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U414
【图文】：

来衡量路面质量的指标，根据被测样本单元表面观察到的遇险情况用于评估路面的表面逡逑状况％９１。不同的路面ＰＣＩ指数等级表示了路面受破坏的程度，针对不同损坏程度的路逡逑面需要采取特定的技术进行养护。路而ＰＣＩ指数与养护等级的关系如图１．１所示逡逑由图１．１可知，在路面投入使用初期，ＰＣＩ指数从１００缓慢下降到８０，随着路面使逡逑用年限的延长，ＰＣＩ指数快速下降并在最后趋于稳定。ＰＣＩ指数越低表明沥青路面状况逡逑越差。当ＰＣＩ＞８０时，可采用雾封层等手段进行养护；对于ＰＣＩ指数更低的路面，可采逡逑取碎石封层、稀浆封层等手段进行养护；若ＰＣＩ＜２０，则要对该路面进行全面翻修。结逡逑合沥青路面病害类型和ＰＣＩ指数对其及时进行养护是延长沥青路面服役寿命的关键。逡逑

面留下一层均匀的沥青薄膜。致密的沥青薄膜可有效封闭目标路面，抵御紫外线、雨水逡逑对目标路面的进一步老化、侵蚀，同时增强了细集料之间的粘附性，避免了集料的进一逡逑步脱落和发丝型裂缝的持续扩张，其作业示意图如图１．２所示。逡逑改性乳化沥青喷洒逡逑／／ＩＷ逦／／ＩＷ逡逑／／｜＼＼逦／／ＩＷ逡逑／／｜＼邋＼逦／／ＩＩ邋＼逡逑／邋／邋ｎ邋＼逦／邋／邋ｎ邋＼逡逑／邋Ｉ邋］邋＇邋＼逦／邋／邋｜邋＇邋＼逡逑ｒｒｄ邋十－逡逑ＣｊＫ邋ｎ邋－邋Ｌ＼逦邋ｋｌｌＬ逡逑图１．２雾封工艺作用示意图逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｆｏｇ邋ｓｅａｌｉｎｇ邋ｐｒｏｃｅｓｓ逡逑除此之外，雾封层在施工完成后，会持续向路面深处渗透，与原路面中的老化沥青逡逑缓慢融合。在此过程中，雾封层原料会补充老化沥青中的轻组分含量，对老化沥青的芳逡逑香分、饱和分、胶质、沥青质进行重新调和，使沥青的胶体结构从凝胶型／溶－凝胶型向逡逑溶胶型转变，恢复老化沥青的软化点、针入度、延度等性质，改善其流动状况和粘结能逡逑力，此过程即为再生过程。在实际养护项目中，可根据不同目标路面中沥青的老化程度逡逑调节雾封层原料的性质。逡逑１．３．３雾封层技术存在的问题逡逑雾封层技术相较于其他预防性养护技术手段，具备操作简便、施工时间短、施工成逡逑本低等优点，但是采用该方法进行路面养护后会造成路面抗滑值的降低。原因在于乳化逡逑沥青在路面上固化形成的一层沥青薄膜会降低原路面的构造深度

（１）粘附摩擦逡逑当两个摩擦元件之间的发生接触时，接触点之间发生粘着作用，粘附功的产生实际逡逑上是接触点上反复发生的粘着被破坏的结果。粘附摩擦的动态滑动模型如图１．３所示。逡逑（ａ）逦＾逦￣｜逦￣￣逡逑７７７７ｒ７７Ｔ７７７７７７７７７７７／７７７７７７７７７７７７７７７７７７７７７７７７７７７７７＇逡逑（ｂ）逡逑７７７７７７７７７７７ｙｙ７７７７７７７７７７７７７７７７７７７７７７７７７７７７７／７７７７７＇逡逑⑷－１N上＿逡逑图１．３粘附摩擦机制逡逑Ｆｉｇ．邋１．３邋Ａｄｈｅｓｉｏｎ邋ｆｒｉｃｔｉｏｎ邋ｍｅｃｈａｎｉｓｍ逡逑如图Ｌ３所示，Ａ点为发生粘附现象的接触点，当滑动单元以一定速度位移一段距逡逑离后，点Ａ由于粘附作用仍位于原来的位置上。此时，粘弹体滑动单元的拉伸力增加，逡逑弹性势能储存在粘附元件上。滑动单元继续以速度Ｖ滑动，在某一时刻Ａ点的粘附作逡逑用被破坏，储存的能量会因此失去一部分，而此时在Ａｆ点又形成新的粘附点。在粘附摩逡逑擦中，随着滑动速率的增加分子间剪切破坏力增加，分子化学键的数目降低。两种现象逡逑

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本文编号：2745686