新型高性能坑槽冷修补材料研究与设计

发布时间：2020-07-19 07:03

【摘要】：坑槽病害是沥青路面诸多病害中最严重的病害,其破损面积大,不利于行车安全。由于沥青冷补料具有随取随用、可全天候修补、施工简单快捷、节能环保等诸多优点而被广泛应用于坑槽修补。但冷补料发展时间短,尤其对于溶剂型稀释沥青的冷补料,其初始稳定度较低,高温性能不佳,且耐水性不好。许多溶剂稀释型冷补料产品质量低,使用耐久性差,寿命短,往往在修补后短期内就要进行二次修补。且人们对于坑槽的修补仅仅重视冷补材料,而忽视了坑槽界面的修补效果,由于粘结不好,修复界面开裂也是坑槽修复后极为常见的二次破损类型之一。针对现有问题,本文先从坑槽界面的粘结修复出发,通过拉伸剪切测试研发了一种高效粘结的坑槽界面粘结剂,并且通过层间剪切试验和层间拉拔试验,分析其用量、环境温度、界面成型湿度对坑槽壁面粘结性能的影响,最后进行了抗裂试验,综合评价该坑槽界面粘结剂的实际应用效果,表明研制的坑槽界面粘结剂粘结强度高,抗裂性能好。本文接着从现有溶剂稀释型冷补料低温修补效果好、高温性能不佳的角度考虑,研发一种温拌冷铺型的沥青冷补液及其混合冷补料。首先从冷补液性能试验着手,考虑到聚氨酯优异的固化性能,选用聚氨酯预聚体对其进行改性,本文先对该冷补液稀释剂以及聚氨酯掺量进行了试验测定,确定了用量范围,再利用正交试验设计冷补液配方方案,分别进行拉拔试验、剪切试验分析其粘结性能,进行和易性试验分析其施工和易性能,进行马歇尔稳定度试验分析其混合料强度性能,最后优选出最佳方案作为冷补液的配比。并以该配比探讨本文研制的新型冷补液适用的结构类型,对沥青混合料级配结构及空隙率进行了研究,选择将常用的LB-13、AM-13、AC-13、SMA-13结构类型作为本文研究的试验对象,确定冷补料最佳级配结构。采用经验公式法,通过工作性检验及初始马歇尔稳定度进行室内试验确定冷补沥青液的最佳用量。最后,对研制的新型冷补沥青混合料的储存施工和易性、强度成型规律、水稳定性、高温稳定性以及低温抗裂性能进行了试验分析,此外还定义了沥青冷补混合料耐久性能,明确以高温水稳性能为耐久性试验指标,并与相关冷补料产品进行了性能对比。表明研发的新型冷补沥青混合料具有初始稳定度高、强度成型快、最终强度高、水稳定性好,高温性能优异等优点。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U414;U418.6
【图文】：

坑槽,沥青路面

万公里的高速公路，已经初步建成了国家高速公路网。公报进一步显示，随着新建公路里程的发展，养护公路里程也逐年升高，达到了 467.46 万公里，相比去年又增加了 8.万公里，其里程占总公路里程的 97.9%，由此可见，养护工作成为公路行业目前的一大问题，而沥青路面占我国高速公路总里程最多也是应用范围最广。一般沥青形式的路面在修筑通车后，经过 3 到 5 年的使用，经常会出现各类病害小到裂缝，大到车辙、拥包，更会出现坑槽等破损情况。坑槽损害尤为严重，占各类损害比例大，其形成过程特殊且复杂，是在车辆荷载、水和冻融循环等外界环境因素长期的交互耦合作用下，先由路面表层产生轻微裂缝，再逐步发展为松散、龟裂、沉陷，最终演化为尺寸大小不一的坑洞及洼地。据相关文献，坑槽引起车辆颠簸、振动产生的冲击荷载，是正常路面时的 1.5 至 2.0 倍[1]，危害极大，极易影响行车安全，引发各类交事故。且坑槽处容易渗入雨水和雪水，会加速破坏原有路面，进一步缩短道路使用寿命造成更大的经济损失，所以要求要及时有效果的修补沥青路面坑槽。

路线图,路线图,关键技术,绪论

本研究关键技术路线图

流程图,金属片,拉伸试验,搭接

环氧树脂基准配比固化剂填料稀释增韧剂促进剂最优配比图 2.2 拉伸剪切试件环氧胶黏剂配制流程图（3）粘结剂养生固化所示的金属剪切单搭接片尺寸见下图，试件根据 GB/T 7124-2008 要求制作而成。次试配的粘结剂根据规范及图示要求涂在剪切区域内，控制胶层厚度。由于考虑湿润响，将规范试验条件进行必要修改，根据实验条件的不同，可将搭接区域浸水湿润或置成干燥，在不同的温度下进行固化，固化时间为 1 天。

【参考文献】