基于融雪破冰功能的橡胶颗粒微表处混合料设计研究
发布时间：2021-07-25 17:19
我国西北地区日温差大,冬季寒冷干燥,道路积雪结冰现象日益严重,导致交通事故率明显增加。为了保障人们的安全出行,本文基于等体积设计法,研发了一种具有融雪除冰功能的橡胶颗粒微表处混合料。主要从配合比设计、路用性能和融雪破冰性能三方面展开课题研究。具体研究如下:由橡胶颗粒微表处混合料的配合比设计研究表明:水泥掺量对橡胶颗粒微表处混合料的路用性能有一定的影响,当水泥掺量为2%时,橡胶颗粒微表处的各项性能指标均符合规范标准;随着橡胶颗粒掺量增大,橡胶颗粒微表处混合料的黏聚力逐渐降低,当橡胶颗粒的最佳掺量为4%时,橡胶颗粒微表处混合料的黏聚力可以满足快速开放交通的要求;通过湿轮磨耗试验和负荷轮粘附砂试验确定橡胶颗粒微表处的最佳油石比为7.3%。掺加橡胶颗粒后,微表处混合料的低温抗裂性和抗滑性得到明显改善,但其耐磨耗性、水稳定性和抗车辙性随着橡胶颗粒掺量的增加而逐渐降低;相同掺量下,粒径大的橡胶颗粒的各项路用性能均优于粒径小的橡胶颗粒。负荷轮碾压破冰试验表明:和普通微表处相比,橡胶颗粒微表处具有破冰的特性,橡胶颗粒的粒径越大,掺量越多,冰层越薄,其破冰效果越好。
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
冰雪天道路的运营情况与危害为了减少交通事故的发生，保障道路畅通和行车安全，寻找既有效
全日制工程硕士论文17改性剂掺配到皂液中，然后与沥青一起进入胶体磨制作改性乳化沥青；④将胶乳改性剂、皂液、沥青同时倒入胶体磨制作改性乳化沥青。（1）先乳化后改性这是一种简单的制作改性乳化沥青的方式。生产工序是将皂液和热沥青一起倒入胶体磨制成乳化沥青，然后将胶乳改性剂加入乳化沥青中通过机械搅拌的方式制成改性乳化沥青。该方法的优点是对设备要求低，操作简便，缺点是只适合胶乳类改性剂，且改性乳化沥青的储存稳定性较差。先乳化后改性生产工艺流程图如图2.1所示。（2）边乳化边改性这是国外常用的一种制作改性乳化沥青的方法。生产工序是将改性剂、乳化剂、水等混合后再与热沥青一起进入胶体磨制成改性乳化沥青。将胶乳掺配到皂液中的方法，其优点是不需对生产设备做改动，用这种方法生产出的改性乳化沥青粘度大、固含量高、储存稳定性好；缺点是对改性剂的剂量有一定的限制，且要求改性剂胶乳能承受皂液的PH值。而将胶乳改性剂与乳化剂等直接混合的方法可以克服皂液PH值的影响，但需对设备进行必要的改进。边乳化边改性生产工艺流程图如图2.2所示。（3）先改性后乳化该方法是将改性沥青加热到一定温度后，再与皂液一起进入胶体磨制成改性乳化沥青。这种生产工艺操作复杂，对材料和设备的要求高，生产出的改性乳化沥青用于拌和类型的施工时，其使用效果不好。先改性后乳化生产工艺流程图如图2.3所示。本文根据室内设备情况，考虑到可操作性，决定采用先乳化后改性的生产工艺方法来制作改性乳化沥青。图2.1先乳化后改性生产工艺流程图
基于融雪破冰功能的橡胶颗粒微表处混合料设计研究18图2.2边乳化边改性生产工艺流程图图2.3先改性后乳化生产工艺流程图2.2.4改性乳化沥青的制备流程本文采用先乳化后改性的生产工艺方法来制备改性乳化沥青，具体步骤如下：称量好适量的乳化剂和氯化钙放入烧杯中，将热水倒入烧杯中，稍作搅拌，待氯化钙完全溶解后，加入适量盐酸调节PH值至2~3，不断搅拌直至乳化剂在含有盐酸的溶液中充分溶解。待温度降至65~70℃，将皂液匀速缓慢地倒入胶体磨中，打开胶体磨，剪切数秒后，将加热到130~140℃的镇海90#基质沥青，缓慢匀速倒入胶体磨中，沥青的加入速度以乳液不爆沸，液面不产生大量气泡为准。边倒边用玻璃棒快速搅拌，直至称量好的沥青加完为止，乳化3min后关闭胶体磨。打开胶体磨的阀门让乳化沥青缓慢流出，然后将称量好的SBR胶乳加入乳化沥青中，不断搅拌使其完全溶解在乳化沥青中。油水比为62:38，乳化剂用量为1.6%，稳定剂用量为0.2%，SBR胶乳用量为3%。常温下将水性环氧树脂和水性环氧固化剂以1:1的质量比例拌和均匀，待SBR改性乳化沥青冷却至室温时加入水性环氧树脂乳液并不断搅拌，使水性环氧树
【参考文献】：
期刊论文
[1]废旧橡胶粉干法微表处混合料微观形貌结构表征[J]. 庄传仪,叶亚丽,王莉,李红阳,郭金科. 公路. 2020(04)
[2]水性环氧树脂改性乳化沥青胶结料界面粘结性能研究[J]. 陈淼荥. 公路交通技术. 2019(05)
[3]聚酯纤维-橡胶颗粒微表处混合料路用性能与降噪特性[J]. 邓育训,曹俊昌,王宏. 公路. 2019(10)
[4]SBR改性乳化沥青对路面层间粘结效果的影响[J]. 靳庆霞,彭斌,田亚磊,乔建刚. 河北工业大学学报. 2019(05)
[5]掺加RAP的微表处混合料性能研究[J]. 樊尚志,张雅杰. 新型建筑材料. 2019(09)
[6]热阻微表处材料制备与性能研究[J]. 陈才敏,朱勇强,谢海彬,孙晓龙. 公路. 2019(07)
[7]季节性冻土区沥青路面融雪剂凝冰点测试[J]. 李萍,魏西应,念腾飞,刘洋,毛昱. 硅酸盐通报. 2019(05)
[8]纤维微表处路用性能的影响因素[J]. 孙增智,薛博,陈华鑫. 筑路机械与施工机械化. 2019(03)
[9]水性环氧树脂改性乳化沥青高温性能试验研究[J]. 周卫峰,董利伟,宋晓燕,杨志伟. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2019(04)
[10]自融雪沥青罩面混合料设计及性能研究[J]. 张晓光. 华东公路. 2019(01)
博士论文
[1]色彩耐久型彩色沥青路面的研究及应用[D]. 张恺.武汉理工大学 2016
[2]基于离散元方法的橡胶颗粒沥青混合料疲劳性能与破冰机理研究[D]. 张洪伟.长安大学 2012
硕士论文
[1]城市道路沥青路面融雪剂损害研究[D]. 刘毅豪.河南大学 2019
[2]基于离散元方法的不同温度下沥青混合料的宏细观形变研究[D]. 张敏.长安大学 2019
[3]水性环氧乳化沥青及其混合料性能研究[D]. 余定洋.重庆交通大学 2018
[4]高弹/蓄盐类沥青混合料关键技术研究[D]. 常荣华.重庆交通大学 2018
[5]橡胶颗粒沥青路面结构及破冰性能研究[D]. 任寻.重庆交通大学 2018
[6]高速公路除冰融雪技术应用研究[D]. 谢康.合肥工业大学 2018
[7]基于离散元非均质沥青混合料开裂与蠕变行为研究[D]. 郭学南.沈阳建筑大学 2018
[8]水性环氧微表处技术研究[D]. 王兆宇.长安大学 2017
[9]基于离散元法的沥青混合料压实过程研究[D]. 姬蒙.长安大学 2017
[10]融雪除冰环氧沥青混合料性能研究[D]. 夏雨雨.东南大学 2017
本文编号：3302447
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
冰雪天道路的运营情况与危害为了减少交通事故的发生，保障道路畅通和行车安全，寻找既有效
全日制工程硕士论文17改性剂掺配到皂液中，然后与沥青一起进入胶体磨制作改性乳化沥青；④将胶乳改性剂、皂液、沥青同时倒入胶体磨制作改性乳化沥青。（1）先乳化后改性这是一种简单的制作改性乳化沥青的方式。生产工序是将皂液和热沥青一起倒入胶体磨制成乳化沥青，然后将胶乳改性剂加入乳化沥青中通过机械搅拌的方式制成改性乳化沥青。该方法的优点是对设备要求低，操作简便，缺点是只适合胶乳类改性剂，且改性乳化沥青的储存稳定性较差。先乳化后改性生产工艺流程图如图2.1所示。（2）边乳化边改性这是国外常用的一种制作改性乳化沥青的方法。生产工序是将改性剂、乳化剂、水等混合后再与热沥青一起进入胶体磨制成改性乳化沥青。将胶乳掺配到皂液中的方法，其优点是不需对生产设备做改动，用这种方法生产出的改性乳化沥青粘度大、固含量高、储存稳定性好；缺点是对改性剂的剂量有一定的限制，且要求改性剂胶乳能承受皂液的PH值。而将胶乳改性剂与乳化剂等直接混合的方法可以克服皂液PH值的影响，但需对设备进行必要的改进。边乳化边改性生产工艺流程图如图2.2所示。（3）先改性后乳化该方法是将改性沥青加热到一定温度后，再与皂液一起进入胶体磨制成改性乳化沥青。这种生产工艺操作复杂，对材料和设备的要求高，生产出的改性乳化沥青用于拌和类型的施工时，其使用效果不好。先改性后乳化生产工艺流程图如图2.3所示。本文根据室内设备情况，考虑到可操作性，决定采用先乳化后改性的生产工艺方法来制作改性乳化沥青。图2.1先乳化后改性生产工艺流程图
基于融雪破冰功能的橡胶颗粒微表处混合料设计研究18图2.2边乳化边改性生产工艺流程图图2.3先改性后乳化生产工艺流程图2.2.4改性乳化沥青的制备流程本文采用先乳化后改性的生产工艺方法来制备改性乳化沥青，具体步骤如下：称量好适量的乳化剂和氯化钙放入烧杯中，将热水倒入烧杯中，稍作搅拌，待氯化钙完全溶解后，加入适量盐酸调节PH值至2~3，不断搅拌直至乳化剂在含有盐酸的溶液中充分溶解。待温度降至65~70℃，将皂液匀速缓慢地倒入胶体磨中，打开胶体磨，剪切数秒后，将加热到130~140℃的镇海90#基质沥青，缓慢匀速倒入胶体磨中，沥青的加入速度以乳液不爆沸，液面不产生大量气泡为准。边倒边用玻璃棒快速搅拌，直至称量好的沥青加完为止，乳化3min后关闭胶体磨。打开胶体磨的阀门让乳化沥青缓慢流出，然后将称量好的SBR胶乳加入乳化沥青中，不断搅拌使其完全溶解在乳化沥青中。油水比为62:38，乳化剂用量为1.6%，稳定剂用量为0.2%，SBR胶乳用量为3%。常温下将水性环氧树脂和水性环氧固化剂以1:1的质量比例拌和均匀，待SBR改性乳化沥青冷却至室温时加入水性环氧树脂乳液并不断搅拌，使水性环氧树
【参考文献】：
期刊论文
[1]废旧橡胶粉干法微表处混合料微观形貌结构表征[J]. 庄传仪,叶亚丽,王莉,李红阳,郭金科. 公路. 2020(04)
[2]水性环氧树脂改性乳化沥青胶结料界面粘结性能研究[J]. 陈淼荥. 公路交通技术. 2019(05)
[3]聚酯纤维-橡胶颗粒微表处混合料路用性能与降噪特性[J]. 邓育训,曹俊昌,王宏. 公路. 2019(10)
[4]SBR改性乳化沥青对路面层间粘结效果的影响[J]. 靳庆霞,彭斌,田亚磊,乔建刚. 河北工业大学学报. 2019(05)
[5]掺加RAP的微表处混合料性能研究[J]. 樊尚志,张雅杰. 新型建筑材料. 2019(09)
[6]热阻微表处材料制备与性能研究[J]. 陈才敏,朱勇强,谢海彬,孙晓龙. 公路. 2019(07)
[7]季节性冻土区沥青路面融雪剂凝冰点测试[J]. 李萍,魏西应,念腾飞,刘洋,毛昱. 硅酸盐通报. 2019(05)
[8]纤维微表处路用性能的影响因素[J]. 孙增智,薛博,陈华鑫. 筑路机械与施工机械化. 2019(03)
[9]水性环氧树脂改性乳化沥青高温性能试验研究[J]. 周卫峰,董利伟,宋晓燕,杨志伟. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2019(04)
[10]自融雪沥青罩面混合料设计及性能研究[J]. 张晓光. 华东公路. 2019(01)
博士论文
[1]色彩耐久型彩色沥青路面的研究及应用[D]. 张恺.武汉理工大学 2016
[2]基于离散元方法的橡胶颗粒沥青混合料疲劳性能与破冰机理研究[D]. 张洪伟.长安大学 2012
硕士论文
[1]城市道路沥青路面融雪剂损害研究[D]. 刘毅豪.河南大学 2019
[2]基于离散元方法的不同温度下沥青混合料的宏细观形变研究[D]. 张敏.长安大学 2019
[3]水性环氧乳化沥青及其混合料性能研究[D]. 余定洋.重庆交通大学 2018
[4]高弹/蓄盐类沥青混合料关键技术研究[D]. 常荣华.重庆交通大学 2018
[5]橡胶颗粒沥青路面结构及破冰性能研究[D]. 任寻.重庆交通大学 2018
[6]高速公路除冰融雪技术应用研究[D]. 谢康.合肥工业大学 2018
[7]基于离散元非均质沥青混合料开裂与蠕变行为研究[D]. 郭学南.沈阳建筑大学 2018
[8]水性环氧微表处技术研究[D]. 王兆宇.长安大学 2017
[9]基于离散元法的沥青混合料压实过程研究[D]. 姬蒙.长安大学 2017
[10]融雪除冰环氧沥青混合料性能研究[D]. 夏雨雨.东南大学 2017
本文编号：3302447
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