环氧沥青在长寿命路面中的应用研究

发布时间：2017-04-27 10:15

  本文关键词：环氧沥青在长寿命路面中的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：长寿命路面结构具有高耐久性、不需进行结构性修复、寿命周期费用低等特点,其在欧美等国应用较广泛且效果较好,但实现长寿命的理念需要沥青层底层材料具有较高的性能,因此国外在沥青层与基层间设置抗疲劳层来提高道路的耐久性。我国轴载水平又远大于国外,适用于国内的长寿命路面抗疲劳层材料应具备较好的性能与疲劳寿命。环氧沥青具有较全面的温度稳定性、水稳定性及优良的抗疲劳性能,其在钢桥面的应用表明其具有较SMA及SBS改性沥青更优异的效益,但在道路工程中应用较少见。因此,本文重点研究一种设置环氧沥青抗疲劳层的长寿命沥青路面结构,研究内容包括环氧沥青材料的研制,混合料性能和疲劳寿命等。本文首先制定了环氧沥青研制的控制指标及设计思路,并从环氧沥青各组成成分的功能及成本角度选取了各类型的材料,进行试验对比分析,最终确定了环氧沥青的最佳组成成分、比例及制备工艺,并对其抗拉强度、断裂延伸率、粘度时间曲线等性能进行了分析验证;基于抗疲劳层和环氧沥青的特殊性进行环氧沥青混合料的配合比设计,确定了级配及油石比;为分析环氧沥青混合料施工适用期的要求,确定了环氧沥青混合料的最佳养护时间、固化温度、固化时间及击实次数;对环氧沥青混合料的温度稳定性、水稳定性、动静态模量及疲劳寿命进行了试验研究,建立了动态模量主曲线、疲劳寿命预估方程并确定了疲劳极限;最后本文借鉴美国典型长寿命结构设计方法及指标,分析了环氧沥青混合料用作抗疲劳层时对路面结构厚度、疲劳寿命的影响,并对其在工程项目中的应用进行分析。研制的环氧沥青分为A、B组分,其抗拉强度与断裂延伸率分别为2.47MPa、265%,环氧沥青粘度增长到1Pa·s的时间为54min,能够满足性能指标要求与施工适用期要求;基于抗疲劳层和环氧沥青的特点确定了环氧沥青混合料的级配为AC-13,空隙率小于3%,油石比为6.4%;试验表明,环氧沥青混合料具有全面且良好的路用性能、较高的动静态模量,较长的疲劳寿命,疲劳极限为330με;环氧沥青混合料用作抗疲劳层时,可起到减薄沥青层厚、提高路面结构疲劳寿命的特点。
【关键词】：环氧沥青 环氧沥青混合料 长寿命路面 抗疲劳层 动态模量 疲劳寿命 疲劳极限
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U414
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第1章 绪论7-17
• 1.1 研究背景及意义7-8
• 1.2 环氧沥青概述8-12
• 1.2.1 环氧沥青定义8-9
• 1.2.2 环氧沥青组成9-11
• 1.2.3 环氧沥青国内外研究现状11-12
• 1.3 长寿命路面国内外研究现状12-14
• 1.4 主要研究内容及技术路线14-17
• 第2章 环氧沥青研制与性能研究17-30
• 2.1 环氧沥青原材料、试验方法及研制思路18-20
• 2.1.1 环氧沥青组成材料选取18
• 2.1.2 环氧沥青试验方法18-19
• 2.1.3 环氧沥青研制思路19-20
• 2.2 组成成分对环氧沥青性能的影响20-26
• 2.2.1 固化剂对环氧沥青性能的影响20-23
• 2.2.2 环氧树脂对环氧沥青性能的影响23-24
• 2.2.3 基质沥青对环氧沥青性能的影响24-25
• 2.2.4 其它添加剂对环氧沥青性能的影响25-26
• 2.3 最佳配方下环氧沥青性能26-28
• 2.3.1 拉伸性能26-27
• 2.3.2 粘度时间曲线27
• 2.3.3 微观机理分析27-28
• 2.3.4 施工性能28
• 2.4 本章小结28-30
• 第3章 环氧沥青混合料性能研究30-52
• 3.1 基质沥青和集料30-31
• 3.1.1 沥青30
• 3.1.2 集料30-31
• 3.2 配合比设计31-34
• 3.2.1 级配设计31-33
• 3.2.2 最佳油石比确定33-34
• 3.3 环氧沥青混合料性能影响因素分析34-37
• 3.4 环氧沥青混合料路用性能37-40
• 3.4.1 温度稳定性37-39
• 3.4.2 水稳定性39-40
• 3.5 环氧沥青混合料模量40-45
• 3.5.1 环氧沥青混合料静态模量40-41
• 3.5.2 环氧沥青混合料动态模量41-45
• 3.6 环氧沥青混合料疲劳特性45-51
• 3.6.1 疲劳试验45-48
• 3.6.2 疲劳寿命预估48-49
• 3.6.3 疲劳极限49-51
• 3.7 本章小结51-52
• 第4章 环氧沥青混合料抗疲劳层对长寿命路面结构的影响52-62
• 4.1 长寿命路面结构设计方法及指标52-53
• 4.2 长寿命路面结构拟定53
• 4.3 环氧沥青混合料对长寿命路面结构影响53-58
• 4.3.1 疲劳寿命预估方程53-54
• 4.3.2 不同材料抗疲劳层对长寿命路面结构影响54-57
• 4.3.3 不同材料抗疲劳层长寿命路面结构经济性分析57-58
• 4.4 环氧沥青混合料在实体工程中的应用58-61
• 4.4.1 工程概况58
• 4.4.2 长寿命路面结构58-59
• 4.4.3 环氧沥青混合料抗疲劳层对路面结构的影响59-61
• 4.5 本章小结61-62
• 结论62-64
• 参考文献64-67
• 致谢67

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