沥青路面加铺热阻树脂超薄磨耗层技术研究

发布时间：2020-04-01 15:16

【摘要】：沥青路面在行车荷载和外界环境的反复作用下,路面出现车辙、拥包、推移等永久性变形,抗滑性能衰减等病害,降低路面使用性能及寿命,危及行车安全。传统解决沥青路面的上述病害的方法主要是,采用高性能沥青、优质集料及骨架密实的级配,大在实际中效果并不理想,采用薄层修复成为路面养护中的普遍措施。如何有效降低外界温度变化对路面结构的影响是保持加铺薄层结构耐久的关键,一个可行的方法是加铺的薄层材料实现对外界温度的有效阻隔,控制或减少原沥青路面高温病害的发生。同时,这种具有热阻功能的加铺薄层也能在一定程度上减缓城市热岛效应。本文首先从丁腈橡胶阻热降温机理入手,分析了热量传递方式,研究了热阻树脂超薄磨耗层材料的热物理参数对其传热性能的影响以及路面光热平衡方程。分析发现,热阻树脂超薄磨耗层在理论上可以阻止热量向路面内部传递,降低原沥青路表温度。从丁腈橡胶的增韧机理入手,运用有限元软件ANSYS,分析了温度荷载耦合下加铺热阻树脂超薄磨耗层的沥青路面应力应变规律。分析发现,热阻树脂超薄磨耗层在理论上可以减缓原沥青路面的变形,而且热阻树脂磨耗层的变形也在其自身允许范围内,表明可以长期使用。其次,研究了不同丁腈橡胶掺量对改性树脂胶黏剂的拉伸强度和断裂延伸率、降温效果以及与沥青混合料的粘结强度的影响;研究了不同丁腈橡胶掺量对热阻树脂超薄磨耗层降温性能、路用性能、抗剥落耐久性的影响,并最终通过分析结果,得出丁腈橡胶改性环氧树脂的最佳掺量。最后,在广西岑水高速均昌隧道进出口,铺筑了热阻树脂超薄磨耗层的试验路,经过一年多的使用,性能优良,并无病害出现。而且对热阻树脂超薄磨耗层进行全寿命周期成本分析,结果表明其经济性良好。
【图文】：

示意图,空气对流,示意图

n 中： Q 传热量，单位W ；nA T 面积为的法线方向上的温度梯度；导热系数，单位为W /m ℃。式（2.1）称为热传导的傅里叶定律。对流对流是指流体自身的各个部分由于热度差异不同而产生宏观运动，以实现当流体中具有热量梯度时，高温流体就会向低温移动，并伴有传热。空气，通常情况下空气是紊流状态的，但是，在接近热阻树脂超薄磨耗层表面其具有一定的厚度。如图 2.1 所示。

辐射能量,磨耗层

值表示沥青路面向外放热2h 放热系数，单位W /m ℃影响热阻树脂超薄磨耗层表面热对流的因素有很多，主要包括空气的相变、上游气的流动以及热阻树脂超薄磨耗层表面的粗糙度。2.1.3 热辐射除了热传导和热对流之外，在改性树脂的超薄耐磨层的表面上还有另一种方式的热——热辐射的方式。只要有温度的物体都会辐射电磁波，此种现象称为热辐射。物的温度越高，其向外辐射的能量也就越大。物体辐射的电磁波，当碰到其他物体时，将会与可见光类似，被辐射物体表面，一部分会转化为热量，在转化为热量的部分中，又分为被吸收、反射和透过三个部分如图 2.2 所示。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U416.217

【参考文献】