基于微表处技术的新型聚合物改性抗滑薄层研究

发布时间：2020-11-09 19:35

　　 本文研究的聚合物改性抗滑薄层(Anti-skidding Thin Surface by Polymer Modified,简称ASPM-Ⅲ),是基于微表处技术,设计研发一种实用型多功能型抗滑薄层结构,能够全面、快速地恢复路面表面功能的同时,保证路面的抗滑性和耐久性,为道路安全提供技术支持。在第二章中阐述了路面表层特性分类,对路面摩擦力构成机理进行了研究,并对轮胎与路面界面的三种接触模式,即边界层润滑型摩擦接触、弹性水动力润滑型摩擦接触和挤压膜润滑接触进行了详细分析。此外,从汽车动力学原理出发,阐释了横向力系数对抗滑的重要性,并详细论述了微观构造和宏观构造作为影响路面滑溜的主要因素对路面的作用。本文采用级配类型(级配1、2、3)、乳液掺量水平(5%、10%、15%)、无机结合料掺量水平(25%、30%、35%)三因素三水平的正交试验方法对抗滑薄层混合料进行配合比设计。基于微表处技术理念,对9组不同配合比的聚合物改性抗滑薄层(ASPM-Ⅲ)进行了路用性能评价和抗滑性能衰减规律研究,分析级配类型、乳液掺量水平、无机结合料掺量水平对ASPM-Ⅲ各项路用性能及长期抗滑性能的影响。最后,综合对比分析得出ASPM-Ⅲ的推荐配方。研究表明:ASPM-Ⅲ的耐磨耗性能主要受到无机结合料掺量的影响,其次是级配,受乳液掺量水平的影响不太明显;采用级配3设计的磨耗值最小,即所具备的耐磨耗性能最佳;ASPM-Ⅲ的耐磨耗性能随无机结合料掺量的增加而增强。另外,采用级配3的ASPM-Ⅲ具有很好的水稳定性能,级配1次之,级配2最差;乳液的掺量水平对ASPM-Ⅲ水稳定性能的优劣排序为:10%最佳、15%次之,5%最差;无机结合料的掺量水平为35%时水稳定性能最好。ASPM-Ⅲ的抗滑性能主要受到无机结合料掺量水平和级配的影响,乳液对其影响不明显。采用级配2成型的ASPM-Ⅲ获得最大的摆值和构造深度。另外,ASPM-Ⅲ的抗滑性能随无机结合料掺量水平的增加而降低。通过渗水试验发现9组不同配合比的ASPM-Ⅲ混合料均不渗水,表明聚合物改性抗滑薄层具有良好的防水性能。由轮辙变形试验结果分析得出,级配类型、乳液掺量及无机结合料掺量三种因素均能显著影响ASPM-Ⅲ的抗车辙性能,乳液掺量水平变化的作用最突出。采用级配1的混合料抗车辙性能最好,级配2次之,级配3最差。ASPM-Ⅲ混合料的轮迹宽度变形率随乳液掺量水平的增加而增大,即抗车辙性能减弱。ASPM-Ⅲ混合料的轮迹宽度变形率随无机结合料掺量水平也是增加而增大。最后通过加速加载磨光试验模拟行车荷载作用研究了ASPM-Ⅲ的长期抗滑性能,并利用Asymptotic模型拟合,研究抗滑性能衰减规律。发现抗滑性能早期下降幅度大,而后趋于平缓。采用Asymptotic模型对摆值和构造深度变化规律进行了拟合,拟合相关系数非常高。
【学位单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U418.6
【部分图文】：

13.6 万公里，跃居世界第一[1]。正是高速公路的兴修和公路等级的交通表现出流量大、车速快的特点，要提高行车的舒适性和安全备优良的路用性能和表面功能。然而，我国重载、重交通现象日益面的表面功能衰减过快（抗滑、抗噪、平整度等性能下降），大在开放交通初期就出现各种不同类型的早期破坏现象，直接影响全性和舒适性。安部交管局获悉，2016 年全国道路交通安全事故共发生 21.2 万起死亡、22.6 万人受伤，直接财产损失 12.1 亿元，其中有 36.2%的生于阴雨雪雾天气条件下。可见，路面抗滑性能是造成交通事故有研究表明，潮湿状态下公路上发生交通安全事故的危险性与路有着紧密联系[2]。在阴雨天，路面排水不及时使得车胎面与路面层水膜，导致摩擦系数大幅减小，由此车辆极易滑溜而出现交通速很快的高速公路上出现事故的几率更大。沥青路面在开放运营的影响下，加之重载车辆频繁行驶，致使道路表面的粗糙度（构造）逐步衰减，抗滑性能大幅下降，给行车安全造成巨大隐患。

技术路线流程图

各种构造的尺度范围及其对使用性能的影响如图 2.1 所示。图 2.1 路面构造示意图2.1.1 微观构造微观构造指水平方向尺度 (波长)小于或等于 0. 5mm 的构造，它主要表征集料颗粒本身的表面凹凸纹理，因而可以看作是矿物岩相学颗粒的函数并受气候、季节以及交通作用的影响。对沥青路面而言，石料颗粒形状及棱角构成、沥青胶浆构造和结合料对其也有一定影响。由于正常情况下粗集料在水泥混凝土路面裸出的比例不超过12%，所以水泥混凝土路面的微观构造主要取决于表层水泥砂浆。微观构造的直接测量过去只能采用实验室用电镜扫描、立体照相或描迹等方法进行。有资料表示，现已有在室外直接测量微观构造的仪器和方法[21]。工程上应用
【参考文献】

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1 吉增晖;;沥青路面预防性养护技术综述与探讨[J];公路;2015年12期

2 杨永奇;;超薄抗滑表层在济青高速公路路面养护中的应用[J];公路工程;2012年06期

3 杜银飞;孔令香;周志娟;;基于微表处混合料的配合比设计研究[J];华东公路;2010年06期

4 方星;王兴昌;磨炼同;吴少鹏;;薄层环氧抗滑铺装材料加速加载试验研究[J];公路;2010年10期

5 李雪平;曹德洪;祝学成;王捷;;高速公路沥青混凝土路面抗滑磨耗层的选择[J];公路;2010年09期

6 王利利;张金喜;张晨;赵恩强;;水泥混凝土路面抗滑性能变化规律探讨[J];公路工程;2008年05期

7 范跃武;赵可;;基于GTM的抗滑表层混合料设计[J];中国公路学报;2007年03期

8 黄云涌,邵腊庚,刘朝晖;沥青路面抗滑试验研究[J];公路交通科技;2002年03期

9 刘清泉;;路面抗滑能力测量[J];公路交通科技;1993年03期

10 余鑫毅;路面滑溜研究综述及PSFCT-1型路面横向摩擦系数测量装置简介[J];中南公路工程;1987年02期

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1 赵战利;基于分形方法的沥青路面抗滑技术研究[D];长安大学;2005年

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1 冯冲;高速公路沥青路面抗滑表层研究[D];河北工业大学;2014年

2 冀伟;山区高速长大下坡线形安全设计研究[D];河北工业大学;2014年

3 桂志敬;公路路面动态摩擦系数相关性研究[D];长安大学;2012年

4 赵晶;基于数字图像的沥青路面表面构造评价体系研究[D];长安大学;2012年

5 胡超;混合粗集料抗滑表层配制技术与性能分析[D];西南交通大学;2011年

6 蒋超;水泥混凝土路面纹理构造表征技术研究[D];长安大学;2009年

7 霍明;水泥混凝土路面抗滑功能衰减规律及评价方法研究[D];长安大学;2009年

8 刘昆;隧道抗滑低噪声沥青路面研究[D];长安大学;2009年

9 纪耀辉;沥青路面抗滑级配类型工程应用研究[D];长沙理工大学;2008年

10 李栓;微表处混合料设计分析及级配优化研究[D];长安大学;2008年

本文编号：2876874