沥青路面热反射水性涂层材料制备与性能研究

发布时间：2017-09-29 10:46

  本文关键词：沥青路面热反射水性涂层材料制备与性能研究

  更多相关文章： 沥青路面 水性环氧树脂涂层 反射填料 降温效果 路用性能

【摘要】：沥青混凝土结构是目前道路工程面层铺装的主要形式,其吸热能力较强,在夏季太阳辐射作用下会导致路表温度大幅升高。这种高温状态会加剧沥青路面的变形破坏,影响行车效率和交通安全,还会加剧城市热岛效应,对城市环境造成不利影响。本文以降低路面层温度为主要目标,开发了应用于沥青路面的热反射水性涂层材料,并通过相关测试研究了涂层各项性能指标以及影响因素。首先,本文对比分析了不同水性涂层基体材料的性能,选用环氧树脂作为涂层基体,并提出了水性环氧树脂涂料合成工艺。通过研究制备过程中加料方式、反应温度及时间、固化剂含量、固含量等一系列因素对最终水性乳液的性能影响,确定了水性环氧树脂涂料的制备工艺,并通过强度、附着力、耐水性测试表征了自制涂膜的性能。其次进行了沥青路面光热环境分析,阐明了提高路面表层反射率对解决路面高温的可行性。开发了降温实验装置,测试了不同组合设计的沥青路面热反射涂层的降温效果,并分析了颜料浓度、填料种类对涂层热反射效果的影响程度。借鉴路面相关规范和涂膜测试标准,对沥青路面热反射涂层的抗滑能力、粘附性能以及耐久性进行了测试,表明了自制水性环氧树脂反射涂层的路用性能可以满足道路的使用要求。最后利用ABAQUS有限元分析软件分析了热反射涂层对沥青路面抗车辙性能的影响,结果表明热反射涂层能够大幅度降低沥青路面在夏季高温下的车辙变形。
【关键词】：沥青路面 水性环氧树脂涂层 反射填料 降温效果 路用性能
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U414
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 太阳热反射涂层研究现状11-12
• 1.2.2 沥青路面热反射涂层研究现状12-13
• 1.3 主要研究内容13-16
• 第二章 涂层基体材料制备研究16-38
• 2.1 涂层基体材料概述16-17
• 2.2 水性环氧树脂涂层17
• 2.3 水性环氧树脂固化剂制备17-23
• 2.3.1 合成原理18
• 2.3.2 制备材料18
• 2.3.3 制备仪器与装置18-19
• 2.3.4 合成步骤19
• 2.3.5 固化剂乳液性能测试方法19-20
• 2.3.6 制备影响因素分析20-23
• 2.3.7 自制固化剂性能参数23
• 2.4 水性环氧树脂乳液制备23-33
• 2.4.1 环氧树脂乳液制备方法23-25
• 2.4.2 制备材料25
• 2.4.3 制备仪器与装置25
• 2.4.4 合成步骤25-26
• 2.4.5 环氧树脂乳液测试方法26
• 2.4.6 制备影响因素分析26-31
• 2.4.7 相反转点的测定31-32
• 2.4.8 环氧树脂乳液的技术指标32-33
• 2.5 环氧树脂涂膜性能研究33-37
• 2.5.1 涂膜强度研究33-35
• 2.5.2 涂膜粘附力研究35-36
• 2.5.3 耐水性的测定36-37
• 2.6 本章小结37-38
• 第三章 沥青路面热反射涂层降温性能研究38-62
• 3.1 沥青路面光热原理分析38-41
• 3.1.1 热平衡的基本原理38-39
• 3.1.2 沥青路面的光热环境39-41
• 3.1.3 沥青路面热平衡方程41
• 3.2 沥青路面反射涂层降温影响因素分析41-43
• 3.2.1 成膜物质41-42
• 3.2.2 颜料42
• 3.2.3 其它填料42-43
• 3.2.4 其他助剂43
• 3.3 涂层降温性能实验装置设计43-45
• 3.3.1 实验原理43
• 3.3.2 实验仪器43-45
• 3.4 涂层降温性能实验内容45-48
• 3.4.1 制作车辙板试件45-48
• 3.4.2 反射涂层涂刷48
• 3.4.3 试件摆放及传感器布设48
• 3.4.4 实验测试48
• 3.5 涂层基体降温性能试验48-49
• 3.6 升温过程测试结果及分析49-57
• 3.6.1 实验温度测试结果50-53
• 3.6.2 颜料体积浓度53-54
• 3.6.3 玻璃微珠54-55
• 3.6.4 机制砂55-57
• 3.6.5 表层和底层温度值差异对比57
• 3.7 降温过程测试结果及分析57-60
• 3.8 本章小结60-62
• 第四章 沥青路面热反射涂层的路用性能研究62-66
• 4.1 抗滑性能62-63
• 4.1.1 测试步骤62
• 4.1.2 测试结果分析62-63
• 4.2 粘附性能63-64
• 4.3 耐久性64-65
• 4.3.1 耐水性测试64
• 4.3.2 耐酸、碱测试64-65
• 4.4 本章小结65-66
• 第五章 沥青路面反射涂层抗车辙性能66-72
• 5.1 车辙病害概述66
• 5.2 沥青路面车辙变化有限元分析66-69
• 5.2.1 沥青路面材料参数66-67
• 5.2.2 有限元模型建立67-68
• 5.2.3 施加荷载及边界条件68-69
• 5.3 模拟计算结果69-71
• 5.4 本章小结71-72
• 第六章 结论与展望72-74
• 6.1 结论72-73
• 6.2 进一步展望73-74
• 致谢74-76
• 参考文献76-79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 罗桑;钱振东;沈家林;闵召辉;;环氧沥青流变模型及施工容留时间研究[J];建筑材料学报;2011年05期

2 冯德成;张鑫;;热反射涂层开发及路用性能观测研究[J];公路交通科技;2010年10期

3 王伟;曹雪娟;唐伯明;;太阳热反射涂层在沥青路面中的应用[J];公路与汽运;2010年01期

4 赵延庆;黄大喜;;沥青混合料破坏阶段的黏弹性行为[J];中国公路学报;2008年01期

5 周文涛;;水性无机富锌涂料的进展[J];上海涂料;2006年08期

6 赵景丽,李河清;国内提高环氧树脂耐热性的研究进展[J];工程塑料应用;2005年08期

7 王金台,路国忠;太阳热反射隔热涂料[J];涂料工业;2004年10期

8 何青峰,陈志明,巫峡;水性环氧乳液及其固化机理研究进展[J];涂料工业;2004年06期

9 郭年华;聚氨酯改性氯丙树脂太阳热反射涂料的研制[J];现代涂料与涂装;2003年01期

10 翁小龙,张捷,刘孝会;热红外低辐射率涂料的研制[J];表面技术;2001年04期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 张鑫;沥青路面热反射与热阻技术降温机理与应用研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

2 周立新;环氧树脂的相反转乳化与水性环氧树脂防腐涂料的研究[D];华南理工大学;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 张明;水性环氧树脂及其固化剂的制备与研究[D];武汉理工大学;2014年

2 王赫;沥青路面热反射涂层性能及应用研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

3 王春然;环氧乳化沥青在粘层中的应用研究[D];长安大学;2013年

4 夏国栋;自乳化环氧树脂水分散体的制备及性能研究[D];武汉理工大学;2012年

5 陈俊芳;水性环氧乳液和固化剂的制备及其性能研究[D];湖南大学;2011年

6 梁满杰;沥青路面光热效应机理及热反射涂层技术研究[D];哈尔滨工业大学;2006年

7 李延升;反射近红外辐射涂料的研究[D];中南大学;2004年

，

本文编号：941583