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基于聚合物改性的水泥混凝土路面抗滑耐磨性能提升技术研究
| 论文题名： | 基于聚合物改性的水泥混凝土路面抗滑耐磨性能提升技术研究 |
| 关键词： | 水泥混凝土路面;耐磨性能;抗滑性能;聚合物改性;行车安全 |
| 摘要： | 现有调查表明，水泥混凝土路面存在抗滑性不足，在运营期间抗滑性能衰减较快等问题。优良的抗滑性能可为汽车制动提供足够的摩阻力，降低交通事故风险。水泥混凝土路面表面砂浆的耐磨性决定了路面表面的长期抗滑性能，研制具有超高耐磨性能的路面材料是提高水泥混凝土路面抗滑性的根本途径，能够从根源上解决水泥混凝土路面抗滑性能衰减速度过快的问题。本文所研究的新型超薄聚合物纤维改性水泥混凝土罩面材料（Polymer-Fiber Modified Ultra-Thin Whitetopping，简称PFUTW）与超薄抗滑功能层对改善水泥混凝土路面表面抗滑性能的持久性，提高行车安全具有重要的意义。 分析水泥混凝土路面表面水灰比较大的浮浆长期抗滑性能不足的原因。通过软固体流变测试仪测定新拌水泥砂浆流变参数（屈服应力与塑性粘度），可知水泥砂浆流变性能参数能较好地反映水泥砂浆的工作性，于是探讨水泥砂浆流变性能对浮浆耐磨性的影响，发现水泥砂浆屈服应力与磨损量线性相关，随着屈服应力上升，磨损量减少，耐磨性提高。 改性水泥砂浆往往在水泥混凝土路面中有较好的表现，因此本文利用丁二烯-苯乙烯共聚乳液对水泥砂浆进行改性，在综合分析水泥砂浆工作性及成型后路面表面功能的基础上，结合室内磨耗试验和力学性能试验，提出了聚灰比为15%，消泡剂掺量为7‰，具有高耐磨性的PFUTW浆体材料。 从结构类型入手，运用骨料体积法设计PFUTW材料骨架，以之前实验所得的聚合物改性水泥浆体为填充。水泥混凝土表面耐磨性能和力学性能测试结果显示，PFUTW材料与普通水泥混凝土相比，坍落度增大，泌水减少，整体刚性降低，抗压强度减小，抗弯拉强度增大，耐磨性最高可提高51.3%，且PFUTW材料耐磨性能与抗弯拉强度之间的相关性高于其与抗压强度之间的相关性，进一步确定了具有高耐磨性能的PFUTW材料配合比。 建议在仅依靠 PFUTW材料难以满足抗滑性能要求的特殊路段上加铺抗滑功能层，提高道路行车安全性。抗滑薄层的设计考虑撒布骨料的种类、粒径、撒布量，面层混凝土及层间处置方法等因素，利用摆式摩擦系数测定仪、动态摩擦系数仪、旋转飞散实验系统进行抗滑、耐磨性能研究，提出了面层为PFUTW材料，抗滑层骨料为10-20目棕刚玉，骨料撒布量为5kg/m2，其中水泥与色粉各占总量10%的具有优良抗滑性能的抗滑薄层。 |
| 作者： | 许芸熙 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 冯德成 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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