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钢桥面铺装用环氧沥青材料的制备与性能研究
| 论文题名： | 钢桥面铺装用环氧沥青材料的制备与性能研究 |
| 关键词： | 环氧沥青;钢桥面铺装;微观结构;固化动力学;路用性能 |
| 摘要： | 环氧沥青具有优异的力学、路用性能，是正交异性钢桥面铺装的首选材料，而我国所用的环氧沥青大多数是从国外进口的，材料核心配方保密，价格昂贵，大大增加桥梁建造成本，不利于推广。基于此，本文通过自制改性胺固化剂，复配环氧树脂，制备出一种成本低廉、性能优良的环氧沥青材料，并对其固化动力学及混合料的路用性能进行了研究，主要研究内容及结论如下： 采用条件优化筛选法进行环氧沥青的组成设计，通过三个阶段（探索阶段、优化阶段、验证阶段）的层层筛选，逐层优化，综合考虑性能与成本，最终确定固化剂、环氧树脂、基质沥青的最佳配比为1.0:4.2:6.0；根据环氧沥青的施工容留时间确定拌和温度为120℃，采用荧光显微分析法研究环氧沥青的微观结构，当固化体系掺量为45％时，环氧沥青体系发生相的反转，沥青分散在环氧树脂形成的三维交联网络中。 使用差示扫描量热分析仪（DSC）对环氧沥青的固化动力学进行研究，根据其DSC扫描曲线，得到固化过程中的三个关键性控制温度分别为凝胶化温度81℃，固化温度118℃，后处理温度161℃。通过Kissinger方程和Crane方程计算得到固化反应的活化能Ea、指前因子A和反应级数n，确定了反应的固化动力学方程，并根据实测数据对方程进行了修正，最终得到的方程为dα?dt=35954.16e?42020/RT(1?α)1.21，能够较好的预测固化反应进程。 根据马歇尔试验设计法，通过对环氧沥青混合料的物理、力学性能指标进行测试与分析，确定其最佳油石比为6.2%。采用马歇尔试验、车辙试验、低温弯曲试验、水稳定性试验、耐腐蚀性试验和弯曲疲劳试验对混合料的路用性能进行了系统的评价。结果表明：自制环氧沥青混合料各项性能指标均满足规范要求，其中高温性能与美国和日本环氧沥青相当，低温性能略低于东南和美国环氧沥青，抗冻融损害能力和疲劳寿命仅低于日本环氧沥青；此外，与其它环氧沥青产品相比，自行研发的材料成本最低，仅为1.22~1.43万元/吨；综合考虑材料性能与成本可知，自制环氧沥青的性价比较优。 |
| 作者： | 程德金 |
| 专业： | 材料学 |
| 导师： | 李炜光 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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