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原文传递钢桥基面水性聚合物彩色抗滑薄层性能研究

论文题名：	钢桥基面水性聚合物彩色抗滑薄层性能研究
关键词：	钢桥面;铺装体系;聚合物彩色薄层;抗滑性能
摘要：	随着钢桥面的筑路材料和铺装体系的不断发展，聚合物在钢桥面铺装应用的优势日益凸显，因其优良的着色性和应变性能，可作为钢桥面的彩色薄层铺装胶粘材料。钢桥面彩色薄层铺装不仅可塑造景观特色，还可以减少桥面系的负荷，并提供舒适安全的路表环境。聚合物彩色薄层体系作为钢桥面的一种功能层铺装，目前普遍采用油性胶粘材料，对环境造成不可避免的污染，且普通聚合物胶粘剂综合性指标较差。本文采用一种杂化的LT-100水性树脂，契合绿色环保的建设理念，其应用于钢桥面薄层的性能优劣具有重要意义。基于此，为研究LT-100树脂在钢桥面的适用性，采用油性和水性环氧树脂作为对比，结合了宏观与微观试验对聚合物应用性能分析，以粘结性能为指标对薄层体系进行设计，并针对钢桥面铺装体系的破坏特征，对应用于钢桥面的综合性能进行了深入研究。　　（1）对薄层体系原材料基本性能进行分析，MMA底漆与环氧富锌漆均满足钢界面抗剪性能要求，LT-100树脂在使用过程中需改善其稠度。基于紫外老化后的拉伸和涂膜柔韧性试验，表明LT-100树脂具有良好的柔韧性和耐候性能。　　（2）结合微观试验对聚合物特征进行客观分析，通过DSC试验分析表明LT-100乳液的玻璃化转变温度为6.7℃，具有良好的低温抗裂性能。通过衰减全反射红外及凝胶渗透试验表明，其固化过程是环氧基开环与固化剂反应形成骨架，丙烯酸分子链作为软段填充于骨架之中，固化后的重均分子量可达到28×104。对聚合物冲击断面SEM表征的微观力学特征分析，表明LT-100树脂的柔韧性优于油性、水性环氧树脂；从紫外老化前后的红外光谱分析得知，LT-100树脂的降解速率明显低于油性、水性环氧树脂。　　（3）基于粘结性能进行薄层体系的组合设计与分析，防腐底漆通过模拟劣化环境的粘结性能试验，确定了底漆在钢基面较适宜的涂布量。结合接触角黏附性及附着性能试验，得到了底漆与聚合物薄层的最佳组合方式。结合薄层因粘结性能不足产生的破坏特征设计试验，确定了LT-100薄层砂浆配比为胶：粉：砂=1：0.7：2.25，该薄层砂浆抗剪强度可达到4.1Mpa。采用拉拔试验评价薄层体系粘结性能，LT-100刮涂与喷涂薄层拉拔强度相差小于0.2MPa，但均具有良好的耐水热老化性能。　　（4）结合钢桥面特征对LT-100薄层体系的应用性能研究，基于钢基面约束条件分析，表明薄层在钢桥面具有良好的抗温缩开裂性能；并设计了氯离子渗透性试验和耐冲击试验，反应了薄层兼有良好的抗渗透和耐冲击性能。基于钢桥面铺装变形裂缝形成机理进行低温弯曲试验，LT-100薄层的弯拉应变可达到2400με，低温应变能仅次于油性环氧薄层。并采用小型加速磨耗试验分析，喷涂型LT-100薄层具有良好的抗滑性能，表征抗滑指标的BPN值和TD值分别为74、1.12。
作者：	刘北川
专业：	交通运输工程
导师：	叶巧玲;周刚
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2022