详情

原文传递水性环氧乳化沥青混凝土桥面防水粘结层材料研究

论文题名：	水性环氧乳化沥青混凝土桥面防水粘结层材料研究
关键词：	混凝土桥面;防水粘结层材料;水性环氧乳化沥青;力学性能;路用性能
摘要：	针对混凝土桥面水乳沥青类防水粘结材料粘结强度不足，温度敏感性大，本文利用环氧树脂的高粘结性，以水性环氧树脂为乳化沥青改性剂配制水性环氧树脂乳化沥青，获得粘结力强、防水能力优、耐久性好的混凝土桥面防水粘结层材料。论文基于有限元软件分析混凝土桥面铺装层间最大剪应力的主要影响因素，开展了水性环氧乳化沥青物理力学性能和路用性能研究。　　首先，利用ANSYS软件分析了铺装层厚度与模量、防水粘结层厚度与模量、摩擦系数与超载系数对层间最大剪应力的影响，结果表明，在一定铺装层厚度范围内，混凝土桥面铺装最大剪应力出现在混凝土桥面板与防水粘结层之间，适当增加沥青铺装层厚度与模量可以降低桥面铺装各层结构的层间剪应力，增加防水粘结层厚度对改善桥面铺装各层间最大剪应力作用有限，建议选择材料模量100MPa~300MPa的防水粘结材料，车辆行驶中的不同状态对桥面铺装层间最大剪应力有着显著影响，控制车辆超载、重载可以有效避免桥面铺装层发生剪切破坏。　　其次，将水性环氧乳液与固化剂按不同比例涂膜并进行性能测试，得到固化剂掺量为水性环氧树脂的50%时涂模性能最好，利用荧光显微镜、MATLAB图像处理软件对乳化沥青中环氧树脂的分布情况进行量化分析，采用热稳定性试验、低温柔韧性试验、附着力强度试验、耐腐蚀性试验、抗冻性试验、不透水性试验对水性环氧乳化沥青物理力学性能进行评价，结果表明，不同掺量的水性环氧乳化沥青低温柔韧性、不透水性、抗冻性和耐腐蚀性均良好，随着水性环氧树脂掺量的增加，水性环氧乳化沥青的高温稳定性和粘结性能得到显著提高。　　再次，采用复合件拉拔、斜剪试验来评价水性环氧乳化沥青防水粘结层路用性能，并探讨水性环氧掺量、温度、混凝土板界面处理形式、浸水及洒布量对层间粘结强度的影响，结果表明，在一定范围内，随着水性环氧掺量的增加，水性环氧乳化沥青拉拔、剪切强度都呈现增长的趋势，对混凝土桥面板界面进行拉毛处理可以提高复合试件拉拔、剪切强度，浸水后水性环氧乳化沥青层间粘结强度损失较小；当水性环氧掺量为15%时，随着水性环氧乳化沥青洒布量的增加，层间粘结性能先增加后减小。　　最后，将试验得到的剪切强度与有限元模拟计算防水粘结层的最大剪应力进行对比，在25℃时，各掺量下的水性环氧乳化沥青的剪切强度均大于控制指标，在60℃时，普通乳化沥青剪切强度急剧下降，而5%~20%掺量的水性环氧树脂乳化沥青的剪切强度均大于控制指标。综合考虑不同水性环氧掺量对乳化沥青物理力学性能、路用性能改善效果和经济性，推荐水性环氧树脂的最佳掺量为15%，amp;nbsp;水性环氧乳化沥青洒布量为0.8kg/m2。
作者：	张博
专业：	材料工程
导师：	何丽红
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2022