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单组分环氧树脂路面灌缝胶制备与性能研究
| 论文题名： | 单组分环氧树脂路面灌缝胶制备与性能研究 |
| 关键词： | 道路工程;灌缝胶;裂缝修补;单组分环氧树脂;渗透行为;路用性能 |
| 摘要： | 裂缝的产生将加剧路面结构破坏，及时修补裂缝不仅可以提升路面服役性能，同时可以延长道路使用年限。环氧树脂改性后作为灌缝胶在路面裂缝修补中表现出较好的应用效果，但目前常用的双组分灌缝胶组分比例的精确性直接影响固化物性能，对施工过程与质量控制要求较高；使用过程中的湿热环境会影响灌缝胶的性能，导致其使用寿命缩短；裂缝修补质量不仅受灌缝胶自身性能的影响，同时与浆液在裂缝中的渗透行为紧密相关，而相关研究较少。 本研究利用封装技术制备促进剂胶囊，将其与环氧树脂基液复配，制得一种新型单组分环氧树脂路面灌缝胶（Single-componentEpoxyPavementAdhesive，简称SEPA）。SEPA在不同温度条件下的保存时间及固化行为测试分析发现，常温下具有良好的储存稳定性，同时促进剂的胶囊化不会影响其破碎后对固化反应的促进作用。选择拉伸强度、断裂伸长率、弹性恢复率及低温抗裂性能为评价指标，SEPA路用性能评价表明，促进剂胶囊用量为3%时，低温条件下SEPA具有较好的弹韧性、抗裂性，与裂缝壁之间有良好的黏附性。高温条件下，SEPA具有良好的变形恢复能力，30℃~60℃条件下的弹性恢复率均大于70%。 通过湿热环境处理试件的吸湿特性、力学性能、路用性能、应力松弛性能评价得出，在水环境中，SEPA会经历三个阶段的吸湿过程，水分的增加会降低其玻璃化转变温度。使灌缝胶在不同受力模式下，所能承受的力学强度均有所降低，但变形性能增强。在热环境中，SEPA内部大分子结构会遭到一定的破坏，使其韧性降低；在-10℃测试条件下，其拉伸强度最大可达31.12MPa，断裂伸长率降至56.91%。通过应力松弛指数对比发现，相对于热环境来说，水会进一步削弱SEPA的应力松弛性能。 基于达西定律的球形扩散理论，采用Comsol数值模拟软件分析了灌缝胶在裂缝中的渗透行为，得出了浆液粘度、浆液密度、注浆压力、注浆口间距及注浆深度等参数对注浆饱满度的影响，推荐在灌缝胶材料优化中宜尽量降低材料粘度，灌缝施工中宜缩小注浆口间距，注浆压力及注浆深度的选择存在最优值。根据SEPA的特点，设计研制了与其相匹配且施工灵活的小型灌缝机，可大幅提高路面裂缝修补效率。试验路段验证得出，SEPA渗透性能及固化物力学性能要明显优于聚氨酯类灌缝胶，双管注浆可明显提高裂缝注浆饱满度，实现了材料-设备-工艺一体化。 |
| 作者： | 方云峰 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 马骉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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