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双层水性环氧乳化沥青金刚砂封层设计与耐久性能研究
| 论文题名： | 双层水性环氧乳化沥青金刚砂封层设计与耐久性能研究 |
| 关键词： | 含砂雾封层;水性环氧乳化沥青;金刚砂;抗滑性能;耐久性能 |
| 摘要： | 雾封层对沥青路面的早期病害有较优的处治效果，但是存在粘结强度低、耐磨耗性能差的问题，还有可能出现泛油导致抗滑性能下降。本文选用水性环氧树脂和固化剂、乳化沥青、金刚砂颗粒设计能够有效改善路表抗滑性能的双层封层，并进行室内耐久性试验和实体工程验证，为水性环氧乳化沥青与金刚砂应用于沥青路面封层提供参考。 首先通过试验设计确定双层封层各类材料的用量。对不同组分配比水性环氧乳化沥青进行拉伸试验与拉拔试验测试，结果表明增加水性环氧树脂用量能够提高拉伸断裂强度与拉拔强度，但断裂伸长率降低，使用荧光显微镜观察组分分布情况，优选组分配比4:4、4:3、4:2用于封层材料用量设计。水性环氧乳化沥青金刚砂封层的整体性能与水性环氧乳化沥青的组分配比、洒布量和金刚砂撒布量三个因素有关。封层下层材料用量设计选择以上三个因素采用正交试验设计组合方案，制备试件进行加速磨耗试验，将试验后试件抗滑摆值变化和质量损失率进行极差与方差分析，结果表明水性环氧乳化沥青洒布量对试件抗滑性能和质量损失率的影响最大。封层上层材料使用正交试验中金刚砂洒布量的最优水平，通过调整水性环氧乳化沥青的组分配比和洒布量设计组合方案，根据加速磨耗试验过程中试件BPN变化及质量损失结果优选出封层上层材料用量。优选出双层封层材料中水性环氧乳化沥青的组分配比、洒布量和金刚砂撒布量分别为：下层4:3、1.4kg/m2、1.2kg/m2，上层4:2、1.1kg/m2、1.2kg/m2。对优选用量制作的双层封层试件进行封水性能验证，渗水系数测试结果为0ml/min。 考虑到封层在实际使用过程中受车轮荷载和外部环境因素的影响，选择加速磨耗试验、拧搓试验和紫外老化试验对双层水性环氧乳化沥青金刚砂封层进行耐久性能测试，同时选取单层水性环氧乳化沥青金刚砂封层、SBS改性乳化沥青金刚砂封层等作为对照。结果表明，在0~10万次加速磨耗试验过程中各试件BPN值和构造深度均先以较快速度下降至某一值，然后缓慢减小，双层封层试件BPN值和构造深度在磨耗过程中表现优于其他试件，老化后试件在磨耗过程中的规律相同。在拧搓试验过程中，0~30min内各试件质量损失率均呈现增长趋势，但是双层封层试件的质量损失率始终小于单层封层试件与SBS改性乳化沥青金刚砂封层试，试验30min后双层封层试件质量损失率比后两者低14.9%、20.9%。 最后基于双层水性环氧乳化沥青金刚砂封层的特性提出其对原沥青路面适用条件，对施工工艺和施工质量控制要求进行详细介绍，试验段铺设后的检测结果表明具有较好的工程应用效果。 |
| 作者： | 刘国瀑 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 张宜洛 |
| 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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