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聚氨酯环氧沥青桥面铺装材料研发及其路用性能研究
| 论文题名： | 聚氨酯环氧沥青桥面铺装材料研发及其路用性能研究 |
| 关键词： | 钢桥面铺装;聚氨酯改性环氧;改性沥青;沥青混合料;路用性能;施工工艺 |
| 摘要： | 环氧沥青用于钢桥面铺装时具有强度大、高温性能优异、粘结力好等优异性能，其抗疲劳性能远高于普通沥青，但采用环氧树脂改性沥青时，沥青的热塑性将被改变，改性得到的环氧沥青会变为热固性材料。环氧树脂在提升沥青力学性能的同时，由于环氧树脂脆性强，柔韧性低导致环氧改性沥青抗裂性能差。因此，为改善环氧沥青低温性能、存储稳定性等，需要进行增韧改性，确保环氧沥青铺装层的路用性能。 首先，本文通过自行合成聚氨酯用于环氧树脂改性并得到聚氨酯/环氧树脂复合材料，并将聚氨酯/环氧树脂复合材料用于沥青改性。通过室内拉伸试验确定了聚氨酯/环氧树脂复合材料中的聚氨酯最佳掺量为20%；并通过红外光谱试验分析聚氨酯改性环氧树脂的改性机理以及其交联网络结构特性，结果表明环氧中的羟基与聚氨酯中的异氰酸酯基发生化学接枝反应；采用扫描电子显微镜观察聚氨酯/环氧树脂复合材料的拉伸试件断面图，进一步分析了聚氨酯改性环氧树脂的增韧机理，聚氨酯中的柔性链段能够有效吸收能量并阻止裂纹进一步扩展，增大应力分散程度。 其次，通过开展聚氨酯环氧改性沥青的黏度特性试验、微观相态分析以及力学性能试验，研究了不同掺量下聚氨酯-环氧改性沥青的施工容留时间、固化过程中的微观相态变化及拉伸强度变化特征；考虑其施工容留时间、相容特性及力学性能最终确定采用聚氨酯-环氧改性沥青时的最佳掺量为40%。混合料最佳沥青用量通过马歇尔试验确定为6.7%，确定了室内试验时混合料的养护条件为70℃下养护7d。对聚氨酯-环氧沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性等路用性能进行室内试验，试验结果表明得到的聚氨酯环氧沥青混合料的路用性能与环氧沥青混合料相比得到明显提升并满足相关规范设计要求。 最后，采用聚氨酯环氧改性沥青混凝土（EA10）作为桥面试验段铺装层下面层，SMA10作为桥面铺装上面层时的施工工艺进行研究。介绍了试验段概况以及所用原材料的技术特性；确定了施工工艺并对完工后的防水粘结层、聚氨酯-环氧改性沥青混凝土下面层、SMA10面层进行检测，检测结果均满足设计使用要求；并对桥面铺装试验段面层渗水系数、构造深度进行抽检，抽检结果均满足设计使用要求。 |
| 作者： | 邹瑜 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 夏毓超 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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