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原文传递冷拌环氧浇注式混合料性能及施工工艺研究

论文题名：	冷拌环氧浇注式混合料性能及施工工艺研究
关键词：	钢桥面铺装;施工工艺;环氧浇注式混合料;环氧树脂;强度;修复养护
摘要：	随着大跨径钢桥的快速建设，进入运营期间，钢桥面铺装不可避免会出现病害，亟需修复养护，特别是高温重载服役条件下的桥梁尤为突出。通常处于咽喉要道的钢桥，要求桥面铺装病害修复养护时间短、操作便捷，且对通行交通干扰小。鉴于钢桥面铺装所采用的特种材料性能要求均较高，且需采用专用设备予以生产加工，常规的路面养护材料不适用，钢桥面铺装专用材料又无配套设备进行拌制实施。目前，我国大桥管养单位通常采用普通路面养护材料或工艺进行钢桥面铺装养护，导致病害越修越大、越严重，严重影响到钢桥面铺装运营质量及使用寿命。因此，基于钢桥面铺装服役条件及原铺装材料属性，研究开发新型钢桥面铺装修复材料及工艺迫在眉睫。　　首先，通过环氧树脂/环氧沥青的制备及固化物的力学性能、固化特性及耐老化性能试验，对结合料的拉伸强度及断裂伸长率、凝胶及表干时间、不同温度下的黏度变化规律等进行全面分析。基于浇注式沥青混合料组成特点，确定冷拌环氧浇注式混合料的配合比，进行五种混合料性能对比试验研究，优选性能最优的结合料类型。为进一步说明冷拌环氧浇注式混合料的性能水平，与热拌环氧沥青混合料、高弹改性SMA及浇注式沥青混合料同步开展强度、抗车辙性能、抗裂性能、温缩性、水稳性及疲劳性能试验，进行性能对比分析。　　其次，针对冷拌环氧浇注式混合料组成的主要因素，开展粗集料种类（玄武岩、石灰岩、凝灰岩、花岗岩）、级配公称最大粒径（GA08、GA10、GA13、GA16）及级配类型（GA10、EA10、EGM10-1、EGM10-2、RA10、ECO10）对混合料流动性、强度、抗裂性能、水稳性及疲劳性能的影响试验研究，确定冷拌环氧浇注式混合料的组成形式及适用条件。　　最后，通过不同拌和时间及温度、不同养生温度及时间条件下的混合料强度规律分析，确定混合料拌和工艺与养生条件。根据混合料表面碎石嵌入后的抗滑性能及联结性能测试结果，提出表面撒布碎石规格及用量。制备不同含水率的集料，进行混合料性能影响程度综合评价，提出混合料集料含水率控制要求。通过病害修复工程应用，检验混合料使用效果。　　研究结果表明：制备的结合料拉伸强度高，后期固化迅速，黏度小，具有适当的凝胶及表干时间，养生时间短，同时耐紫外老化性能优异。在最佳油石比为11.5%时，混合料具有优异的路用性能：70℃马歇尔稳定度超过100kN，25℃立方体抗压强度达到42.9MPa，70℃动稳定度接近20万次/mm，-10℃极限弯曲应变为3241με，冻融劈裂强度比及浸水残留立方体抗压强度均在95%以上。粗集料种类、级配公称最大粒径及级配类型对混合料强度性能影响不显著，玄武岩粗集料混合料表现出最优的综合性能，GA16级配具有较高的力学强度。随拌和时间、拌和温度的增加混合料抗压强度线性增长。混合料养生时间大幅缩短。为实现最优的抗滑性能，宜选择9.5mm~13.2mm碎石70%撒布比例。湿润集料会显著降低混合料强度及模量，为确保混合料性能，集料含水率应小于0.5%。混合料在病害修复中使用效果良好。　　本研究开发的冷拌环氧浇注式混合料可有效解决现阶段钢桥面铺装高效修复养护技术难题，同时，可用于特殊使用条件下的钢桥面铺装新建工程，研究成果对提升钢桥面铺装使用质量、促进我国钢桥面铺装技术进步具有重要意义。
作者：	韦宏年
专业：	交通运输
导师：	王民
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2023