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现在位置: 科技项目
沥青路面养护修补水性环氧乳化沥青及应用技术研究项目简介
发布时间:2023-08-18

近年来,我国公路交通事业发展迅速、成果丰硕。截止2018年底,全国公路总里程已达到484.65万公里,实现了由“初步连通”到“覆盖成网”的华丽转变。与此同时,交通量增加、荷载重型化、货车超载等因素加速了路面损坏,缩短了路面使用寿命。目前我国公路已大量进入了维修养护期,公路建设亦由“建设为主”转变为“建养并举”的发展阶段,沥青路面作为我国公路主要铺装形式便成为公路养护工作的重点,高效的沥青路面养护、修补技术研究已成为公路运维部门关注的热点问题。

目前,乳化沥青由于施工简便、污染少、经济环保等优点而广泛作为公路日常养护材料使用,但也存在粘结强度低、温度敏感性大、柔韧性差、耐老化性差等缺点。因此人们常通过在乳化沥青中添加不同物质以改善其缺陷,如添加苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、氯丁橡胶(CR)等,但仍存在与旧路面材料粘结力不足、硬化速度慢等缺点。环氧树脂改性沥青以其优异的粘结性、稳定性和耐久性得到了越来越多的应用,但其制备与使用技术较为复杂,不适宜道路养护作业。水性环氧树脂是通过一系列化学和物理方法将油性环氧树脂分散在水相中,降低环氧树脂粘度,以其改性乳化沥青,可有效克服普通环氧树脂沥青改性制备要求高的缺点,继承其路用性能好的优点,从而实现沥青路面的快速修补、预防养护、常温施工,具有较好的应用前景和经济效益。

该项目有鉴于此,依托海南省沥青路面养护维修需求,开展水性环氧树脂体系研发、水性环氧乳化沥青制备技术及其在沥青路面养护修补工程中的应用技术研究,主要结论和成果如下:

① 采用化学合成法合成了非离子环氧乳化剂,通过相反转法制备出平均粒径0.654μm,粘度26.4mpa·s,环氧值为0.22的水性环氧乳液,其60d储存性及理性稳定性良好;

② 合成多胺-改性环氧加成物制备水性环氧固化剂,并通过室内涂膜固化性能对比试验,优选出自制水性环氧树脂体系和一种市购性环氧树脂体系;优选出的水性环氧树脂体系固化速度适中,涂膜硬度达6H,附着力Ⅰ级,耐水、耐酸性优良,固化物具有良好的热稳定性;

③ 通过室内性能试验和微观表征分析,优选出相容性和贮存稳定性良好的水性环氧乳化沥青胶结料配制工艺,探讨了水性环氧树脂体系掺量对胶结料技术性能的影响规律。结果表明:水性环氧树脂体系的掺入有利于提高胶结料与集料的黏附性和高温性能,而过高的掺量会导致胶结料倾向脆性,低温性能下降;

④ 通过AC-13级配的水性环氧乳化沥青冷补料配合比设计试验,探讨了胶结料乳液掺量、水性环氧树脂体系掺量和总用水量对冷补料性能的影响规律,随水性环氧树脂体系掺量增加,冷补料高温性能、水稳定性均稳定提高,低温性能则先增后减小,20%掺量下获得最大值;

⑤ 以水泥为早强剂等质量替代矿粉形成早强型冷补料,并探讨了水泥掺量对冷补料性能的影响,结果表明早强型冷补料常温养护仍可达到较高的水稳定性。通过坑槽修补试验确定了冷补料的施工工艺,验证早强型冷补料的快速修补性能;

⑥ 道路试验表明将喷洒型水性环氧乳化沥青应用于沥青路面雾封层和含砂雾封层,可使路面渗透性显著减小。但雾封层构造深度和摆值有所降低,抗滑能力稍有下降,含砂雾封层由于细集料形成了粗糙面,路面抗滑能力有所提高;

⑦ 将拌合型水性环氧乳化沥青应用于微表处混合料中,探讨了水性环氧乳化沥青复合胶结料中各组成材料配比对胶结料和微表处稀浆混合料技术性能的影响。结果表明,随着水性环氧掺量增加,胶结料高温稳定性、抗疲劳性及抗老化性逐渐提升,微表处混合料耐磨性、抗车辙能力、抗水损害能力亦逐渐增高。


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