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钢桥面铺装中的环氧树脂胶粘剂及环氧树脂混凝土研究

作　者: 李星星
导　师: 李宇峙
学　校: 长沙理工大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 耐高温环氧树脂胶粘剂钢桥面沥青铺装抗剪强度抗拔强度温缩试验弯曲试验
分类号: U444
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

本论文主要进行了两方面的试验研究:一方面是对课题组开发的耐高温环氧树脂胶粘剂DLERA在钢桥面沥青铺装中的应用研究即界面铺装应用研究,另一方面是对采用课题组早期开发的环氧树脂胶粘剂(1号胶)、DLERA(2号胶)分别作为结合料,并采用一定级配拌制的混凝土进行了初步研究.首先,本文对西陵长江大桥钢桥面铺装使用条件进行分析,综合其它工程施工经验,提出了钢桥面沥青铺装对界面粘结层使用温度、抗拔强度、抗剪强度、弯曲变形能力、防水能力、防锈蚀能力、耐大气老化能力、耐高温能力等方面的性能要求,以及其它一些有关施工应用的性能要求。这些要求的提出为DLERA的应用试验研究提供了必要的技术指标。同时,还针对采用“环氧树脂胶+环氧树脂混凝土”结构形式的钢桥面铺装,对环氧树脂混凝土的性能提出了要求,为环氧树脂混凝土的试验研究和应用提供了指导。然后,本文针对提出的技术指标,对DLERA进行了拉剪、拉拔试验,利用设计的简单弯曲试验仪进行了不同温度下的弯曲试验,同时也与其它典型界面粘结材料的性能进行了对比试验。试验结果表明,DLERA完全满足所提出的技术指标;进行了DLERA固化强度与养护时间、养护温度关系的试验、原材料的贮存性能试验,对DLERA的实际施工温度、固化时间提出了要求和建议,也对原材料的贮存提出了要求和建议;进行了轮碾试验,进一步证实了DLERA的高温稳定性,初步证实了DLERA+单粒径碎石+沥青混凝土的可行性;通过单粒径碎石的撒布试验,确定了单粒径碎石的粒径、撒布量和施工工艺;通过便携式剪切试验,对比不同种粘结材料的界面剪切强度,得出:以DLERA为界面粘结材料的界面抗剪强度大于改性沥青,但仍需要改进和提高;通过直道钢桥面沥青铺装试验,进一步检验了以DLERA+单粒径碎石+沥青混凝土钢桥面铺装方案的可行性和施工工艺性能,并且确定了DLERA粘结剂的施工工艺要点。最后,将DLERA应用于佛山市和顺至北窖公路主干线工程海八路立交WN匝道钢桥面铺装中,整个钢桥面铺装层的施工都比较成功,有待时间的进一步考验。最后,采用马歇尔试验并通过计算,得到了胶石比、级配与环氧树脂混凝土空隙率之间一定的规律;通过60℃的马歇尔劈裂试验,得到了1号胶环氧树脂混凝土、2号胶环氧树脂环氧混凝土的高温劈裂强度,结果表明,两者均有良好的高温稳定性能;通过长达4个月的环氧树脂圆柱体试件不同龄期的抗压强度、抗压回弹模量的测试实验,并与沥青混凝土、水泥混凝土的抗压强度、抗压回弹模量进行了对比试验,得出了环氧树脂混凝土抗压强度、抗压回弹模量的发展规律,试验结果表明:环氧树脂混凝土强度形成所需时间很短且早期强度很高,适用于水泥混凝土路面的修补、工程抢修等,有开放交通早、节约交通管制费用等优点,而且其强度在后期还有较大的增长空间,可用于车辙严重的路段,如爬坡车道、收费站进出口等;环氧树脂混凝土不但强度高,而且其抗压回弹模量则相对低,是一种韧性优于水泥混凝土的材料;温缩试验结果表明,在同条件下,环氧树脂混凝土的收缩应变、收缩系数介于沥青混凝土与水凝混凝土之间,但是由于环氧树脂混凝土采用的环氧树脂胶的固化物为韧性材料,韧性远好于水泥固化物,环氧树脂混凝土路面不需要切缝。早期强度高、强度后期增长空间大、韧性优于水泥混凝土以及无需切缝,这些优点为环氧树脂混凝土应用于钢桥面铺装提供了前提和基础。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
第一章绪论  12-20
  1.1 问题的提出  12-13
  1.2 国内外相关研究与应用概况  13-18
    1.2.1 粘结层材料的研究与应用概况  13-16
    1.2.2 环氧树脂混凝土的研究与应用概况  16-18
  1.3 本文主要研究内容及思路  18-20
第二章界面粘结材料、环氧树脂混凝土性能要求  20-26
  2.1 粘结材料的性能要求  20-24
    2.1.1 使用温度范围  20-21
    2.1.2 抗拔强度、抗剪强度方面的要求  21-23
    2.1.3 弯曲变形能力方面的要求  23-24
    2.1.4 防水、防锈蚀能力的要求  24
    2.1.5 其它方面的性能要求  24
  2.2 环氧树脂混凝土的性能要求  24-25
  本章小结  25-26
第三章 DLERA 的综合评价及应用  26-54
  3.1 DLERA 自身性能的测试及评价  26-39
    3.1.1 密度测试  26-27
    3.1.2 拉剪、拉拔强度试验  27-33
    3.1.3 弯曲、变形能力试验  33-35
    3.1.4 强度与养护时间、温度变化的相关性试验  35-37
    3.1.5 胶粘剂的贮存稳定性试验  37-39
  3.2 组合试件试验  39-46
    3.2.1 轮碾试验  39-40
    3.2.2 单粒径碎石的撒布试验  40-42
    3.2.3 便携式剪切试验  42-46
  3.3 钢桥面沥青铺装模拟试验  46-47
  3.4 实体工程介绍  47-53
    3.4.1 自然气候  47-48
    3.4.2 DLERA 粘结层施工  48-51
    3.4.3 钢桥面沥青铺装  51-53
  本章小结  53-54
第四章环氧树脂混凝土初步研究  54-84
  4.1 马歇尔试验  54-57
    4.1.1 试验说明  54-55
    4.1.2 计算方法  55-56
    4.1.3 试验结果及分析  56-57
  4.2 劈裂试验  57-58
    4.2.1 试验说明  57
    4.2.2 试验结果及分析  57-58
  4.3 抗压强度、抗压回弹模量测试试验  58-72
    4.3.1 试验方案  59-60
    4.3.2 计算方法  60-61
    4.3.3 试验结果与分析  61-72
  4.4 温度收缩试验  72-83
    4.4.1 试验方案  72-73
    4.4.2 计算方法  73-74
    4.4.3 试验结果及分析  74-83
  本章小结  83-84
第五章结论与建议  84-87
  5.1 结论  84-85
  5.2 创新点  85-86
  5.3 建议  86-87
参考文献  87-89
致谢  89-90
附录 A 攻读学位期间发表论文目录及参加的科研项目  90-91
详细摘要  91-99

钢桥面铺装中的环氧树脂胶粘剂及环氧树脂混凝土研究

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