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沥青路面有机硅预养护材料的性能表征与养护机理研究

作　者: 林俊涛
导　师: 陈美祝；吴少鹏
学　校: 武汉理工大学
专　业: 材料学
关键词: 沥青混合料 有机硅预养护材料 防水性能 抗老化性能 抗滑性能
分类号: U418.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


沥青路面的预防性养护日益引起公路管理部门及工作者的关注。目前国内外广泛应用的是基于乳化沥青基的预防性养护材料,而其他种类的预防性养护材料应用还比较有限。本文主要研究了有机硅预养护材料对沥青及沥青混合料的养护效果及机理。首先,采用接触角实验研究了有机硅预养护材料自身的憎水性能,然后通过简单渗透实验、渗水系数实验和冻融劈裂实验,研究了有机硅预养护材料在沥青混合料中的渗透与防水效果,并探讨了其防水养护机理。结果表明,有机硅预养护材料与水的接触角为93.6°,具有良好的憎水性能。当有机硅预养护材料用量为600ml/m2时,可使沥青混合料的渗水系数降为Oml/min。另外可以使得3次冻融循环后的沥青混合料的劈裂强度比提高7%-10%,表明有机硅预养护材料对沥青混合料具有良好的防水效果。其次,采用沥青紫外老化与沥青混合料长期热氧老化实验,评价了有机硅预养护材料对沥青及沥青混合料抗老化能力的影响。结果显示,有机硅预防性养护材料降低了紫外老化后沥青的复合模量及车辙因子,同时降低了长期热氧老化后沥青混合料的间接拉伸模量,提高了其抗低温开裂及疲劳性能,表明有机硅预养护材料可以减缓沥青的紫外老化及沥青混合料的热氧老化。最后,通过摆式摩擦仪与构造深度仪,分析了有机硅预养护材料对沥青混合料抗滑性能的影响,并且与改性乳化沥青封层的抗滑影响进行了对比分析。结果显示,有机硅预养护材料降低了沥青混合料的抗滑摆值8-12BPN、构造深度0.2mm,因此其明显降低了沥青混合料的抗滑能力,但其对沥青混合料抗滑性能的影响比改性乳化沥青封层要小。采用喷洒钢渣细料与橡胶粉的方法可以提高有机硅预养护材料处理后路面的抗滑摆值3-5BPN。此外,通过加速加载实验模拟了有机硅预养护材料在车辆荷载作用下的抗磨耗能力,结果表明有机硅预养护材料在加速加载条件下的磨耗损失与沥青膜一致,但是渗透入沥青混合料里面的有机硅预养护材料会继续存在,发挥其防水抗老化的作用。本文的研究结果表明有机硅预养护材料对沥青及其混合料具有良好的养护效果,为未来此类预养护材料在沥青路面中的进一步应用提供了指导。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第1章 绪论  9-16
  1.1 问题的提出  9-13
    1.1.1 我国公路养护的特点  9-10
    1.1.2 沥青路面养护的背景  10-11
    1.1.3 沥青路面预防性养护措施  11-12
    1.1.4 本文研究的目的与意义  12-13
  1.2 国内外相关领域的研究现状  13-14
    1.2.1 国外相关领域的研究现状  13-14
    1.2.2 国内相关领域的研究现状  14
  1.3 主要研究内容及技术路线  14-16
    1.3.1 主要研究内容  15
    1.3.2 技术路线  15-16
第2章 原材料与实验方法  16-21
  2.1 主要原材料及其性能  16-18
    2.1.1 有机硅预养护材料  16-17
    2.1.2 沥青  17
    2.1.3 集料  17-18
    2.1.4 矿粉  18
  2.2 主要实验方法与实验仪器  18-21
    2.2.1 实验方法  18-19
    2.2.2 实验仪器  19-21
第3章 有机硅预养护材料的防水与渗透性能表征  21-34
  3.1 引言  21-22
  3.2 有机硅预养护材料的防水性能  22-25
    3.2.1 接触角实验方法  22-23
    3.2.2 接触角实验结果及分析  23-25
  3.3 有机硅预养护材料对集料的防水效果  25-27
    3.3.1 表观密度  25-26
    3.3.2 吸水率  26-27
  3.4 有机硅预养护材料在沥青混合料中的渗透性能  27-30
    3.4.1 渗透实验方法  27-28
    3.4.2 渗透实验结果及分析  28-30
  3.5 有机硅预养护材料对沥青混合料的防水效果  30-32
    3.5.1 渗水实验  30-31
    3.5.2 冻融劈裂实验  31-32
  3.6 有机硅预养护材料的防水养护机理  32-33
  3.7 本章小结  33-34
第4章 有机硅预养护材料对沥青及混合料老化性能的影响研究  34-45
  4.1 引言  34-35
  4.2 有机硅预养护材料对沥青紫外老化的影响  35-38
    4.2.1 紫外老化的实验方法  35
    4.2.2 紫外老化后表征方法  35-36
    4.2.3 温度扫描实验结果及分析  36-38
  4.3 有机硅预养护材料对沥青混合料长期老化的影响  38-44
    4.3.1 长期老化的实验方法  38-39
    4.3.2 长期老化后表征方法  39-40
    4.3.3 间接拉伸模量实验结果及分析  40-41
    4.3.4 低温弯曲实验结果及分析  41-42
    4.3.5 间接拉伸疲劳实验结果及分析  42-44
  4.4 有机硅预养护材料对沥青路面老化的防护机理  44
  4.5 本章小结  44-45
第5章 有机硅预养护材料对沥青混合料抗滑耐磨性能的影响  45-57
  5.1 引言  45-47
  5.2 有机硅预养护材料对沥青混合料的抗滑能力的影响  47-53
    5.2.1 实验方法  47-48
    5.2.2 有机硅预养护材料对混合料抗滑性能的影响  48-49
    5.2.3 改性乳化沥青封层对混合料抗滑能力的影响  49-51
    5.2.4 采用防滑措施的效果  51-53
  5.3 有机硅预养护材料的抗磨耗性能  53-56
  5.4 本章小结  56-57
第6章 结论与展望  57-59
  6.1 结论  57-58
  6.2 展望  58-59
参考文献  59-63
附录  63-64
致谢  64

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 道路工程 > 道路养护与维修 > 路面的养护与维修
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