新型公路路面材料研究与应用前景学习教案

1、会计学1新型新型(xnxng)公路路面材料研究与应用前公路路面材料研究与应用前景景第一页，共30页。一、环氧树脂一、环氧树脂(hun yn sh zh)混凝土混凝土路面材料路面材料 环氧树脂混凝土是指以环氧树脂为主料，掺入适量的固化剂、增塑剂、稀释剂及填料(tinlio)作为胶粘剂，以砂、石作为骨料，经混合、成型、固化而成的一种复合材料，是聚合物混凝土中纯聚合物混凝土的一种。第1页/共29页第二页，共30页。1.1.环氧树脂环氧树脂(hun yn sh zh)(hun yn sh zh)2.2.固化剂固化剂3.3.增塑剂及增韧剂增塑剂及增韧剂4.4.稀释剂稀释剂5.5.填充料填充料环氧树脂混凝

2、土复合材料环氧树脂混凝土复合材料(f h ci (f h ci lio)lio)的主要成分的主要成分: :第2页/共29页第三页，共30页。第3页/共29页第四页，共30页。1 1、国外研究：、国外研究： 国外对环氧树脂混凝土的研究和应用较国外对环氧树脂混凝土的研究和应用较早。已经取得了广泛的应用成果。早。已经取得了广泛的应用成果。19731973年英年英国伦敦曾铺筑环氧沥青国伦敦曾铺筑环氧沥青(lqng)(lqng)碎石抗滑层碎石抗滑层，同年又用于伦敦机场道面。随后又将其应，同年又用于伦敦机场道面。随后又将其应用于公共汽车站和停车站，均收到良好的应用于公共汽车站和停车站，均收到良好的应用效果

3、。用效果。环氧树脂环氧树脂(hun yn sh zh)混凝土混凝土的研究状况的研究状况第4页/共29页第五页，共30页。 1980年卡塔尔多哈机场，也曾在道面年卡塔尔多哈机场，也曾在道面上加铺环氧沥青作为抗滑层。瑞士规定所上加铺环氧沥青作为抗滑层。瑞士规定所有的铁路轨枕都必须采用有的铁路轨枕都必须采用(ciyng)环氧砂环氧砂浆或树脂混凝土浆或树脂混凝土;美国和德国现已广泛应用美国和德国现已广泛应用环氧树脂混凝土于公路路面。特别是以美环氧树脂混凝土于公路路面。特别是以美国为代表的环氧树脂沥青混凝土路用研究国为代表的环氧树脂沥青混凝土路用研究，在钢桥桥面铺装应用方面，取得了显著，在钢桥桥面铺装应

4、用方面，取得了显著性的成果。性的成果。第5页/共29页第六页，共30页。2 2、国内研究：、国内研究： 在国内，纯聚合物混凝土结构件尚未被在国内，纯聚合物混凝土结构件尚未被系统开发，但也开始了这方面的工作，目前系统开发，但也开始了这方面的工作，目前环氧树脂混凝土复合材料的研究主要体现在环氧树脂混凝土复合材料的研究主要体现在以下以下(yxi)(yxi)几个方面：几个方面： (1) (1)环氧树脂混凝土的级配研究。环氧树脂混凝土的级配研究。 (2) (2)环氧树脂混凝土性能的研究。环氧树脂混凝土性能的研究。 (3) (3)环氧树脂混凝土应用于结构加固研究环氧树脂混凝土应用于结构加固研究。 (4)

5、(4)环氧树脂混凝土经济性研究等。环氧树脂混凝土经济性研究等。第6页/共29页第七页，共30页。 环氧树脂混凝土应用前景分析：环氧树脂混凝土应用前景分析： 目前来说，环氧树脂混凝土常用于路面和桥面的维修和桥梁墩柱加固。比如说环氧砂浆目前来说，环氧树脂混凝土常用于路面和桥面的维修和桥梁墩柱加固。比如说环氧砂浆(shjing)应用于路面缺陷和裂缝修补。当然，随着研究的逐步深入，环氧树脂混凝土优异的路用性能也得到越来越多的重视。应用于路面缺陷和裂缝修补。当然，随着研究的逐步深入，环氧树脂混凝土优异的路用性能也得到越来越多的重视。第7页/共29页第八页，共30页。例如在西例如在西(安安)临临(潼潼)高

6、速公路灞河大桥伸高速公路灞河大桥伸缩缝施工中，环氧树脂混凝土用来解决了缩缝施工中，环氧树脂混凝土用来解决了车辆在通过桥梁伸缩缝时的车辆在通过桥梁伸缩缝时的“跳车跳车”现象现象。环氧沥青混凝土也首次运用于大跨径钢。环氧沥青混凝土也首次运用于大跨径钢桥桥面铺装。南京长江第二大桥南汉桥钢桥桥面铺装。南京长江第二大桥南汉桥钢桥桥面桥桥面,就采用环氧沥青材料铺装就采用环氧沥青材料铺装,自自2000年建成至今，使用状况良好。长沙理工大年建成至今，使用状况良好。长沙理工大学钢桥铺装课题组最近提出一种厚度仅为学钢桥铺装课题组最近提出一种厚度仅为2cm的环氧树脂混凝土新型钢桥面铺装结的环氧树脂混凝土新型钢桥面铺

7、装结构，这于对推广构，这于对推广(tugung)环氧树脂混凝环氧树脂混凝土的应用有很好的价值。土的应用有很好的价值。第8页/共29页第九页，共30页。 另外，本人的课题也致力于研究环氧树脂改性水泥另外，本人的课题也致力于研究环氧树脂改性水泥(shun)混凝土的性能。混凝土的性能。 考虑到环氧树脂价格昂贵，在实际应用中不可能大量掺用，因此，工程应用中，只是掺加少量树脂来改性水泥考虑到环氧树脂价格昂贵，在实际应用中不可能大量掺用，因此，工程应用中，只是掺加少量树脂来改性水泥(shun)混凝土。近年来流行的做法是掺水性环氧树脂改性砂浆。混凝土。近年来流行的做法是掺水性环氧树脂改性砂浆。 第9页/共2

8、9页第十页，共30页。 其突出优势表现在该体系可在室温和其突出优势表现在该体系可在室温和潮湿条件下固化潮湿条件下固化,有合理的固化时间有合理的固化时间, 特别特别是能与水泥砂浆、混凝土等常用的水泥基是能与水泥砂浆、混凝土等常用的水泥基材料混合使用材料混合使用, 并能提高上述材料的早期并能提高上述材料的早期强度、韧性、抗冲击性能强度、韧性、抗冲击性能, 增强防水性增强防水性(shuxng)能。并保证很高的交联密度能。并保证很高的交联密度,这这是其它很多水性是其它很多水性(shuxng)聚合物体系所聚合物体系所无法比拟的，因此在路面材料领域有广泛无法比拟的，因此在路面材料领域有广泛的应用前景。的应

9、用前景。第10页/共29页第十一页，共30页。 改性前SEM图 改性后SEM图第11页/共29页第十二页，共30页。二、半刚性二、半刚性(n xn)沥青混沥青混凝土路面凝土路面 半刚性面层复合材料是一种新型刚柔相济的路面材料，其可以充分发挥柔性路面和刚性路面材料的特点，既具有柔性路面的行车(hngch)舒适性，又具有刚性路面的抗车辙能力，并改善低温抗裂性、耐久性和抗水损坏能力，同时可减薄加铺层厚度。该种面层复合材料可以大大提高沥青路面的高温稳定性和耐久性，弥补沥青路面和水泥混凝土路面的不足，延长路面使用寿命，节约投资，对于我国公路路面的发展具有重要的现实意义和经济效益。第12页/共29页第十三

10、页，共30页。 树脂改性半刚性(n xn)面层复合材料根据施工工艺和材料可分为三种类型： (1)水泥灌浆沥青混凝土 (2)水泥沥青混凝土 (3)水泥乳化沥青混凝土 以上三种类型的半刚性(n xn)面层复合材料，虽然其施工工艺和组成材料有着很大的不同，但其均是遵循一个原则，即取沥青路面和水泥混凝土路面之长，补其之短，刚柔并济。第13页/共29页第十四页，共30页。国外的一些研究概况国外的一些研究概况 ： 早在早在1954年，法国研制成功了年，法国研制成功了“灌水泥浆开级配沥青混凝土路面施工灌水泥浆开级配沥青混凝土路面施工法法”，并在科涅克航空港喷气式飞机，并在科涅克航空港喷气式飞机的跑道上进行试

11、验铺装，作为耐热用的跑道上进行试验铺装，作为耐热用的道面，并以此申请了专利。的道面，并以此申请了专利。70年代年代初，英国、美国、前苏联等国家初，英国、美国、前苏联等国家(guji)，也相继对这一课题进行了，也相继对这一课题进行了研究。英国是在摊铺后的开级配沥青研究。英国是在摊铺后的开级配沥青碎石路面空隙中灌入树脂碎石路面空隙中灌入树脂水泥砂浆水泥砂浆，前苏联则把水泥砂浆作为第二结合，前苏联则把水泥砂浆作为第二结合料加入沥青混凝土中进行了拌和压实料加入沥青混凝土中进行了拌和压实，结果证明能提高混合料的温度稳定，结果证明能提高混合料的温度稳定性。性。第14页/共29页第十五页，共30页。科威特也

12、对此做了研究，结果表明，用水泥处治后的科威特也对此做了研究，结果表明，用水泥处治后的集料铺筑的沥青路面的强度和稳定性大大提高，路面集料铺筑的沥青路面的强度和稳定性大大提高，路面泛油和抗水性能也有相当大的改善。美国切夫隆研究泛油和抗水性能也有相当大的改善。美国切夫隆研究公司为提高乳化公司为提高乳化(rhu)沥青的早期强度，在混合料沥青的早期强度，在混合料中加入中加入1.3%的波特兰水泥，结果发现，在空气中养的波特兰水泥，结果发现，在空气中养生生1d后，材料的回弹模量比未加水泥的增加了大约后，材料的回弹模量比未加水泥的增加了大约五倍，养生五倍，养生60d后，回弹模量仍比未加水泥的试件提后，回弹模量

13、仍比未加水泥的试件提高两倍。但掺加水泥后材料的疲劳性能有所降低。对高两倍。但掺加水泥后材料的疲劳性能有所降低。对冷拌沥青混凝土的研究表明，当加入冷拌沥青混凝土的研究表明，当加入1%的水泥时，的水泥时，混合料的马歇尔稳定度能提高混合料的马歇尔稳定度能提高2.53.0倍。倍。第15页/共29页第十六页，共30页。国内的一些研究概况：国内的一些研究概况： 目前，国内对半刚性面层复合材料的研目前，国内对半刚性面层复合材料的研究还处于起步阶段，很少在高等级公路的路面究还处于起步阶段，很少在高等级公路的路面中应用。从中应用。从8080年代中期开始年代中期开始(kish)(kish)，国内才，国内才有些单位

14、将含高分子聚合物的特种水泥砂砾作有些单位将含高分子聚合物的特种水泥砂砾作为第二结合料掺加到普通沥青混合料中，使用为第二结合料掺加到普通沥青混合料中，使用拌和法和灌浆法两种工艺制成特殊路面材料进拌和法和灌浆法两种工艺制成特殊路面材料进行各种物理力学试验，对不同温度条件下的力行各种物理力学试验，对不同温度条件下的力学性质进行比较，并初步探讨了该种路面材料学性质进行比较，并初步探讨了该种路面材料的使用性能与强度形成理论。的使用性能与强度形成理论。 第16页/共29页第十七页，共30页。 1986年，同济大学道路与交通工程研究所对年，同济大学道路与交通工程研究所对国产普通沥青混合料使用拌和法和灌浆法加

15、注水国产普通沥青混合料使用拌和法和灌浆法加注水泥泥(shun)砂浆，制成特种沥青混凝土，进行了砂浆，制成特种沥青混凝土，进行了各种物理力学试验，比较了高低温条件下的力学各种物理力学试验，比较了高低温条件下的力学性质，并于性质，并于1986年底，在广东省惠深线上修建了年底，在广东省惠深线上修建了试验路，经过两年的行车作用，使用效果良好。试验路，经过两年的行车作用，使用效果良好。随后又对灌注水泥随后又对灌注水泥(shun)胶浆的半刚性材料进胶浆的半刚性材料进行研究，并在吉林省营抚公路靖宇县境内铺筑了行研究，并在吉林省营抚公路靖宇县境内铺筑了试验路，根据已铺筑的试验路观测表明，该路面试验路，根据已铺

16、筑的试验路观测表明，该路面具有良好的路用性能。具有良好的路用性能。第17页/共29页第十八页，共30页。 长安大学对灌注式半刚性面层复合材料的高、长安大学对灌注式半刚性面层复合材料的高、低温性能、水稳定性进行研究，结果表明该材料具低温性能、水稳定性进行研究，结果表明该材料具有优良的高温稳定性、低温性能、水稳定性能。并有优良的高温稳定性、低温性能、水稳定性能。并对应力比小于对应力比小于0.5条件下不同空隙率沥青混合料母条件下不同空隙率沥青混合料母体的复合材料疲劳性能进行研究，研究认为，由于体的复合材料疲劳性能进行研究，研究认为，由于有水泥材料的存在因而应用时要注意养生期温度的有水泥材料的存在因而

17、应用时要注意养生期温度的影响。该路面影响。该路面(lmin)材料具有较低的温度敏感性材料具有较低的温度敏感性和良好的耐久性并通过对比分析得出，在应力值为和良好的耐久性并通过对比分析得出，在应力值为0.3MPa时复合材料的疲劳寿命是沥青混凝土的时复合材料的疲劳寿命是沥青混凝土的3.2倍，表明灌注式半刚性面层复合材料可以有效地提倍，表明灌注式半刚性面层复合材料可以有效地提高路面高路面(lmin)的耐久性。的耐久性。第18页/共29页第十九页，共30页。 长沙理工大学的查旭东博士对树脂改性半长沙理工大学的查旭东博士对树脂改性半刚性面层复合材料的配比及其性能进行了研究刚性面层复合材料的配比及其性能进行

18、了研究，通过对比分析证明半刚性面层复合材料具有，通过对比分析证明半刚性面层复合材料具有优良的力学性能与路用性能。优良的力学性能与路用性能。 除此之外，河南、四川等省的公路管理部除此之外，河南、四川等省的公路管理部门门(bmn)也结合当地的实际情况，对这种材也结合当地的实际情况，对这种材料进行了尝试性的研究。料进行了尝试性的研究。第19页/共29页第二十页，共30页。树脂改性半刚性面层复合材料的关键树脂改性半刚性面层复合材料的关键: :1.1.确定沥青混合确定沥青混合(hnh)(hnh)料配合比料配合比 ，使沥青混凝土的空隙率使沥青混凝土的空隙率 达到达到30%30%左右左右。第20页/共29页第二十一页，共30页。第21页/共29页第二十二页，共30页。2.砂浆砂浆(shjing)配方设计配方设计,要求要求如下如下:第22页/共29页第二十三页，共30页。第23页/共29页第二十四页，共30页。 第24页/共29页第二十五页，共30页。 抹平树脂抹平树脂(shzh)改性水泥砂浆改性水泥砂浆 第25页/共29页第二十六页，共30页。 树脂树脂(shzh)改性半刚性面层表面改性半刚性面层表面 第26页/共29页第二十七页，共30页。 树脂改性半刚性树脂改性半刚性(n xn)面层试验路