排水性环氧改性沥青混合料研究
|
摘要
近年来,随着我国公路建设的迅猛发展,对道路的使用功能也提出了越来越高的要求。如何使路面既有足够的耐久性又具有良好的表面功能(防滑、防水漂、抑制溅水起雾、减少眩光、降低噪音)是当前困惑我国公路界的一大难题。大孔隙排水性沥青路面,因其良好的表面排水、抗滑及降噪功能,日益受到重视。然而目前普通改性沥青的排水性沥青混合料,虽然通过改性后混合料的综合性能都得到了提高,但提高的幅度都很小,从已有的实体工程来看,主要还是路面的耐久性差强人意,出现了早期损害和水损害,表现为剥落、早期松散、甚至是推移、车辙。特别对于山区公路长上坡路段、匝道转弯路段、城市道路交叉口、公共汽车停靠站等,这些特殊路段最易产生车辙及推拥病害,如何使这类特殊路段同时具有足够的抗滑性能、强度和耐久性已经成为公路界公认的大难题。
本文以排水性环氧改性沥青混合料为研究对象,研究其级配组成、混合料设计及路用性能,以期能对我国排水性路面的研究工作及推广使用提供一些有价值的探索性研究成果。
本文首先分析排水性沥青混合料空隙率的影响因素,通过均匀设计方法设计试验,对混合料的空隙率与各主要筛孔孔径的通过率之间的关系进行回归,得到了各主要筛孔孔径的通过率与混合料空隙率的响应关系,找出影响混合料空隙率的关键因素。在此基础上,进一步确定了排水性环氧改性沥青混合料的合理级配。之后,通过各种混合料常规的结构性能测试,与其它两种排水性沥青混合料的路用性能试验验证比较,证明了排水性环氧改性沥青混合料既具有良好耐久性和强度性能,又具有优越表面抗滑、排水降噪和防腐蚀等功能。
With the rapid development of the road construction in China in recent years,the requirements to roads' function become more and more strict.It is a big problem for the road constructers to keep the roads perform well both in durability and surface function (skid resistance, water fog resistance, dazzling reduction and noise reduction). As a result, porous asphalt pavement, with the good surface function of drainage, skid resistance and noise reduction, is being emphasized gradually.
In this paper the gradation,mixture design and performance of the porous asphalt mixture are researched with the aim to provide some valuable results to the research and application of the porousasphalt pavement in China.
Firstly the factors influencing the porous asphalt mixture's air void were analyzed in this paper.Based on the uniform design and plenty of laboratory tests, the relation-- ship between the air void of the porous asphalt mixture and the passing ratios of main sieve sizes was regressed,and the main factors at influences the mixture's air void was found. And then, the reasonable gradation of the porous asphalt mixture was recommended according to the aimed range of the air voids.
The, The mixture through a variety of conventional performance testing, and compared with other two porous asphalt mixture,to prove that the porous epoxy-modified asphalt mixture is not only a good durability and strength of performance, but also has superior anti-sliding surface, drainage, reduced noise and anti-corrosion capabilities.
本文以排水性环氧改性沥青混合料为研究对象,研究其级配组成、混合料设计及路用性能,以期能对我国排水性路面的研究工作及推广使用提供一些有价值的探索性研究成果。
本文首先分析排水性沥青混合料空隙率的影响因素,通过均匀设计方法设计试验,对混合料的空隙率与各主要筛孔孔径的通过率之间的关系进行回归,得到了各主要筛孔孔径的通过率与混合料空隙率的响应关系,找出影响混合料空隙率的关键因素。在此基础上,进一步确定了排水性环氧改性沥青混合料的合理级配。之后,通过各种混合料常规的结构性能测试,与其它两种排水性沥青混合料的路用性能试验验证比较,证明了排水性环氧改性沥青混合料既具有良好耐久性和强度性能,又具有优越表面抗滑、排水降噪和防腐蚀等功能。
With the rapid development of the road construction in China in recent years,the requirements to roads' function become more and more strict.It is a big problem for the road constructers to keep the roads perform well both in durability and surface function (skid resistance, water fog resistance, dazzling reduction and noise reduction). As a result, porous asphalt pavement, with the good surface function of drainage, skid resistance and noise reduction, is being emphasized gradually.
In this paper the gradation,mixture design and performance of the porous asphalt mixture are researched with the aim to provide some valuable results to the research and application of the porousasphalt pavement in China.
Firstly the factors influencing the porous asphalt mixture's air void were analyzed in this paper.Based on the uniform design and plenty of laboratory tests, the relation-- ship between the air void of the porous asphalt mixture and the passing ratios of main sieve sizes was regressed,and the main factors at influences the mixture's air void was found. And then, the reasonable gradation of the porous asphalt mixture was recommended according to the aimed range of the air voids.
The, The mixture through a variety of conventional performance testing, and compared with other two porous asphalt mixture,to prove that the porous epoxy-modified asphalt mixture is not only a good durability and strength of performance, but also has superior anti-sliding surface, drainage, reduced noise and anti-corrosion capabilities.
引文
[1] 刘朝晖.透水性沥青混合料研究综迷[J].石油沥青,1997.09,P43-49
[2] 沈金安.开级配多空隙排水型沥青路面[J].国外公路,1994,14(6):15~20
[3] 景宏君等.法国透水性沥青路面(BBDr)[J].HIGHWAY,2000(8):78~79
[4] 钱国超等.排水性沥青路面技术在盐通高速公路上的应用与创新[J].公路交通科技
[5] 支学军.排水性路面研究[D].河北工业大学硕士学位论文,2002
[6] 皮育晖,陈仕周.浇注式沥青混凝土在桥面铺装中的应用[J].中外公路,2006,26(1):155~158
[7] Gallagher K P, Vermilion D R. Thermosetting asphalt. US, 5576363[P].1996-11-19
[8] Gallagher K P, Vermilion D R. Thermosetting asphalt having continuous phase polymer. US, 5604274[P]. 1997-02-18
[9] 吕伟民.高强沥青混凝土材料的研究.上海同济大学,1995
[10] 澳大利亚西门大桥环氧沥青混合料桥面铺装技术规范
[11] 沈金安.改性沥青与 SMA 路面[M].北京:人民交通出版社,1999.09
[12] 沈金安.论聚合物改性沥青的发展方向[J].公路交通科技.1998, 15(1):1-9
[13] 温小杰.道路用热塑性合成材料改性沥青黏结料的制造方法[P].中国专利,1266079A.1999
[14] 郭皎河,李永泰,曲 涛.聚合物改性道路沥青的组成和制备方法[P].中国专利, 1415663A.2001
[15] Gorbaty ML, Peiffer D G, Mchugh D J. Polymer-modified functiona lized asphalt compositions and methods of prepara-tion [P]. United States Patent, 5348994.1994
[16] Dai Tadashi,Takahashi Harumi. Process for preparing of as-phalt-e poxy resin composition [P]. United States Patent,4162998. 1979
[17] Gallagher K P, Vermilion D I. Thermosetting asphalt [P].United States Patent, 5576363. 1996
[18] Van der Werff. Method for producing asphalts containing an epoxy-containing polymer and polyamine [P]. United States Patent, 5574095.1996
[19] Gallagher K P, Vermilion. Thermosetting asphalt having continuous phase polymer [P]. United States Patent,5604274. 1997
[20] 延西利.沥青混合料的强度形成机理的分析研究[J].西安公路学院学报,1994,14
[21] DURIEZ M.et ARRAMBIDE J.Liants hydrocarbones.Paris,Dunod,1954
[22] 王伟.环氧树脂固化技术及其固化剂研究进展[J].热固性树脂(自然科学版),2001,16(3):29～33
[23] 陈平,王德中.环氧树脂及其应用[J].化学工业出版社,2004
[23] 张镇,曾石发.环氧沥青混凝土性能和应用研究[J].山西建筑,2006,(5)
[24] Modified asphalt-epoxy resin composition USP,4,499,215
[25] 吕伟民.国内外环氧沥青材料的研究与应用[J].石油沥青,1996,3
[26] 延西利.沥青混合料的强度形成机理的分析研究[J].西安公路学院学报,1994
[27] 王林等.嵌挤密级配沥青混合料抗滑磨耗层的设计方法[J].华东公路,2001
[28] 田波,侯芸.沥青混合料中骨架结构特征的评价[J].同济大学学报,2001
[29] 黄坤,夏建陵.环氧沥青体系微观结构解析及固化反应机理探讨.中国环氧树脂应用技术学会华中分会第十一届学术交流会论文集,2006.10
[30] 吕伟民,郭忠印.高强沥青混凝土的配制及其特性.中国公路学报,第九卷,第一期
[31] 闵召辉,张翔,詹炳根.环氧沥青与石料的黏附性能研究[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2005,28(11):1452～1455
[32] S.吴.高聚物的界面与黏合.潘强余译.北京:纺织工业出版社,1987
[33] 刘文卿.实验设计[M].北京:清华大学出版社,2005.2
[34] 方开泰.均匀设计与均匀设计表[M].北京:科学出版社,1994.6
[35] 沈金安. 均匀设计在 OGFC 混合料设计中的运用[M].北京:人民交通出版社.1999.09
[36] 姚钟尧.回归分析法在均匀设计数据分析中的地位[J].特种橡胶制品,1998.02,P35-41
[37] 严军,多孔性排水沥青混合料性能研究[D].同济大学硕士学位论文,2001
[38] 沈金安.沥青及沥青混合料路用性能[M]. 北京:人民交通出版社,2001.
[39] 詹小丽,张肖宁等.改性沥青低温性能评价指标[J].公路交通科技,同济大学学报,2007.09
[40] 徐皓,倪富健等.排水性沥青混合料耐久性[J].交通运输工程学报,2005.06
[41] 王晓,程刚,黄卫.环氧沥青混凝土性能研究[J]. 东南大学学报,2001,31(6):21～24
[42] 诸永宁.排水性沥青路面排水性能研究与排水设施的设计[D],东南大学硕士学位论文,2004
[43] 刘清泉.路面防滑机理与应用研究[D].东南大学博士学位论文,2000
[44] 侯子义,庞明宝.低噪声沥青混凝土路面声学分析[J].公路,2004,6:22～24
[45] 苗英豪,王秉纲.沥青路面降噪性能研究综述[J],中外公路, 2006,26(4):65～68
[46] 杨良,郭忠印. OGFC 面层在公路隧道防火中的作用[J]. 安全与环境学报,2004.08
[2] 沈金安.开级配多空隙排水型沥青路面[J].国外公路,1994,14(6):15~20
[3] 景宏君等.法国透水性沥青路面(BBDr)[J].HIGHWAY,2000(8):78~79
[4] 钱国超等.排水性沥青路面技术在盐通高速公路上的应用与创新[J].公路交通科技
[5] 支学军.排水性路面研究[D].河北工业大学硕士学位论文,2002
[6] 皮育晖,陈仕周.浇注式沥青混凝土在桥面铺装中的应用[J].中外公路,2006,26(1):155~158
[7] Gallagher K P, Vermilion D R. Thermosetting asphalt. US, 5576363[P].1996-11-19
[8] Gallagher K P, Vermilion D R. Thermosetting asphalt having continuous phase polymer. US, 5604274[P]. 1997-02-18
[9] 吕伟民.高强沥青混凝土材料的研究.上海同济大学,1995
[10] 澳大利亚西门大桥环氧沥青混合料桥面铺装技术规范
[11] 沈金安.改性沥青与 SMA 路面[M].北京:人民交通出版社,1999.09
[12] 沈金安.论聚合物改性沥青的发展方向[J].公路交通科技.1998, 15(1):1-9
[13] 温小杰.道路用热塑性合成材料改性沥青黏结料的制造方法[P].中国专利,1266079A.1999
[14] 郭皎河,李永泰,曲 涛.聚合物改性道路沥青的组成和制备方法[P].中国专利, 1415663A.2001
[15] Gorbaty ML, Peiffer D G, Mchugh D J. Polymer-modified functiona lized asphalt compositions and methods of prepara-tion [P]. United States Patent, 5348994.1994
[16] Dai Tadashi,Takahashi Harumi. Process for preparing of as-phalt-e poxy resin composition [P]. United States Patent,4162998. 1979
[17] Gallagher K P, Vermilion D I. Thermosetting asphalt [P].United States Patent, 5576363. 1996
[18] Van der Werff. Method for producing asphalts containing an epoxy-containing polymer and polyamine [P]. United States Patent, 5574095.1996
[19] Gallagher K P, Vermilion. Thermosetting asphalt having continuous phase polymer [P]. United States Patent,5604274. 1997
[20] 延西利.沥青混合料的强度形成机理的分析研究[J].西安公路学院学报,1994,14
[21] DURIEZ M.et ARRAMBIDE J.Liants hydrocarbones.Paris,Dunod,1954
[22] 王伟.环氧树脂固化技术及其固化剂研究进展[J].热固性树脂(自然科学版),2001,16(3):29～33
[23] 陈平,王德中.环氧树脂及其应用[J].化学工业出版社,2004
[23] 张镇,曾石发.环氧沥青混凝土性能和应用研究[J].山西建筑,2006,(5)
[24] Modified asphalt-epoxy resin composition USP,4,499,215
[25] 吕伟民.国内外环氧沥青材料的研究与应用[J].石油沥青,1996,3
[26] 延西利.沥青混合料的强度形成机理的分析研究[J].西安公路学院学报,1994
[27] 王林等.嵌挤密级配沥青混合料抗滑磨耗层的设计方法[J].华东公路,2001
[28] 田波,侯芸.沥青混合料中骨架结构特征的评价[J].同济大学学报,2001
[29] 黄坤,夏建陵.环氧沥青体系微观结构解析及固化反应机理探讨.中国环氧树脂应用技术学会华中分会第十一届学术交流会论文集,2006.10
[30] 吕伟民,郭忠印.高强沥青混凝土的配制及其特性.中国公路学报,第九卷,第一期
[31] 闵召辉,张翔,詹炳根.环氧沥青与石料的黏附性能研究[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2005,28(11):1452～1455
[32] S.吴.高聚物的界面与黏合.潘强余译.北京:纺织工业出版社,1987
[33] 刘文卿.实验设计[M].北京:清华大学出版社,2005.2
[34] 方开泰.均匀设计与均匀设计表[M].北京:科学出版社,1994.6
[35] 沈金安. 均匀设计在 OGFC 混合料设计中的运用[M].北京:人民交通出版社.1999.09
[36] 姚钟尧.回归分析法在均匀设计数据分析中的地位[J].特种橡胶制品,1998.02,P35-41
[37] 严军,多孔性排水沥青混合料性能研究[D].同济大学硕士学位论文,2001
[38] 沈金安.沥青及沥青混合料路用性能[M]. 北京:人民交通出版社,2001.
[39] 詹小丽,张肖宁等.改性沥青低温性能评价指标[J].公路交通科技,同济大学学报,2007.09
[40] 徐皓,倪富健等.排水性沥青混合料耐久性[J].交通运输工程学报,2005.06
[41] 王晓,程刚,黄卫.环氧沥青混凝土性能研究[J]. 东南大学学报,2001,31(6):21～24
[42] 诸永宁.排水性沥青路面排水性能研究与排水设施的设计[D],东南大学硕士学位论文,2004
[43] 刘清泉.路面防滑机理与应用研究[D].东南大学博士学位论文,2000
[44] 侯子义,庞明宝.低噪声沥青混凝土路面声学分析[J].公路,2004,6:22～24
[45] 苗英豪,王秉纲.沥青路面降噪性能研究综述[J],中外公路, 2006,26(4):65～68
[46] 杨良,郭忠印. OGFC 面层在公路隧道防火中的作用[J]. 安全与环境学报,2004.08