新型公路路面材料研究與應(yīng)用前景學習教案

1、會計學1新型新型(xnxng)公路路面材料研究與應(yīng)用前公路路面材料研究與應(yīng)用前景景第一頁，共30頁。一、環(huán)氧樹脂一、環(huán)氧樹脂(hun yn sh zh)混凝土混凝土路面材料路面材料 環(huán)氧樹脂混凝土是指以環(huán)氧樹脂為主料，摻入適量的固化劑、增塑劑、稀釋劑及填料(tinlio)作為膠粘劑，以砂、石作為骨料，經(jīng)混合、成型、固化而成的一種復(fù)合材料，是聚合物混凝土中純聚合物混凝土的一種。第1頁/共29頁第二頁，共30頁。1.1.環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂(hun yn sh zh)(hun yn sh zh)2.2.固化劑固化劑3.3.增塑劑及增韌劑增塑劑及增韌劑4.4.稀釋劑稀釋劑5.5.填充料填充料環(huán)氧樹脂混凝

2、土復(fù)合材料環(huán)氧樹脂混凝土復(fù)合材料(f h ci (f h ci lio)lio)的主要成分的主要成分: :第2頁/共29頁第三頁，共30頁。第3頁/共29頁第四頁，共30頁。1 1、國外研究：、國外研究： 國外對環(huán)氧樹脂混凝土的研究和應(yīng)用較國外對環(huán)氧樹脂混凝土的研究和應(yīng)用較早。已經(jīng)取得了廣泛的應(yīng)用成果。早。已經(jīng)取得了廣泛的應(yīng)用成果。19731973年英年英國倫敦曾鋪筑環(huán)氧瀝青國倫敦曾鋪筑環(huán)氧瀝青(lqng)(lqng)碎石抗滑層碎石抗滑層，同年又用于倫敦機場道面。隨后又將其應(yīng)，同年又用于倫敦機場道面。隨后又將其應(yīng)用于公共汽車站和停車站，均收到良好的應(yīng)用于公共汽車站和停車站，均收到良好的應(yīng)用效果

3、。用效果。環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂(hun yn sh zh)混凝土混凝土的研究狀況的研究狀況第4頁/共29頁第五頁，共30頁。 1980年卡塔爾多哈機場，也曾在道面年卡塔爾多哈機場，也曾在道面上加鋪環(huán)氧瀝青作為抗滑層。瑞士規(guī)定所上加鋪環(huán)氧瀝青作為抗滑層。瑞士規(guī)定所有的鐵路軌枕都必須采用有的鐵路軌枕都必須采用(ciyng)環(huán)氧砂環(huán)氧砂漿或樹脂混凝土漿或樹脂混凝土;美國和德國現(xiàn)已廣泛應(yīng)用美國和德國現(xiàn)已廣泛應(yīng)用環(huán)氧樹脂混凝土于公路路面。特別是以美環(huán)氧樹脂混凝土于公路路面。特別是以美國為代表的環(huán)氧樹脂瀝青混凝土路用研究國為代表的環(huán)氧樹脂瀝青混凝土路用研究，在鋼橋橋面鋪裝應(yīng)用方面，取得了顯著，在鋼橋橋面鋪裝應(yīng)

4、用方面，取得了顯著性的成果。性的成果。第5頁/共29頁第六頁，共30頁。2 2、國內(nèi)研究：、國內(nèi)研究： 在國內(nèi)，純聚合物混凝土結(jié)構(gòu)件尚未被在國內(nèi)，純聚合物混凝土結(jié)構(gòu)件尚未被系統(tǒng)開發(fā)，但也開始了這方面的工作，目前系統(tǒng)開發(fā)，但也開始了這方面的工作，目前環(huán)氧樹脂混凝土復(fù)合材料的研究主要體現(xiàn)在環(huán)氧樹脂混凝土復(fù)合材料的研究主要體現(xiàn)在以下以下(yxi)(yxi)幾個方面：幾個方面： (1) (1)環(huán)氧樹脂混凝土的級配研究。環(huán)氧樹脂混凝土的級配研究。 (2) (2)環(huán)氧樹脂混凝土性能的研究。環(huán)氧樹脂混凝土性能的研究。 (3) (3)環(huán)氧樹脂混凝土應(yīng)用于結(jié)構(gòu)加固研究環(huán)氧樹脂混凝土應(yīng)用于結(jié)構(gòu)加固研究。 (4)

5、(4)環(huán)氧樹脂混凝土經(jīng)濟性研究等。環(huán)氧樹脂混凝土經(jīng)濟性研究等。第6頁/共29頁第七頁，共30頁。 環(huán)氧樹脂混凝土應(yīng)用前景分析：環(huán)氧樹脂混凝土應(yīng)用前景分析： 目前來說，環(huán)氧樹脂混凝土常用于路面和橋面的維修和橋梁墩柱加固。比如說環(huán)氧砂漿目前來說，環(huán)氧樹脂混凝土常用于路面和橋面的維修和橋梁墩柱加固。比如說環(huán)氧砂漿(shjing)應(yīng)用于路面缺陷和裂縫修補。當然，隨著研究的逐步深入，環(huán)氧樹脂混凝土優(yōu)異的路用性能也得到越來越多的重視。應(yīng)用于路面缺陷和裂縫修補。當然，隨著研究的逐步深入，環(huán)氧樹脂混凝土優(yōu)異的路用性能也得到越來越多的重視。第7頁/共29頁第八頁，共30頁。例如在西例如在西(安安)臨臨(潼潼)高

6、速公路灞河大橋伸高速公路灞河大橋伸縮縫施工中，環(huán)氧樹脂混凝土用來解決了縮縫施工中，環(huán)氧樹脂混凝土用來解決了車輛在通過橋梁伸縮縫時的車輛在通過橋梁伸縮縫時的“跳車跳車”現(xiàn)象現(xiàn)象。環(huán)氧瀝青混凝土也首次運用于大跨徑鋼。環(huán)氧瀝青混凝土也首次運用于大跨徑鋼橋橋面鋪裝。南京長江第二大橋南漢橋鋼橋橋面鋪裝。南京長江第二大橋南漢橋鋼橋橋面橋橋面,就采用環(huán)氧瀝青材料鋪裝就采用環(huán)氧瀝青材料鋪裝,自自2000年建成至今，使用狀況良好。長沙理工大年建成至今，使用狀況良好。長沙理工大學鋼橋鋪裝課題組最近提出一種厚度僅為學鋼橋鋪裝課題組最近提出一種厚度僅為2cm的環(huán)氧樹脂混凝土新型鋼橋面鋪裝結(jié)的環(huán)氧樹脂混凝土新型鋼橋面鋪

7、裝結(jié)構(gòu)，這于對推廣構(gòu)，這于對推廣(tugung)環(huán)氧樹脂混凝環(huán)氧樹脂混凝土的應(yīng)用有很好的價值。土的應(yīng)用有很好的價值。第8頁/共29頁第九頁，共30頁。 另外，本人的課題也致力于研究環(huán)氧樹脂改性水泥另外，本人的課題也致力于研究環(huán)氧樹脂改性水泥(shun)混凝土的性能?；炷恋男阅?。 考慮到環(huán)氧樹脂價格昂貴，在實際應(yīng)用中不可能大量摻用，因此，工程應(yīng)用中，只是摻加少量樹脂來改性水泥考慮到環(huán)氧樹脂價格昂貴，在實際應(yīng)用中不可能大量摻用，因此，工程應(yīng)用中，只是摻加少量樹脂來改性水泥(shun)混凝土。近年來流行的做法是摻水性環(huán)氧樹脂改性砂漿?；炷痢＝陙砹餍械淖龇ㄊ菗剿原h(huán)氧樹脂改性砂漿。 第9頁/共2

8、9頁第十頁，共30頁。 其突出優(yōu)勢表現(xiàn)在該體系可在室溫和其突出優(yōu)勢表現(xiàn)在該體系可在室溫和潮濕條件下固化潮濕條件下固化,有合理的固化時間有合理的固化時間, 特別特別是能與水泥砂漿、混凝土等常用的水泥基是能與水泥砂漿、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強度、韌性、抗沖擊性能強度、韌性、抗沖擊性能, 增強防水性增強防水性(shuxng)能。并保證很高的交聯(lián)密度能。并保證很高的交聯(lián)密度,這這是其它很多水性是其它很多水性(shuxng)聚合物體系所聚合物體系所無法比擬的，因此在路面材料領(lǐng)域有廣泛無法比擬的，因此在路面材料領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。的應(yīng)

9、用前景。第10頁/共29頁第十一頁，共30頁。 改性前SEM圖 改性后SEM圖第11頁/共29頁第十二頁，共30頁。二、半剛性二、半剛性(n xn)瀝青混瀝青混凝土路面凝土路面 半剛性面層復(fù)合材料是一種新型剛?cè)嵯酀穆访娌牧?，其可以充分發(fā)揮柔性路面和剛性路面材料的特點，既具有柔性路面的行車(hngch)舒適性，又具有剛性路面的抗車轍能力，并改善低溫抗裂性、耐久性和抗水損壞能力，同時可減薄加鋪層厚度。該種面層復(fù)合材料可以大大提高瀝青路面的高溫穩(wěn)定性和耐久性，彌補瀝青路面和水泥混凝土路面的不足，延長路面使用壽命，節(jié)約投資，對于我國公路路面的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟效益。第12頁/共29頁第十三

10、頁，共30頁。 樹脂改性半剛性(n xn)面層復(fù)合材料根據(jù)施工工藝和材料可分為三種類型： (1)水泥灌漿瀝青混凝土 (2)水泥瀝青混凝土 (3)水泥乳化瀝青混凝土 以上三種類型的半剛性(n xn)面層復(fù)合材料，雖然其施工工藝和組成材料有著很大的不同，但其均是遵循一個原則，即取瀝青路面和水泥混凝土路面之長，補其之短，剛?cè)岵?。?3頁/共29頁第十四頁，共30頁。國外的一些研究概況國外的一些研究概況 ： 早在早在1954年，法國研制成功了年，法國研制成功了“灌水泥漿開級配瀝青混凝土路面施工灌水泥漿開級配瀝青混凝土路面施工法法”，并在科涅克航空港噴氣式飛機，并在科涅克航空港噴氣式飛機的跑道上進行試

11、驗鋪裝，作為耐熱用的跑道上進行試驗鋪裝，作為耐熱用的道面，并以此申請了專利。的道面，并以此申請了專利。70年代年代初，英國、美國、前蘇聯(lián)等國家初，英國、美國、前蘇聯(lián)等國家(guji)，也相繼對這一課題進行了，也相繼對這一課題進行了研究。英國是在攤鋪后的開級配瀝青研究。英國是在攤鋪后的開級配瀝青碎石路面空隙中灌入樹脂碎石路面空隙中灌入樹脂水泥砂漿水泥砂漿，前蘇聯(lián)則把水泥砂漿作為第二結(jié)合，前蘇聯(lián)則把水泥砂漿作為第二結(jié)合料加入瀝青混凝土中進行了拌和壓實料加入瀝青混凝土中進行了拌和壓實，結(jié)果證明能提高混合料的溫度穩(wěn)定，結(jié)果證明能提高混合料的溫度穩(wěn)定性。性。第14頁/共29頁第十五頁，共30頁?？仆匾?/p>

12、對此做了研究，結(jié)果表明，用水泥處治后的科威特也對此做了研究，結(jié)果表明，用水泥處治后的集料鋪筑的瀝青路面的強度和穩(wěn)定性大大提高，路面集料鋪筑的瀝青路面的強度和穩(wěn)定性大大提高，路面泛油和抗水性能也有相當大的改善。美國切夫隆研究泛油和抗水性能也有相當大的改善。美國切夫隆研究公司為提高乳化公司為提高乳化(rhu)瀝青的早期強度，在混合料瀝青的早期強度，在混合料中加入中加入1.3%的波特蘭水泥，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在空氣中養(yǎng)的波特蘭水泥，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在空氣中養(yǎng)生生1d后，材料的回彈模量比未加水泥的增加了大約后，材料的回彈模量比未加水泥的增加了大約五倍，養(yǎng)生五倍，養(yǎng)生60d后，回彈模量仍比未加水泥的試件提后，回彈模量

13、仍比未加水泥的試件提高兩倍。但摻加水泥后材料的疲勞性能有所降低。對高兩倍。但摻加水泥后材料的疲勞性能有所降低。對冷拌瀝青混凝土的研究表明，當加入冷拌瀝青混凝土的研究表明，當加入1%的水泥時，的水泥時，混合料的馬歇爾穩(wěn)定度能提高混合料的馬歇爾穩(wěn)定度能提高2.53.0倍。倍。第15頁/共29頁第十六頁，共30頁。國內(nèi)的一些研究概況：國內(nèi)的一些研究概況： 目前，國內(nèi)對半剛性面層復(fù)合材料的研目前，國內(nèi)對半剛性面層復(fù)合材料的研究還處于起步階段，很少在高等級公路的路面究還處于起步階段，很少在高等級公路的路面中應(yīng)用。從中應(yīng)用。從8080年代中期開始年代中期開始(kish)(kish)，國內(nèi)才，國內(nèi)才有些單位

14、將含高分子聚合物的特種水泥砂礫作有些單位將含高分子聚合物的特種水泥砂礫作為第二結(jié)合料摻加到普通瀝青混合料中，使用為第二結(jié)合料摻加到普通瀝青混合料中，使用拌和法和灌漿法兩種工藝制成特殊路面材料進拌和法和灌漿法兩種工藝制成特殊路面材料進行各種物理力學試驗，對不同溫度條件下的力行各種物理力學試驗，對不同溫度條件下的力學性質(zhì)進行比較，并初步探討了該種路面材料學性質(zhì)進行比較，并初步探討了該種路面材料的使用性能與強度形成理論。的使用性能與強度形成理論。 第16頁/共29頁第十七頁，共30頁。 1986年，同濟大學道路與交通工程研究所對年，同濟大學道路與交通工程研究所對國產(chǎn)普通瀝青混合料使用拌和法和灌漿法加

15、注水國產(chǎn)普通瀝青混合料使用拌和法和灌漿法加注水泥泥(shun)砂漿，制成特種瀝青混凝土，進行了砂漿，制成特種瀝青混凝土，進行了各種物理力學試驗，比較了高低溫條件下的力學各種物理力學試驗，比較了高低溫條件下的力學性質(zhì)，并于性質(zhì)，并于1986年底，在廣東省惠深線上修建了年底，在廣東省惠深線上修建了試驗路，經(jīng)過兩年的行車作用，使用效果良好。試驗路，經(jīng)過兩年的行車作用，使用效果良好。隨后又對灌注水泥隨后又對灌注水泥(shun)膠漿的半剛性材料進膠漿的半剛性材料進行研究，并在吉林省營撫公路靖宇縣境內(nèi)鋪筑了行研究，并在吉林省營撫公路靖宇縣境內(nèi)鋪筑了試驗路，根據(jù)已鋪筑的試驗路觀測表明，該路面試驗路，根據(jù)已鋪

16、筑的試驗路觀測表明，該路面具有良好的路用性能。具有良好的路用性能。第17頁/共29頁第十八頁，共30頁。 長安大學對灌注式半剛性面層復(fù)合材料的高、長安大學對灌注式半剛性面層復(fù)合材料的高、低溫性能、水穩(wěn)定性進行研究，結(jié)果表明該材料具低溫性能、水穩(wěn)定性進行研究，結(jié)果表明該材料具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性、低溫性能、水穩(wěn)定性能。并有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性、低溫性能、水穩(wěn)定性能。并對應(yīng)力比小于對應(yīng)力比小于0.5條件下不同空隙率瀝青混合料母條件下不同空隙率瀝青混合料母體的復(fù)合材料疲勞性能進行研究，研究認為，由于體的復(fù)合材料疲勞性能進行研究，研究認為，由于有水泥材料的存在因而應(yīng)用時要注意養(yǎng)生期溫度的有水泥材料的存在因而

17、應(yīng)用時要注意養(yǎng)生期溫度的影響。該路面影響。該路面(lmin)材料具有較低的溫度敏感性材料具有較低的溫度敏感性和良好的耐久性并通過對比分析得出，在應(yīng)力值為和良好的耐久性并通過對比分析得出，在應(yīng)力值為0.3MPa時復(fù)合材料的疲勞壽命是瀝青混凝土的時復(fù)合材料的疲勞壽命是瀝青混凝土的3.2倍，表明灌注式半剛性面層復(fù)合材料可以有效地提倍，表明灌注式半剛性面層復(fù)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頁/共29頁第十九頁，共30頁。 長沙理工大學的查旭東博士對樹脂改性半長沙理工大學的查旭東博士對樹脂改性半剛性面層復(fù)合材料的配比及其性能進行了研究剛性面層復(fù)合材料的配比及其性能進行

18、了研究，通過對比分析證明半剛性面層復(fù)合材料具有，通過對比分析證明半剛性面層復(fù)合材料具有優(yōu)良的力學性能與路用性能。優(yōu)良的力學性能與路用性能。 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門門(bmn)也結(jié)合當?shù)氐膶嶋H情況，對這種材也結(jié)合當?shù)氐膶嶋H情況，對這種材料進行了嘗試性的研究。料進行了嘗試性的研究。第19頁/共29頁第二十頁，共30頁。樹脂改性半剛性面層復(fù)合材料的關(guān)鍵樹脂改性半剛性面層復(fù)合材料的關(guān)鍵: :1.1.確定瀝青混合確定瀝青混合(hnh)(hnh)料配合比料配合比 ，使瀝青混凝土的空隙率使瀝青混凝土的空隙率 達到達到30%30%左右左右。第20頁/共29頁第二十一頁，共30頁。第21頁/共29頁第二十二頁，共30頁。2.砂漿砂漿(shjing)配方設(shè)計配方設(shè)計,要求要求如下如下:第22頁/共29頁第二十三頁，共30頁。第23頁/共29頁第二十四頁，共30頁。 第24頁/共29頁第二十五頁，共30頁。 抹平樹脂抹平樹脂(shzh)改性水泥砂漿改性水泥砂漿 第25頁/共29頁第二十六頁，共30頁。 樹脂樹脂(shzh)改性半剛性面層表面改性半剛性面層表面 第26頁/共29頁第二十七頁，共30頁。 樹脂改性半剛性樹脂改性半剛性(n xn)面層試驗路