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排水沥青混合料结构为典型的骨架-空隙型,其内部强度主要来源于石石嵌挤作用和沥青胶结料对集料的粘附作用,研究表明排水沥青路面在一些重载交通路段存在着耐久性差、抗疲劳性能和耐老化性能有限等问题。而将环氧沥青作为排水沥青路面的胶结料,将有助于提高排水沥青路面的强度及耐久性。但市面常用的环氧沥青多为热拌、温拌材料,其容留时间与固化时间的矛盾性增加了环氧沥青质量的风险。本文通过固化剂复配、条件优化筛选等手段制备出了一种性能良好且后期固化较快的冷拌环氧沥青材料,并将其应用到了排水沥青混合料,从而展开了对排水性环氧沥青混合料研究。本文主要研究成果如下:
(1)根据环氧沥青的相容性、拉伸性能、流变性能等条件筛选出了冷拌环氧沥青主要材料的最佳比例,当环氧树脂量为100份、基质沥青为90份、固化剂采用90份固化剂α3某聚酰胺以及4份固化剂α2某聚醚胺复配时,制备的冷拌环氧沥青拉伸性能、流变性能、粘性性能、抗水浸润能力均较好,在拉伸性能方面,环氧沥青的拉伸强度为2.9MPa,断裂延伸率为132.1%;在流变性能方面,环氧沥青达到3000mPa·s时需50min左右;在粘结强度方面,环氧沥青与水泥混凝土板具有较好的粘结性能,其拉拔强度高达到1.7MPa左右;在抗水浸润方面,环氧沥青与水的接触角大于90°,具有较好的抗水浸润能力。
(2)基于分级掺配、粗集料空隙填空法(CAVF)的设计思想设计了排水性环氧沥青混合料的级配,将集料分为粗、细集料两档,粗集料级配以骨架嵌挤为主,采用分级掺配确定,细集料级配以密实为主,采用了富勒最大密实曲线理论确定,而粗、细集料的级配合成通过粗集料空隙填空法(CAVF)确定,从而保证混合料级配稳定性、空隙率均能较好到达设计要求。
(3)对排水性环氧沥青混合料的成型时间进行研究,从空隙率和劈裂强度看,排水性环氧沥青混合料拌和后的保温时间不宜超过20min,宜采用拌和后立即击实成型的方法。同时综合排水性环氧沥青混合料的空隙率、劈裂强度、摆值等指标确定了最佳的环氧沥青油石比,从而修正混合料级配,试验结果表明在修正后的配合比下排水性环氧沥青混合料具有较好的空隙率、力学强度及抗滑能力。
(4)研究了排水性环氧沥青混合料的路用性能及功能性能,发现混合料具有较好的高温稳定性、水稳定性,但其低温性能有待改进,可能与沥青稀释剂及高掺量的环氧树脂有关,同时排水性环氧沥青混合料排水性能和抗滑性能也十分优异,混合料的抗滑性能几乎不受环氧沥青固相薄膜的影响。
(1)根据环氧沥青的相容性、拉伸性能、流变性能等条件筛选出了冷拌环氧沥青主要材料的最佳比例,当环氧树脂量为100份、基质沥青为90份、固化剂采用90份固化剂α3某聚酰胺以及4份固化剂α2某聚醚胺复配时,制备的冷拌环氧沥青拉伸性能、流变性能、粘性性能、抗水浸润能力均较好,在拉伸性能方面,环氧沥青的拉伸强度为2.9MPa,断裂延伸率为132.1%;在流变性能方面,环氧沥青达到3000mPa·s时需50min左右;在粘结强度方面,环氧沥青与水泥混凝土板具有较好的粘结性能,其拉拔强度高达到1.7MPa左右;在抗水浸润方面,环氧沥青与水的接触角大于90°,具有较好的抗水浸润能力。
(2)基于分级掺配、粗集料空隙填空法(CAVF)的设计思想设计了排水性环氧沥青混合料的级配,将集料分为粗、细集料两档,粗集料级配以骨架嵌挤为主,采用分级掺配确定,细集料级配以密实为主,采用了富勒最大密实曲线理论确定,而粗、细集料的级配合成通过粗集料空隙填空法(CAVF)确定,从而保证混合料级配稳定性、空隙率均能较好到达设计要求。
(3)对排水性环氧沥青混合料的成型时间进行研究,从空隙率和劈裂强度看,排水性环氧沥青混合料拌和后的保温时间不宜超过20min,宜采用拌和后立即击实成型的方法。同时综合排水性环氧沥青混合料的空隙率、劈裂强度、摆值等指标确定了最佳的环氧沥青油石比,从而修正混合料级配,试验结果表明在修正后的配合比下排水性环氧沥青混合料具有较好的空隙率、力学强度及抗滑能力。
(4)研究了排水性环氧沥青混合料的路用性能及功能性能,发现混合料具有较好的高温稳定性、水稳定性,但其低温性能有待改进,可能与沥青稀释剂及高掺量的环氧树脂有关,同时排水性环氧沥青混合料排水性能和抗滑性能也十分优异,混合料的抗滑性能几乎不受环氧沥青固相薄膜的影响。