要提高公路路面的抗疲劳性能,先从原材料着手,已知的研究结果表明,沥青混凝土的抗疲劳性能已经相对优良,而在实验室通过疲劳试验我们发现,环氧沥青混凝土的抗疲劳性能更加优越,甚至比沥青混凝土的抗疲劳性能优越一倍,所以我们对环氧沥青混凝土产生了足够兴趣,促使我们去研究和了解这种材料,并想办法运用到实际路面中去。
在我国公路事业飞速发展的同时,桥梁建设事业也在稳步向前,国内很多知名大桥也相继建成,这不仅为人民的交通提供了便利,也展现了国力。在国内有:南京长江大桥,苏通大桥,虎门大桥,江阴长江大桥,以及即将通车的港珠澳大桥。这些大跨径桥梁的主桥普遍都采用了钢箱梁结构,在上世纪九十年代以前,我国常见的桥面铺装技术主要是以改性沥青SMA铺装为主[4]。从南京长江第二大桥开始,我国引入了环氧沥青铺装技术,使桥面铺装技术更上一层楼[5]。从此后的情况来看,环氧沥青铺装效果总体令人满意,我国的这项技术也越来越趋于成熟,环氧沥青桥面铺装中的地位也变得越来越重要[6]。论文网
对于环氧沥青混合料来说,最重要的一点就是它的疲劳寿命[7]。因为它的制作工艺就是在沥青混合料中加入化工材料,这会加快沥青的分解和老化,沥青就会变得更脆更硬,它的强度也会增加,抗疲劳破坏的性能却会下降[8]。环氧沥青的铺装层模量很大,不论是桥梁还是路面的破损都将产生巨大的影响,如果进行维护的话也需要较长时间和较多人力资源,这样非常的不划算,所以环氧沥青混合料的疲劳寿命问题,变得更加意义重大。
从疲劳实验数据中,可以明显的看到环氧沥青混合料的疲劳寿命比其他众多材料诸如沥青混合料、SMA的疲劳寿命[9]要高很多,由此可见,环氧沥青一定会渐渐取代其他材料,逐渐成为路面和桥面铺装材料的主力,至少在绝大部分条件允许的情况下,会优先考虑使用环氧沥青混合料。
1。2 国内外研究现状
1。2。1 沥青混合料疲劳性能研究
1。2。2 环氧沥青混合料疲劳性能研究
1。3 研究的主要内容和方法
本研究的主要内容是环氧沥青混合料的疲劳寿命。
为确定环氧沥青的疲劳寿命,先从原材料着手,对环氧沥青的特性进行研究,同时也对集料进行试验,以确定其性质,为配合比设计做准备。在得到最优配合比后,开始制作足够数量的试件,来用作疲劳试验。本次试验选用劈裂试验作为研究试件疲劳特性的室内试验方法,进行完劈裂试验后,处理得到的实验数据,再利用公式,拟合环氧沥青混合料的疲劳寿命方程。
2 原材料试验
本章将分别对此次研究中的两种重要材料作研究和介绍,分别是环氧沥青和集料。对环氧沥青将进行拉伸试验以确定它的拉伸强度和断裂延伸率,因环氧沥青在成型后主要负责粘结集料(分为粗集料和细集料),故本文主要研究它的拉伸强度、低温性能以及高温性能;对于集料,又分为粗集料和细集料,本文分别对每种集料进行了筛分试验和密度试验,为油石比设计即沥青混合料试件的制作做准备。只有在试件成型之后,才能继续进行下一步的疲劳试验,以确定其疲劳寿命预测方程。同时,本文也对试验过程作了详细的记录,以供研究。
2。1 环氧沥青
本研究中的环氧沥青为EAB,环是由A与B两种组分在一定的条件下按规定的比例混合产生的。在制作时,需要对A和B分别进行不同温度下的预热,将A加热到90℃,将B加热到130℃,按照各自所需量进行混合后,将混合形成的环氧沥青的温度控制在120℃。然后在进行接下来的实验。由于沥青具有热固性,所以加热时切忌温度过高,在此次实验过程中,有几次由于温度没能控制好,使温度过高,只能重新配置环氧沥青,不仅浪费材料更浪费时间和体力。