新型路面材料研究与应用前景.ppt

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1、新型路面材料研究与应用前景专业:材料学研究方向:无机非金属基复合材料主讲人:李强时间:2009年4月近年来，随着我国道路建设事业的飞速发展，新型路面材料的应用与技术推广引起了建设业的普遍关注，也得到了有关生产研发单位的高度重视。目前，用于交通路面材料的主要有水泥混凝土和沥青混凝土两种，水泥混凝土路面脆性大、容易脆断、难以修复,而沥青混凝土路面强度低、材料稳定性差、设计寿命低，这些缺点历来都是公路建设中面临的共同问题。而新型路面材料，作为对传统路面材料的一个创新改进,已经取得了很好的研究成果。概论：一、环氧树脂混凝土路面材料

2、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。1.环氧树脂2.固化剂3.增塑剂及增韧剂4.稀释剂5.填充料环氧树脂混凝土复合材料的主要成分:环氧树脂混凝土的优越性：1.具有较高的早期抗折、抗压强度；2.其韧性得到了较明显改善，抗冲击强度大；3.提高路面的耐化学腐蚀，耐磨性能，延长混凝土使用寿命。1、国外研究：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。1973年英国伦敦曾

3、铺筑环氧沥青碎石抗滑层，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，均收到良好的应用效果。环氧树脂混凝土的研究状况1980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。瑞士规定所有的铁路轨枕都必须采用环氧砂浆或树脂混凝土;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，取得了显著性的成果。2、国内研究：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，目前环氧树脂混凝土复合材料的研究主要体现在以下几个方面：(1

4、)环氧树脂混凝土的级配研究。(2)环氧树脂混凝土性能的研究。(3)环氧树脂混凝土应用于结构加固研究。(4)环氧树脂混凝土经济性研究等。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。例如在西(安)临(潼)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车辆在通过桥梁伸缩缝时的“跳车”现象。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

5、面,就采用环氧沥青材料铺装,自2000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2cm的环氧树脂混凝土新型钢桥面铺装结构，这于对推广环氧树脂混凝土的应用有很好的价值。另外，本人的课题也致力于研究环氧树脂改性水泥混凝土的性能。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混凝土。近年来流行的做法是掺水性环氧树脂改性砂浆。其突出优势表现在该体系可在室温和潮湿条件下固化,有合理的固化时间,特别是能与水泥砂浆、混凝土等常用的水泥基材料混合使用,并能提高

6、上述材料的早期强度、韧性、抗冲击性能,增强防水性能。并保证很高的交联密度,这是其它很多水性聚合物体系所无法比拟的，因此在路面材料领域有广泛的应用前景。改性前SEM图改性后SEM图二、半刚性沥青混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

7、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。树脂改性半刚性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。国外的一些研究概况：早在1954年，法国研制成功了“灌水泥浆开级配沥青混凝土路面施工法”，并在科涅克航空港喷气式飞机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。70年代初，英国

8、、美国、前苏联等国家，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碎石路面空隙中灌入树脂—水泥砂浆，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，结果证明能提高混合料的温度稳定性。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，路面泛油