环氧橡胶沥青及其在应力吸收层中的应用研究

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反射裂缝是半刚性路面普遍存在的问题,如何防治反射裂缝的发生和发展一直是道路工作者关注的重要问题之一。已有研究表明,在半刚性基层与面层之间铺设应力吸收层是延缓反射裂缝的有效措施之一。在大量理论分析和试验研究的基础上,本文提出采用环氧树脂和橡胶粉复合改性沥青,并将其用于应力吸收层技术。该材料兼有环氧树脂与橡胶沥青的特点,能够吸收基层局部的集中应力,缓解半刚性基层的反射,并防止地面水向下渗透,从而达到减少反射裂缝的危害,延长路面使用寿命的目的。 文章研究内容主要包括环氧橡胶沥青的配制及其在应力吸收层中应用两部分。研究过程分两步走,第一步是配制环氧橡胶沥青,第二步是应力吸收层混合料试验研究。文章最后分别对环氧橡胶沥青应力吸收层施工技术和成本进行了讨论和分析。 在配制环氧橡胶沥青的过程中,本文通过一系列沥青性能试验分别研究了橡胶沥青、环氧沥青的制作工艺、性能特点及发展规律,并最终确定了配制环氧橡胶沥青所需材料及相关技术参数。根据研究结果,本文成功配制了软化点为69℃,弹性恢复率为80%的环氧橡胶沥青,其性能远远超过普通沥青。 在参考STRATA应力吸收层技术的基础上,本文通过马歇尔试验确定了环氧橡胶沥青吸收层混合料最佳油石比,并制作相应的试件进行了路用性能和力学性能试验。试验结果表明:环氧橡胶沥青混合料有非常好的高温稳定性。在标准条件下,本文制作的环氧橡胶沥青混合料动稳定度次数达210000次/mm,与普通沥青混合料相比,该混合料几乎是不会发生车辙;混合料的水稳性也较好,浸水残留稳定度和冻融劈裂残留强度比分别为98.1%、95.1%,均满足沥青路面设计规范大于85%、80%的要求。环氧橡胶沥青混合料有较好的力学性能,其抗压强度和劈裂抗拉强度分别为4.5MPa和1.42MPa,能够很好的吸收基层拉应力。 根据实验室条件,本文在参考试板疲劳试验的基础上,自行设计模拟行车荷载引起的反射裂缝,通过观察裂缝发展过程与荷载作用次数关系来评价环氧橡胶沥青混合料抵抗反射裂缝能力,并采用ansys进行了模拟分析。结果表明,增设吸收层可以大幅提高面层结构层的疲劳试验寿命。
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