【摘 要】
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随着交通运输业的快速发展和车辆轴载加大,我国沥青路面出现裂缝等病害的频率加大,导致道路养护已经逐渐替代公路建设成为行业发展的重心。因此,开发一种高抗剪切、抗疲劳的新型道路养护材料是当前路面研究的热点。乳化沥青混合料施工便利、安全环保,是当前路面养护的主要产品之一,但存在粘结力不足、混合料强度低等缺点。近年来出现的水性环氧乳化沥青可提高乳化沥青混合料的力学性能、高温性能及水稳定性能。但水性环氧树脂售
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随着交通运输业的快速发展和车辆轴载加大,我国沥青路面出现裂缝等病害的频率加大,导致道路养护已经逐渐替代公路建设成为行业发展的重心。因此,开发一种高抗剪切、抗疲劳的新型道路养护材料是当前路面研究的热点。乳化沥青混合料施工便利、安全环保,是当前路面养护的主要产品之一,但存在粘结力不足、混合料强度低等缺点。近年来出现的水性环氧乳化沥青可提高乳化沥青混合料的力学性能、高温性能及水稳定性能。但水性环氧树脂售价昂贵,固化物强度低、易开裂等问题,限制了水性环氧乳化沥青混合料的推广应用。鉴于此,本文采用工业副产物木焦油、三亚乙基四胺（TETA）、多聚甲醛的合成产物对水性环氧树脂进行改性,并采用红外光谱分析（FT-IR）、核磁共振分析（NMR）表征合成产物的化学特性,同时采用差示扫描热量法（DSC）和扫描电镜（SEM）,分析改性树脂的固化机理与微观结构;将改性水性环氧体系与乳化沥青物理共混形成改性水性环氧乳化沥青,通过低温蒸发法制备出蒸发残留物,测试其三大指标、流变性能及黏附性;最后开展混合料组成设计,分析混合料的强度变化规律及路用性能。主要研究结论如下:（1）木焦油、三亚乙基四胺及多聚甲醛发生了反应生成了曼尼希碱,并以此作为树脂的改性固化剂;将水性环氧树脂与改性固化剂混合成改性水性环氧体系,改性后树脂的固化反应活性略有下降,但固化度高于未改性树脂;改性水性环氧体系的凝胶温度为16℃,符合乳化沥青混合料在常温施工的要求;改性水性环氧体系固化物的表面孔隙更少,微观结构较未改性的更加致密。（2）水性环氧树脂与改性固化剂的比例在100∶45时,改性水性环氧乳化沥青的蒸发残留物有着较好的抗变形能力及高温稳定性,但是其低温下的延伸度较差。当高于或低于此比例时,水性环氧树脂与改性固化剂之间的固化反应不完全,使得改性乳化沥青中留有大量未反应的组分造成沥青稀释,最终影响沥青性能。（3）为强化本研究成果的工程实用性,按照规程设置早期试块与后期试块,早期试块在25℃养生24h后在常温下测试稳定度,后期试块在60℃养生48h后在60℃水浴30～40min后测试稳定度。考虑高温对树脂的影响,将后期试块的养生条件设为60℃下48h替代规范中的105℃下24h;为避免二次击实对树脂固化物的破坏,将改性水性环氧乳化沥青的早期试件在间隔4h进行二次击实,后期试件在间隔1h进行二次击实;水性环氧树脂与改性固化剂的比例在100∶45时,改性水性环氧乳化沥青混合料的马歇尔稳定度最佳,同时马歇尔稳定度随着改性水性环氧体系掺量的增加而提高。（4）掺入4%改性水性环氧体系可提高乳化沥青混合料的路用性能和经济性,具体如下:改性水性环氧乳化沥青的早期马歇尔稳定度（14.03k N）相较于纯乳化沥青（11.28k N）显著提高24.4%;后期马歇尔稳定度（9.42k N）相较于纯乳化沥青（7.21k N）显著提高30.7%;劈裂时的最大荷载相较于纯乳化沥青组提高了19.1%;残留稳定度相较于纯乳化沥青组提高了5.7%;冻融劈裂强度比相较于普通乳化沥青组的提高8.1%;动稳定度相较于普通乳化沥青提高了70.0%;弯拉应变相较于普通乳化沥青组下降了10.0%。改性水性环氧乳化沥青组成本相较于未改性水性环氧乳化沥青组降低了7.2%。
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