【摘要】：針對(duì)乳化瀝青混合料初期強(qiáng)度低、成型時(shí)間長(zhǎng)、高溫穩(wěn)定性較差等問(wèn)題,本文基于水性環(huán)氧樹(shù)脂具有高強(qiáng)度、耐候性和超強(qiáng)黏附能力,以自制水性環(huán)氧樹(shù)脂為改性劑,制備水性環(huán)氧樹(shù)脂改性乳化瀝青,改善了乳化瀝青黏附性差、高溫穩(wěn)定性差等缺點(diǎn),研制了一種適用于瀝青路面快速修補(bǔ)的新型冷補(bǔ)料。本文以E51環(huán)氧樹(shù)脂與聚乙二醇4000(PEG4000)為原料,采用化學(xué)接枝法合成非離子型乳化劑,通過(guò)相反轉(zhuǎn)法制備了水性環(huán)氧樹(shù)脂并對(duì)乳液粒徑、貯存穩(wěn)定性、離心穩(wěn)定性進(jìn)行表征,確定了最佳乳化劑摻量;采用傅里葉紅外光譜儀(FT-IR)、掃描電鏡(SEM)、熱重分析儀(TG)分別對(duì)水性環(huán)氧樹(shù)脂固化反應(yīng)時(shí)間、固化物結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性進(jìn)行表征,確定了固化時(shí)間,水性環(huán)氧樹(shù)脂固化物結(jié)構(gòu)致密、高溫穩(wěn)定性好。采用一次冷混合方法制備水性環(huán)氧乳化瀝青膠結(jié)料,通過(guò)拉拔試驗(yàn)確定了最佳制備工藝,儲(chǔ)存穩(wěn)定性試驗(yàn)、水煮法試驗(yàn)表明水性環(huán)氧乳化瀝青相容性、與集料的黏附性良好;通過(guò)動(dòng)態(tài)剪切流變儀(DSR)對(duì)膠結(jié)料高溫流變性能進(jìn)行表征,確定了其線性粘彈性范圍,水性環(huán)氧樹(shù)脂能夠顯著提高乳化瀝青高溫穩(wěn)定性;利用熱分析儀(DSC)、SEM和熒光顯微鏡分別對(duì)膠結(jié)料玻璃化溫度(Tg)、微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,隨著水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量的增加,膠結(jié)料Tg逐漸升高,最終形成環(huán)氧樹(shù)脂為骨架、瀝青穿插于骨架中的兩相結(jié)構(gòu)。以水性環(huán)氧乳化瀝青為膠結(jié)料,選擇AC-13級(jí)配進(jìn)行冷補(bǔ)料配合比設(shè)計(jì),根據(jù)馬歇爾試驗(yàn)和失水率指標(biāo),確定了水性環(huán)氧乳化瀝青冷補(bǔ)料最佳膠結(jié)料用量、總用水量、養(yǎng)生工藝和容留時(shí)間;對(duì)冷補(bǔ)料路用性能進(jìn)行分析表明,隨著水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量的增加,冷補(bǔ)料抗彎拉強(qiáng)度、彎曲應(yīng)變?cè)谒原h(huán)氧樹(shù)脂摻量為20%時(shí)取得最大值,高溫性能、水穩(wěn)定性顯著提高。在最佳配合比條件下,以水泥為改性劑制備早強(qiáng)型冷補(bǔ)料,通過(guò)馬歇爾試驗(yàn)確定了成型工藝。水泥的摻入能夠加快乳化瀝青破乳、冷補(bǔ)料內(nèi)部水分揮發(fā),減小容留時(shí)間,在室溫養(yǎng)護(hù)條件下,早強(qiáng)型冷補(bǔ)料依然具有良好的水穩(wěn)定性;室外修補(bǔ)試驗(yàn)表明,早強(qiáng)型冷補(bǔ)料強(qiáng)度形成較快,能夠滿(mǎn)足瀝青路面快速修補(bǔ)要求。
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U414
【圖文】：

第一章 緒論第一章 緒論究背景路交通作為我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)重要組成部分，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到作用。國(guó)家“十三五”規(guī)劃以來(lái)，為完善現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系，了令人矚目的成就，公路里程正逐年攀升[1,2]。但是，隨著交通荷載通量大幅增長(zhǎng)的趨勢(shì)不斷升級(jí)，早期鋪筑的瀝青路面已出現(xiàn)坑槽、松散剝落等病害，不僅影響路面使用壽命，而且形成車(chē)輛行駛安全017 年，我國(guó)公路里程達(dá)到 477.35 萬(wàn)公里，公路網(wǎng)絡(luò)基本形成，但隨增加，公路養(yǎng)護(hù)工作量也大大增加，2017 年我國(guó)公路養(yǎng)護(hù)里程達(dá)到，占總里程 97.9%，公路養(yǎng)護(hù)正面臨巨大挑戰(zhàn)。因此，在建設(shè)公路網(wǎng)該注重路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)的的研究，保證公路高效、安全運(yùn)轉(zhuǎn)，為我國(guó)護(hù)航。

對(duì)大多數(shù)材料具有極好的附著力，其固化物強(qiáng)度高、耐腐蝕性強(qiáng)縮小、耐磨性好。水性環(huán)氧樹(shù)脂因其優(yōu)異的性能被廣泛應(yīng)用于涂料、粘結(jié)劑筑制品、絕緣材料等行業(yè)[14,15]，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，環(huán)氧樹(shù)脂水性化逐為其發(fā)展方向。大多數(shù)環(huán)氧樹(shù)脂如常見(jiàn)的雙酚 A 型環(huán)氧樹(shù)脂如（E51，E44，E20）均較難水，且較難在水中分散，因此經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的攪拌不能形成均勻穩(wěn)定的水性環(huán)氧，目前制備水性環(huán)氧樹(shù)脂方法主要有以下幾種[16,17]：.2.1 機(jī)械法機(jī)械法[18]又稱(chēng)直接乳化法，操作簡(jiǎn)便，是最早使用的方法。制備過(guò)程如圖示，將環(huán)氧樹(shù)脂加入到分散器、膠體磨或者球磨機(jī)中，加工成細(xì)小粉末或微加入溶解有乳化劑的水，通過(guò)高速攪拌將環(huán)氧樹(shù)脂分散在水中，制備水性環(huán)脂。機(jī)械法工藝簡(jiǎn)單且成本較低，但是得到的環(huán)氧乳液粒徑較大（>10μm）且勻，貯存穩(wěn)定性較差[19]，目前這種方法在環(huán)氧乳液制備中較少使用。

圖 1-4 相反轉(zhuǎn)法制備水性環(huán)氧樹(shù)脂流程圖朱彥等[23]采用聚乙二醇 10000（PEG10000）與 E20 環(huán)氧樹(shù)脂在路易斯酸催化條件下發(fā)生接枝反應(yīng)制備非離子型乳化劑，并探討了不同 PEG10000 含量下乳化劑的乳化效果，表明 PEG10000：E20=1：1 時(shí)合成的乳化劑效果最好，粒徑為 100nm左右。王進(jìn)等[24]以環(huán)氧樹(shù)脂 E44、鄰苯二甲酸酐、聚乙二醇為原料通過(guò)共聚合反應(yīng)制備乳化劑，采用相反轉(zhuǎn)法制備水性環(huán)氧樹(shù)脂，研究了制備條件對(duì)乳液性能的影響，結(jié)果表明，相反轉(zhuǎn)點(diǎn)時(shí)，水與 E44 的質(zhì)量比隨乳化劑摻量、乳化溫度、親水鏈段分子量的減少而增大，平均乳液粒徑隨溫度的降低而減小。楊帆、何麗紅[25]等采用雙酚A 型環(huán)氧樹(shù)脂與PEG4000 在過(guò)硫酸鉀做催化劑條件下合成非離子型乳化劑，通過(guò)相反轉(zhuǎn)法制備水性環(huán)氧樹(shù)脂，討論了乳化劑摻量對(duì)水性環(huán)氧乳液性能影響，并對(duì)乳液涂膜性能進(jìn)行表征，結(jié)果表明，21%乳化劑摻量下乳液粒徑最小，21%~27%摻量下乳液具有良好的貯存穩(wěn)定性、離心穩(wěn)定性，涂膜硬度高、熱穩(wěn)定性較好。Yang 等[20,21]采用相反轉(zhuǎn)法制備亞微米粒徑的水性環(huán)氧樹(shù)脂，且分布較窄，貯存穩(wěn)定性較好。陳永等[26]合成環(huán)氧樹(shù)脂 E44、馬來(lái)酸酐、聚乙二醇為原料通過(guò)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2807217