干线公路快速耐久型沥青路面坑槽冷修补材料研究

现阶段,我国公路网建设已基本完成,公路养护日益成为一个亟待解决的突出问题。坑槽是我国各等级公路沥青路面最严重、最突出的病害之一,不仅影响沥青路面路用性能和行车舒适度,也会缩短路面的使用寿命,对行驶安全构成威胁。本文针对现阶段,干线公路坑槽修补材料种类繁多而效果参差不齐的现状,研发一种强度较高、耐久性较好和初期强度形成时间较短的新型坑槽冷补材料。论文首先采用丁苯橡胶()对乳化沥青进行改性,以提高乳化沥青的高低温性能、粘结性和粘附性,通过试验研究了胶乳用量变化对改性乳化沥青性能的影响,根据不同胶乳含量下改性乳化沥青的粘度、粘附性、存储稳定性、微观性状以及蒸发残留物三大指标确定了胶乳在乳化沥青中的最佳添加量。进一步采用水性环氧树脂对改性乳化沥青进行改性,通过试验确定了水性环氧树脂与固化剂的最佳配比及两者的混合液在改性乳化沥青中的最佳添加量,对比添加环氧前后改性乳化沥青蒸发残留物三大指标发现,乳化沥青的基本性能得到再次改良。通过对交通部阳离子乳化沥青混合料配合比设计方法的修正,得到本文冷补料配合比设计方法,确定了改性乳化沥青混合料和环氧改性乳化沥青混合料的最佳乳液用量,并将两种冷补混合料的路用性能进行了对比,发现添加环氧后改性乳化沥青混合料高温条件下的破坏强度(马歇尔稳定度)和抵抗永久变形的能力(动稳定度)、抗水损害的能力(冻融劈裂强度)得到提高,有助于提高冷补料的抗疲劳性能和耐久性。最后,针对乳化沥青冷补料相对于热补沥青混合料孔隙率大、饱和度低、稳定度小及其摊铺碾压后强度形成较慢的特点,采用水泥和石灰对研制的环氧冷补混合料进行了进一步改良,通过试验确定了水泥及石灰的最佳添加量,并将这两种混合料与环氧改性乳化沥青混合料进行基本性能指标对比,发现孔隙率降低,饱和度升高,在水稳定性和低温性能满足规范的条件下,其稳定度和动稳定度得到提高,即冷补料的密实度、力学性能和高温稳定性得到改良,增强了混合料的抗疲劳性能和耐久性。将分别添加水泥和石灰的冷补料进行疲劳试验,发现石灰-环氧改性乳化沥青混合料的疲劳寿命较大,初步分析原因是因为添加石灰的混合料极限承载力和抗弯拉强度较大。研究成果可为公路沥青路面冷修补材料研究提供方向和思路,对现阶段冷修补沥青混合料缺少统一的性能指标规范要求提供了参考。同时,研发的冷补料粘结性能好、成型强度高,可提高路面坑槽修补质量。