長(zhǎng)大隧道路面多孔彩色冷拌環(huán)氧瀝青混合料開(kāi)發(fā)及性能研究.pdf

1、我國(guó)是一個(gè)山脈多、水域?qū)挼膰?guó)家，隨著我國(guó)公路交通事業(yè)的發(fā)展，公路建設(shè)將面臨越來(lái)越多高山深壑等復(fù)雜的自然環(huán)境，由于公路隧道能夠克服高程障礙，縮短線路長(zhǎng)度，減小坡度和曲率，得到了廣泛的應(yīng)用，并一直呈逐年遞增的發(fā)展趨勢(shì)。在公路隧道中，長(zhǎng)大隧道所占的比例越來(lái)越高，在長(zhǎng)大隧道內(nèi)鋪設(shè)普通熱拌瀝青混合料會(huì)有很多“軟肋”，如施工期間的煙塵大、能耗高、運(yùn)營(yíng)期間的水損害、使用耐久性、防火災(zāi)以及行車(chē)安全性問(wèn)題等都無(wú)疑限制了普通熱拌瀝青混合料在公路隧道路面鋪裝

2、中的應(yīng)用。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、鸥鶕?jù)公路隧道內(nèi)的特殊使用環(huán)境開(kāi)展路面結(jié)構(gòu)與材料研究，制備出一種超支化聚合物表面修飾納米改性劑粒子，采用傅里葉紅外光譜(FTIR)及熱失重分析(TG)表征該體系的微觀分子結(jié)構(gòu)，證明實(shí)現(xiàn)了超支化聚合物表面共價(jià)修飾納米改性劑粒子。將超支化修飾納米改性劑粒子對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行增韌改性，并結(jié)合相容劑、復(fù)配常溫固化劑體系，與脫色瀝青復(fù)合制各出一種具有優(yōu)異力學(xué)性能及低溫韌性、適合隧道路面鋪裝的冷拌環(huán)氧瀝青膠結(jié)料

3、。通過(guò)二維相關(guān)紅外光譜技術(shù)闡釋了其固化機(jī)理為環(huán)氧基首先與復(fù)配固化劑體系中的協(xié)同固化劑ZW-2發(fā)生不完全固化反應(yīng)，形成部分凝膠網(wǎng)絡(luò)，之后在25℃恒溫下，繼續(xù)與基礎(chǔ)固化劑CW-1的胺基反應(yīng)，生成羥基和醚鍵，最后再與羥基反應(yīng)生成不同結(jié)構(gòu)的醚鍵;運(yùn)用非等溫DSC差熱掃描量熱法技術(shù)研究了冷拌環(huán)氧瀝青體系的固化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，通過(guò)Kissinger和Ozawa兩種模型對(duì)體系的活化能進(jìn)行計(jì)算，該體系的固化動(dòng)力學(xué)行為符合自催化模型，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與Sesták-

4、Berggren模型理論計(jì)算結(jié)果相一致。
　　⑵通過(guò)對(duì)多孔瀝青混合料設(shè)計(jì)方法的分析，結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)研究結(jié)果，從設(shè)計(jì)的各個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)出發(fā)，對(duì)多孔彩色冷拌環(huán)氧瀝青混合料的配合比和最佳瀝青用量進(jìn)行設(shè)計(jì)和試驗(yàn)，提出了多孔彩色冷拌環(huán)氧瀝青混合料的耐久性設(shè)計(jì)目標(biāo)，采用目標(biāo)空隙率為20％，最終確定多孔彩色冷拌環(huán)氧瀝青混合料的最佳油石比和級(jí)配組成，為其應(yīng)用推廣提供了數(shù)據(jù)參考:同時(shí)通過(guò)分析不同色粉用量下多孔彩色冷拌環(huán)氧瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度變化規(guī)律可

5、知，色粉對(duì)混合料馬歇爾穩(wěn)定度的影響十分微小，可忽略不計(jì);對(duì)冷拌環(huán)氧瀝青混合料的高溫性能、低溫性能、疲勞性能和水穩(wěn)定性能進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)分析，表明其具有優(yōu)異的路用性能，且施工工藝簡(jiǎn)單可控;通過(guò)氧指數(shù)、煙密度、約束燃燒試驗(yàn)得出，相對(duì)于普通改性瀝青和高粘改性瀝青，冷拌環(huán)氧瀝青具有較高的氧指數(shù)和較低的煙密度等級(jí)，同等燃燒條件下，多孔彩色冷拌環(huán)氧瀝青混合料比普通改性瀝青混合料和高粘瀝青混合料燃燒質(zhì)量損失與結(jié)構(gòu)破壞小，說(shuō)明冷拌環(huán)氧瀝青具有較好的阻燃性

6、能;其在生產(chǎn)和施工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了真正的零排放，是目前最為環(huán)保的混合料生產(chǎn)方式之一，在保證施工質(zhì)量的同時(shí)確保了施工人員的身體健康。
　?、潜容^分析視覺(jué)功效原理的隧道彩色路面行車(chē)安全性評(píng)價(jià)方法，闡述了基于反應(yīng)時(shí)間的視覺(jué)功效法可以用來(lái)評(píng)價(jià)隧道照明環(huán)境下路面色彩對(duì)視覺(jué)功效的影響。以三種不同路面顏色為研究對(duì)象，對(duì)比了不同背景亮度、視標(biāo)對(duì)比度和偏心角對(duì)駕駛員在中間視覺(jué)狀態(tài)下反應(yīng)時(shí)間的影響，表明駕駛員反應(yīng)時(shí)間與路面顏色、背景亮度、視標(biāo)對(duì)比度和視標(biāo)

7、偏心角有關(guān)，隨著背景亮度的增大和視標(biāo)對(duì)比度的增大，駕駛員的反應(yīng)時(shí)間減小，反應(yīng)速度越快;隨著視標(biāo)偏心角增大，反應(yīng)時(shí)間會(huì)增大，即反應(yīng)速度變慢。在各種試驗(yàn)情況下，當(dāng)隧道路面采用綠色時(shí)，相比黑色與紅色路面受試者反應(yīng)時(shí)間最短，反應(yīng)速度最快，可以提升對(duì)行車(chē)過(guò)程中的突發(fā)事件的反應(yīng)能力，提高隧道行車(chē)安全性。
　?、韧ㄟ^(guò)研究隧道內(nèi)多孔彩色冷拌環(huán)氧瀝青混合料的施工技術(shù)，發(fā)現(xiàn)其施工工藝簡(jiǎn)單可控，具有良好的應(yīng)用推廣前景。本文將高分子材料、道路工程、色彩學(xué)