缓释型蓄盐超薄磨耗层的开发及性能研究

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我国西南地区冬季气候低温多雨,导致路面积雪结冰,使得路面抗滑能力下降,对行车的安全性和舒适性都带来了极大的困扰。人工撒盐除冰雪技术存在明显的滞后性与被动性,将盐化物自融雪技术和超薄磨耗层技术相结合,设计开发缓释型蓄盐超薄磨耗层路面技术,可解决人工除冰雪技术的不足,从而解决冬季路面结冰致使抗滑能力下降这一问题,具有较广泛的应用前景。本文主要的研究内容和结论如下:(1)选用SBS改性沥青,掺配0%、6%、8%、10%、12%的HVA高粘改性剂,通过沥青胶浆的三大指标试验、流变特性、微观形态等方面分析,得出高粘剂最佳掺量为内掺8%。保持粉胶比为1.2:1,将蓄盐用等体积替换矿粉的方法以0%、25%、50%、75%、100%添加到沥青中,通过布氏粘度试验和温度敏感性分析,研究蓄盐替换矿粉对沥青胶浆的影响,提出了合理的蓄盐替换比例范围。(2)对SMA-10进行级配设计,通过马歇尔法确定了最佳油石比。用不同盐化物替换比例,对蓄盐沥青混合料进行高温、低温、水稳等试验,试验结果得出蓄盐的最大替换量不应超过75%,且蓄盐的掺加虽会降低其路用性能,但均满足其规范要求。通过摆式摩擦仪和轮胎-路面动态摩擦测试仪对蓄盐沥青混合料进行抗滑性能测试,结果表明:盐化物的添加几乎不会降低路面的BPN值,且随着盐化物含量的增多,BPN值会增大;蓄盐超薄磨耗层的长期抗滑性能相比较于普通沥青路面更为优越,在5万次摩擦后呈现出了更为优异的抗滑性能。(3)基于超薄磨耗层层间粘结性,研究水性环氧树脂改性乳化沥青。通过黏度试验、高温动态流变剪切试验、微观形态分析、拉拔试验和剪切试验等,确定了外掺35%水性环氧树脂时,环氧树脂改性得到的水性环氧乳化沥青具有良好的粘结性能。并借助拉拔试验和剪切试验,研究了温度、洒布量、界面粗糙程度分别对粘结强度的影响,通过SPSS方差分析,发现三者对粘结强度有显著性影响。(4)根据冰点理论,对缓释型蓄盐磨耗层的融冰性能进行评价。通过落锤试验、拉拔试验和剪切试验,发现盐化物的添加,能降低冰层和路面之间的粘结力。并通过路用性能和融冰性能综合分析,确定了盐化物最佳掺量为50%,分析了影响氯离子析出的因素,通过氯离子测定仪,检测了氯离子析出量,建立了氯离子析出量预估模型,以重庆的降雨量为例,预估缓释型蓄盐磨耗层在拉萨的使用年限为3.46年。
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