沥青混凝土路面裂缝灌浆材料性能与工艺研究

摘要

裂缝是沥青路面常见病害之一，传统的沥青路面修补方法多为表面填封，失效率较高，因此，开展沥青路面裂缝灌浆材料技术与工艺研究对于提高路面使用寿命，降低路面维修养护成本具有重要意义。
　　本文通过研究不同PU（聚氨酯预聚体）掺量下EA/PU IPN灌浆材料的基本性能以及灌浆材料与沥青混凝土组合体系与沥青混凝土之间的性能对比，评价灌浆材料的修补效果;通过研究传统的沥青路面裂缝修补方法，结合灌浆材料性能特点，提出一套更为有效的沥青路面裂缝修补施工工艺。主要研究内容如下:
　　(1)通过调节EA/PU IPN灌浆材料中的PU掺量(10％-60％)，考察灌浆材料的基本性能。研究结果表明:
　　当PU掺量为30％-60％时，灌浆材料性能较符合沥青混凝土修补用。此时灌浆材料韧性较好，断裂伸长率在30％-40％左右，也同时强度也较高，体积收缩率较小，大约为3％。
　　(2)通过调节EA/PU IPN灌浆材料中的PU掺量(30％-60％)，考察灌浆材料与沥青混凝土组合体系的变形协调性和粘结性。研究结果表明:
　　剪切试验中，随着PU掺量的增加，组合体系剪切强度总体呈上升趋势;当PU掺量较低时，随着裂缝宽度的增加，组合体系剪切强度呈上升趋势;当PU掺量较高时，随着裂缝宽度的增加，组合体系剪切强度先下降后上升;裂缝宽度对于剪切强度的影响较小。
　　磨耗试验中，随着PU掺量的增加，组合体系质量曲线逐渐向原试件质量曲线靠近。裂缝宽度对于磨耗试验的影响较小。
　　劈裂抗拉试验中，随着PU掺量的增加，组合体系劈裂抗拉强度呈上升趋势，且趋近于原试件的劈裂抗拉强度;组合体系破坏劲度模量呈上升趋势，且趋近于原试件的破坏劲度模量;组合体系应力应变曲线趋近于原试件应力应变曲线。
　　当PU掺量为50％和60％时，灌浆材料具有较好的粘结性，并且和沥青混凝土之间具有较好的变形协调性。
　　(3)结合所研究的灌浆材料的性能，改进了传统的施工工艺，使之更为有效，提高了施工效率。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 沥青路面裂缝的分类和形成机理分析

1．3 沥青路面裂缝修补技术发展现状

1．3．1 沥青路面裂缝修补材料

1．3．2 沥青路面裂缝修补材料国内外研究现状

1．3．3 沥青路面裂缝修补技术

1．3．4 沥青混凝土路面裂缝修补技术研究现状

1．4 存在的问题和发展趋势

1．4．1 现有修补材料性能存在的问题

1．4．2 发展趋势

1．5 研究内容与技术路线

1．5．1 研究内容

1．5．2 技术路线

2 原材料和试验方法

2．1 EA／PU IPN灌浆材料和试验方法

2．1．1 原材料

2．1．2 试验方法

2．2 灌浆材料与沥青混凝土组合体系

2．2．1 原材料

2．2．2 试验方法

3 EA／PU IPN灌浆材料的性能研究

3．1 EA／PU IPN灌浆材料的反应机理

3．2 EA／PU IPN灌浆材料的性能研究

3．2．1 粘度

3．2．2 凝结时间

3．2．3 抗折、抗压强度

3．2．4 拉伸强度、断裂伸长率及弹性模量

3．2．5 体积收缩率

3．2．6 固结体的扫描电镜分析

3．2．7 固结体的热稳定性分析

3．3 本章小结

4 灌浆材料与沥青混凝土组合体系变形协调性研究

4．1 变形协调性能

4．2 粘结机理

4．3 剪切强度

4．3．1 剪切强度试验结果分析

4．3．2 剪切强度试验破坏形态分析

4．4 磨耗性能

4．4．1 裂缝宽度对磨耗试验影响

4．4．2 PU掺量对磨耗试验的影响

4．5 劈裂抗拉强度

4．5．1 PU掺量对劈裂抗拉强度的影响

4．5．2 PU掺量对破坏劲度模量的影响

4．5．3 PU掺量对应力应变曲线的影响

4．6 本章小结

5 EA／PU IPN灌浆材料施工工艺研究

5．1 传统压浆法施工工艺流程

5．1．1 施工前的准备

5．1．2 钻孔

5．1．3 安装注浆针嘴

5．1．4 封缝

5．1．5 灌缝材料的配制

5．1．6 压力注浆

5．1．7 封孔

5．2 EA／PU IPN灌浆材料压浆法施工工艺流程改进

5．2．1 施工前的准备

5．2．2 开槽

5．2．3 清缝

5．2．4 封缝

5．2．5 压力注浆

5．4 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢