双组分彩色防滑路面材料温度稳定性试验研究

本论文主要在国内外彩色防滑路面研究的基础上,对目前彩色防滑路面的应用现状进行调查分析,并对淮安市铺设彩色防滑路面常用材料的基本性能进行研究,在探讨双组分环氧树脂粘合剂的固化时间、粘结强度的基础上,对比国内常见的双组分聚氨酯、双组分聚甲基丙烯酸甲酯材料,通过拉伸试验及多次冻融循环试验,研究双组分粘合剂材料的温度稳定性能,分析评价温度稳定性好的双组分材料与最佳配比。关键词:彩色防滑路面,聚甲基丙烯酸甲酯,环氧树脂,聚氨酯,温度稳定性目 录
1 绪论 1
1.1 彩色防滑路面提出的目的和意义 1
1.2 国内外彩色防滑路面的研究及应用现状 1
1.3 研究的主要内容和技术路线 2
2 国内常用树脂涂层材料温度稳定性概述 4
2.1 三种树脂涂层材料介绍 4
2.2 温度稳定性试验简介 5
2.3 温度引起的路面病害调查与分析 7
2.4 本章小结 10
3 彩色防滑路面材料基本性能研究 10
3.1 双组分环氧树脂粘合剂材料组成设计 10
3.2 双组分环氧树脂彩色防滑路面材料性能试验研究 11
3.3 双组分聚甲基丙烯酸甲酯粘合剂材料组成设计 16
3.4 聚甲基丙烯酸甲酯彩色防滑路面材料性能试验研究 16
3.5 双组分聚氨酯粘合剂材料组成设计 18
3.6 双组分聚氨酯彩色防滑路面材料性能试验研究 19
3.7 三种树脂胶结剂的性能对比与分析 20
3.8 本章小结 22
结 论 23
致 谢 24
参 考 文 献 25
1 绪论
1.1 彩色防滑路面提出的目的和意义
随着中国经济的迅速发展,道路交通量出现了前所未有的增长,传统的白色(混凝土)路面和黑色(沥青)路面已不能满足经济发展对道路交通的需求,尤其是大城市的交通问题极其严重,如果不能够得到有效地解决,必将掣肘经济发展。据统计,自1995年以来,中国每年约有7万人死于道路交通事故[1]。由此可见,道路交通安全问题已成为中国的社会
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1 绪论
1.1 彩色防滑路面提出的目的和意义
随着中国经济的迅速发展,道路交通量出现了前所未有的增长,传统的白色(混凝土)路面和黑色(沥青)路面已不能满足经济发展对道路交通的需求,尤其是大城市的交通问题极其严重,如果不能够得到有效地解决,必将掣肘经济发展。据统计,自1995年以来,中国每年约有7万人死于道路交通事故[1]。由此可见,道路交通安全问题已成为中国的社会问题之一。
铺筑彩色防滑路面可以诱导交通,警示驾驶人员,从而有效地促进交通安全,同时美化周围的环境,给人良好的视觉效果,具备实用和艺术美的双重属性。因此,作为新型的铺面技术,人们对其产生了一定的兴趣和重视。
彩色防滑路面材料在使用过程中需要承受车辆荷载的反复作用以及周围环境的长期影响,因此,彩色防滑路面除了具备一定的承受能力,还必须具备优良的耐久性。即要能表现出良好的水稳定性、温度稳定性及抗老化性等特点,来确保彩色防滑路面良好的路用及服务功能。然而,这种把高分子聚合物直接铺筑在已建成路面上而形成的彩色防滑路面的使用年限并不长久,易受温度差的影响出现聚合物与沥青路面的脱落情况,产生路面病害。
因此,本论文主要研究双组分彩色防滑路面材料的温度稳定性,从环氧树脂粘合剂组分方面入手,对比目前常用的聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯这两种材料,着重研究组分变化对彩色防滑路面温度稳定性的影响,力求在节约资金的基础上提高彩色路面的路用性能,发挥最大的效益。
1.2 国内外彩色防滑路面的研究及应用现状
本论文所研究的彩色防滑路面把高分子聚合物直接铺筑在已建成路面上而形成的彩色防滑路面。这种彩色防滑路面造价比彩色沥青混凝土低,因而受到各国推崇。
与传统的路面材料相比,彩色路面防滑涂料具有抗紫外线、降低路面温度、减少热岛效应、延缓沥青老化、延长路面使用寿命等功能,美化了道路周围的环境,从而提高了路面的观赏性能。并且其施工周期短、恢复通行快,比起传统路面,更加有无可比拟的技术优势[2]。
1.2.1 国外彩色防滑路面研究及应用现状
彩色防滑路面在发达国家应用较早,从20世纪50年代起,欧美等一些发达国家就开始彩色沥青混凝土路面的研究,目前在彩色沥青制备、生产、施工技术等方面达到相当成熟的程度,并且普遍应用于交通工程的安全管理,如在停车场、事故多发点、自行车道等地,以使交通的管理更加科学化、直观化。此外,彩色防滑路面还广泛应用于体育设施的装饰和美化、商业街区、旅游景点等。
Rang W. Lee等人开发出淡黄色的合成树脂粘合剂,通过几个试验,即马歇尔稳定度试验、车辙试验、磨损试验、加速老化试验,证明了彩色路面的路用性能。就颜料来说,以下几种不同的无机产品被用到:三氧化二铁、三氧化二铬和群青(人工合成的蓝色颜料)。彩色沥青混合料的混合操作和铺设方法与普通沥青混合料相同,只是其中的颜料取代了矿物填料而已[3]。
美国通过大量研究资料发现:比起寻常的道路交通标志,彩色防滑路面更能起到提醒驾驶员,达到规避风险的作用[4]。例如,在交通事故多发路段或者学校附近铺筑彩色防滑路面,可吸引驾驶员的注意,安全行车。
英国伦敦对曾经发生过严重交通安全事故的5个地段铺筑了彩色防滑路面,并且经过一年的观察发现:总的交通事故减少了51.1%,潮湿路面的交通事故减少了67%,干燥路面的交通事故减少了45%,因为车轮滑溜造成的交通事故减少了80%~100%[5]。
1.2.2 国内彩色防滑路面研究及应用现状
中国于20世纪80年代初开始彩色路面的探索,主要针对彩色沥青混凝土类,但是其应用却很少,这是由于此类彩色防滑路面造价较高,且当时人们对安全重视程度不够造成的。但随着科技的发展以及时代的变迁,人们对行车安全以及道路景观环境的要求渐渐提高,也更加深刻地了解了彩色防滑路面,因此近年来它在国内的应用逐渐广泛。
因为2008年交通运输部颁布的《路面防滑涂料JT/T 712-2008》对彩色路面防滑涂料的进一步应用发挥了重要的推动和规范作用,所以国内的某些科研机构和团体对彩色路面防滑涂料进行了深入的研究。其中,海洋化工研究院开发的HF-05型防滑涂料成功地应用在青岛国际帆船中心的运动员下水坡道上,该涂料具有耐磨性好、抗滑性能强的特点[6]。周健和文亚平等人探讨了聚环氧双丙烯酸酯和聚醚聚氨酯互穿聚合物网络对涂层性能的协同作用,考察了组合稳定剂、防滑粒子对防滑涂料化学稳定性和耐磨性的影响,并且各项技术性能都达到或超过国外同类产品[7]。
目前,和国内彩色防滑路面的工程实际应用相关的基础性的研究成果明显滞后,在彩色防滑路面的抗滑、色彩警示、噪声、排水、耐磨、耐久性等路用性能方面,并未进行深入系统的研究[8]。
1.3 研究的主要内容和技术路线
a)彩色防滑路面由于温度稳定性差导致

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