水泥混凝土路面因強度高、耐久性優(yōu)良、水泥來源廣而在全國范圍內得到迅速發(fā)展，路面里程不斷增長。但在現(xiàn)代交通及自然因素作用下，路面早期病害不斷出現(xiàn)，其中裂縫較為普遍，對于早期微裂縫，公路養(yǎng)護部門多采用瀝青及環(huán)氧樹脂等有機材料及時進行修補，這類材料雖有粘合和封閉作用，但存在著與路面水泥混凝土相容性差、易老化、造價高、不利于環(huán)保等缺陷。針對這種現(xiàn)狀，本文選擇超細及普通水泥作為裂縫修補的基質材料，并摻加具有柔性和雙組分防水及粘結性能的聚合物乳液S400及苯乙烯/丙烯酸脂類共聚物R161進行改性，旨在研發(fā)與路面混凝土相容性好、性能優(yōu)良、施工方便、經濟環(huán)保的水泥混凝土路面早期微縫修補材料。 論文首先系統(tǒng)分析了我國水泥混凝土路面設計、施工及養(yǎng)護現(xiàn)狀，認為路面破壞過程和開裂機理是一個非常復雜的問題，路面開裂是多種因素綜合作用的結果，它不僅涉及到混凝土材料、路面設計理論和方法，還與交通荷載及溫度應力的計算理論和方法以及其他相關學科有關。
結合路面裂縫的特殊性質及材料市場供應狀況，對裂縫修補的基質材料及改性材料進行了篩選，設計了科學的試驗研究方案。論文深入研究了聚合物改性水泥的流動性、可灌性、穩(wěn)定性、填充飽滿性等流變性質，以粘度、凝結時間和可灌性為工作性控制目標，優(yōu)化了改性水泥類路面微裂縫修補材料配合比設計。論文還從聚合物改性水泥的水化過程、凝結硬化、抗折及抗壓強度、收縮變形等方面研究了修補材料的力學特性及路用性能，并對其影響因素進行了研究探討。結果顯示，聚合物乳液S400及R161的加入使水泥水化放熱及凝結硬化過程發(fā)生了變化，抗折強度大幅度提高，柔韌性及收縮變形性質都得到了改善。
裂縫修補材料與舊混凝土的界面粘結性能優(yōu)劣關系到修補成功與否，論文圍繞粘結性試驗方法及評價指標展開研究，并模擬路面實際受力狀況設計了彎拉粘結強度和拉伸剪切粘結強度試驗方法，提出了評價指標。試驗結果表明:超細水泥中加入S400，其彎拉粘結強度較未改性水泥提高20%以上，R161改性提高可達36%;改性普通水泥提高幅度可達30%。 論文在深入分析路面微裂縫修補材料耐久性含義的基礎上，重點研究其抗?jié)B、抗腐蝕及耐磨性。試驗中選用了鹽酸、硫酸和冰醋酸溶液作為腐蝕性介質，以浸泡后的抗壓強度損失率做為耐腐蝕性指標。試驗結果顯示，S400及R161能顯著提高改性水泥材料的抗腐蝕性能，提高的程度因聚合物種類、摻量、水泥品。
|