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摘 要

本文将研究以环氧树脂其为主体制备的一种养护粘结料，通过在固化剂中引入环氧树脂和长链醚醇增加固化剂的亲水性，增加其与环氧树脂的相容性。通过加入改性纳米二氧化硅材料来改进无机与有机界面粘结问题。而后将水性固化剂、环氧树脂、改性二氧化硅溶液物理混合制备多组分配比的环氧复合膜，进行表征测试寻找最优化材料配方。表征测试通过傅立叶变换红外光谱（FTIR），激光粒度分析仪来完成合成材料的研究，通过扫描电子显微镜（SEM），拉拔试验，加速加载试验，摆锤式摩擦系数测量仪（BPN）来表征材料附着力和路用性能。研究表明：与其他含量相比，添加3%含量的改性纳米二氧化硅养护环氧复合膜料可达到最好的粘结强度，为1.88MPa，同时可达到最低的磨耗质量损失，为3.1%，以及最低的摩擦力损失。

关键词：路面养护 水性环氧树脂 粘结性能 二氧化硅

Preparation of preventive maintenance materials based on waterborne epoxy resin rigid pavement

Abstract

In this paper, we will study a curing binder prepared by using epoxy resin as the main body. By introducing epoxy resin and long-chain ether alcohol into the curing agent, the hydrophilicity of the curing agent is increased, and the compatibility with epoxy resin is increased. Sex. The problem of inorganic-organic interface bonding is improved by the addition of modified SiO₂ materials. Then, the aqueous curing agent, the epoxy resin and the modified silica solution are physically mixed to prepare a plurality of epoxy composite membranes with a distribution ratio, and the characterization test is performed to find an optimized material formulation. Characterization testing Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), laser particle size analyzer to complete the study of synthetic materials, by scanning electron microscopy (SEM), drawing test, accelerated loading test, pendulum friction coefficient measuring instrument (BPN) to characterize Material adhesion and road performance. The research shows that compared with other contents, the modified SiO₂ cured epoxy composite film with 3% content can achieve the best bond strength, 1.88 MPa, and the lowest wear quality loss is 3.1. %, and the lowest friction loss.

Keywords: Pavement maintenance waterborne epoxy resin bonding properties SiO₂

目 录

摘要 1

ABSTRACT 2

第一章 文献综述 1

1.1 引言 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1国外研究现状 2

1.2.2 国内研究现状 3

1.3 环氧抗滑耐磨层的作用机理 4

1.3.1 粘结机理 4

1.3.2 渗透机理 4

1.4 存在问题与解决思路 4

第二章 主要研究内容与路线 7

2.1 研究目的和意义 7

2.2 研究内容 7

2.3 研究路线 7

第三章 实验内容 9

3.1 实验原料及仪器设备 9

3.1.1 实验原料 9

3.1.2 实验仪器 9

3.2 制备水性固化剂 10

3.2.1 制备原料 10

3.2.2 配方 10

3.2.3 工艺 11

3.3 制备改性纳米二氧化硅溶液 11

3.3.1 制备原料 11

3.3.2 配方 11

3.3.3 工艺 12

3.4 制备环氧纳米二氧化硅复合材料 12

3.4.1 制备原料 12

3.4.2 1%的二氧化硅材料的环氧复合膜的配方 12

3.4.3 工艺 13

第四章 结果与讨论 14

4.1 红外光谱 14

4.2 粒径测试 15

4.3摩擦力测试 17

4.4 加速加载测试 18

4.5 拉拔试验 19

第五章 结论与展望 21

参考文献 22

第一章 文献综述

1.1 引言

由于交通和气候的综合影响，路面的状况随着时间的推移而降低，直至达到其适用性水平的极限，此时应进行维护治疗。理论上，路面表面劣化的速率随着时间的推移而增加，此时其表面结构能力不仅会由于路面开裂或车辙而减弱，并且由于气候的润湿和冷冻引起路面材料性质减弱的变化。路面养护指的是一系列减缓路面变质的处理，但这些处理不必增加其结构能力。当路面仍处于良好状态时应用这些处理以防止更高的损坏率，从而延长路面的使用寿命。最初预防性养护^[1,2]（ Pavement Preventive Maintenance ,简称PPM）是在20世纪90年代被美国提出，随后有了各国大规模的应用。PPM主要是指采用某种养护措施来保养路面系统，提高路面使用功能，如抗滑性能和耐久性能。

恢复水泥路面抗滑性能的主要方法是旧路刻槽法和覆盖法^[3,4]。前者可以迅速增加路面结构的深度，增加摩擦系数，提高抗滑性能，但耐久性不好。使用一段时间后，抗滑性能仍然会降低，并且凹槽需要重新开槽。承载能力下降，这偏离了设计承载能力。后一种方法是处理旧的路面并添加防滑表面。典型的施工方法是添加沥青胶泥混合料、薄层沥青耐磨层和环氧树脂耐磨层等，在选择维护计划时应考虑负荷，材料，环境和经济适用性，并达到结构力学性能和路面性能匹配。目前，环氧树脂耐磨层具有高粘结强度。由于其良好的水稳定性，良好的耐磨性，良好的抗滑性能，常温施工和快速开放交通，因此被广泛使用。然而，普通环氧树脂具有高脆性，韧性差，粘合性差，不能直接用作界面粘合材料。此外，旧水泥路面是一个开放的环境，并有裂缝和其他疾病。因此，骨料与旧水泥路面之间的环氧树脂粘接材料必须具有良好的渗透性，附着力和耐候性，并且环氧树脂需要进行改性以满足固化和修复的需要。

环氧树脂耐磨层铺设技术是国外引进的预防性维护技术，主要包括砂浆法和铺展法两种施工技术^[5,6]。根据调查，铺展方法更为适用^[6]。然而，在国内项目中使用环氧树脂防滑耐磨层铺路材料后，往往会出现剥落，脱空甚至分层等问题，这极大地阻碍了该技术在中国的发展。同时，对环氧树脂铺装材料的研究较少，对环氧耐磨层的粘结机理，抗滑性能，耐久性和施工质量控制缺乏系统的研究。可供参考的研究结果很少。没有系统的设计方法限制在中国推广这项技术。

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