【摘 要】
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钢-超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete,UHPC）组合桥面能够增加钢桥面刚度、降低应力幅,有效解决了钢桥面板疲劳开裂以及柔性铺装早期病害两大难题,但仍存在着铺面层容易损坏的问题。环氧沥青具有强度高、温度稳定性好、粘结力强等优异性能,其使用寿命远远大于普通沥青。若将环氧沥青用于钢-UHPC组合桥面结构的铺面层和粘结层,将大幅提高铺装层的耐久性,进一步发挥组
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钢-超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete,UHPC）组合桥面能够增加钢桥面刚度、降低应力幅,有效解决了钢桥面板疲劳开裂以及柔性铺装早期病害两大难题,但仍存在着铺面层容易损坏的问题。环氧沥青具有强度高、温度稳定性好、粘结力强等优异性能,其使用寿命远远大于普通沥青。若将环氧沥青用于钢-UHPC组合桥面结构的铺面层和粘结层,将大幅提高铺装层的耐久性,进一步发挥组合桥面结构的优势。然而环氧沥青因热固性在低温或重复荷载下易发生破坏,这使铺面层面临着早期失效风险。因此,还需要对环氧沥青进行改性,提高其柔韧性、储存稳定性等使用性能,以降低环氧沥青铺面层早期失效的可能性。本文采用不同掺量的聚氨酯/环氧树脂对沥青结合料及混合料、粘结层材料进行改性。利用室内试验对聚氨酯/环氧树脂改性沥青结合料的固化进程、粘时特性、力学性能以及流变性能进行了评价,并测试了其混合料的高低温性能、水稳定性和抗滑性能。同时,对聚氨酯/环氧树脂改性沥青粘结层材料的改性机理、力学性能、高温性能和使用性能进行了详细研究。主要结论如下:（1）对于聚氨酯/环氧树脂改性沥青结合料,随着固化反应的进行,聚氨酯/环氧树脂分子之间发生交联,最终形成了连续稳定网状结构,而其粘度则先缓慢增长,达到凝胶点后快速增长。聚氨酯/环氧树脂大幅提高了沥青的拉伸强度和高温抗变形能力,聚氨酯改善了环氧沥青的柔韧性与低温性能。此外,聚氨酯/环氧树脂与沥青具有良好的相容性。（2）聚氨酯/环氧树脂改性沥青混合料的路用性能试验结果表明,相较于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（Styrene-Butadiene-Styrene Copolymer,SBS）改性沥青混合料,聚氨酯/环氧树脂改性沥青混合料的高温性能远远好于前者,低温性能与水稳定性略有降低。综合考虑聚氨酯/环氧树脂改性沥青结合料及其混合料的使用性能,35%为改性剂的最佳掺量。（3）对于聚氨酯/环氧树脂改性沥青粘结层材料,聚氨酯/环氧树脂的环氧基与胺类固化剂的氨基发生加成反应,逐渐交联成互穿聚合物网络结构,并且其粘度的增长速率受温度和改性剂掺量的影响很大。聚氨酯不仅改善了环氧沥青的柔韧性,还使环氧沥青拥有良好的储存稳定性。聚氨酯/环氧树脂改性沥青粘结层材料的力学性能、高温稳定性远好于SBS改性沥青,低温抗裂和防水性能也能满足钢-UHPC组合桥面结构防水粘结层的要求。
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