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 道路桥梁用高性能聚氨酯基复合材料关键技术及应用 |
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| 其它 | 该课题来源于省科技厅项目及工程实际,属于道路与桥梁工程行业。针对传统沥青路/桥面长期服役性能不足、老旧沥青路面再生料利用率低、桥梁关键结构服役性能不足等问题以及国家对低碳环保的迫切需求,该课题以具有高可设计性、高力学性能、高耐腐蚀性能、高粘结性能及低碳环保等优点的聚氨酯材料为道路桥梁用胶结料和改性剂,系统地研究了聚氨酯基胶结料、聚氨酯基路/桥面铺装材料、聚氨酯基桥梁加固材料的性能及应用,形成了高性能聚氨酯基复合材料在道路桥梁建设与养护领域中应用的一系列新产品、新方法、新机理及新技术。形成的主要技术原理及性能指标如下： (1)研发了聚氨酯胶结料、聚氨酯改性沥青、聚氨酯水泥等三种高性能道路桥梁用胶结料,揭示了恶劣服役环境对其性能的影响规律与机理。其中,聚氨酯胶结料的拉伸强度≥23 MPa、断裂伸长率≥35%;聚氨酯改性沥青的拉伸强度≥4.5 MPa、断裂伸长率≥300%;聚氨酯水泥的抗压强度≥56.0 MPa、抗折强度≥40.0 MPa、轴向拉伸强度≥30.0 MPa,其与混凝土间的轴向拉伸粘结强度≥3.4 MPa。 (2)研发了路用性能优异的路/桥面铺装用聚氨酯混凝土,提出了评价聚氨酯-集料界面粘结性能和提升聚氨酯混凝土水稳定性的方法。所研发的聚氨酯混凝土的马歇尔稳定度≥80.0 kN、劈裂强度≥4.0 MPa、冻融劈裂强度残留比≥90%。 (3)开发了高性能的透水路面铺装用聚氨酯混凝土和聚氨酯水泥混凝土,提出了基于多准则决策分析的配合比设计方法。其中,聚氨酯透水混凝土的马歇尔稳定度≥50.0 kN、单轴压缩强度≥14.0 MPa、劈裂强度≥4.0 MPa、渗透系数≥0.46 cm/s;聚氨酯水泥透水混凝土的马歇尔稳定度≥45.0 kN、浸水马歇稳定度残留比≥90%、单轴压缩强度≥18.0 MPa、渗透系数≥0.23 cm/s。 (4)开发了隔热效果良好的钢桥面铺装用橡胶聚氨酯混凝土,揭示了橡胶聚氨酯混凝土铺装层对钢箱梁的隔热规律与机制,以及恶劣服役条件对橡胶聚氨酯混凝土-钢界面抗剪性能的作用规律与机理。70℃水浴处理28天后橡胶聚氨酯混凝土-钢界面抗剪强度保留率≥65.0%;冻融循环30天后橡胶聚氨酯混凝土-钢界面抗剪强度保留率≥60.0%。 |
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(2025-6-4)
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