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特种玄武岩纤维增强BRA改性SMA配合比设计及性能研究
| 论文题名： | 特种玄武岩纤维增强BRA改性SMA配合比设计及性能研究 |
| 关键词： | 沥青混合料;配合比;路用性能;玄武岩纤维 |
| 摘要： | 印度尼西亚布敦岩沥青(BRA)和玄武岩矿物纤维具有优良的路用性能，得到了国内外广泛关注，如何在沥青混合料中综合发挥二者的改性和增强作用尚缺乏深入研究。为此，本文以SMA-13沥青混合料作为研究对象，进行特种玄武岩纤维增强BRA改性SMA-13（简写为BBSMA-13）的配合比设计及路用性能研究，以期为沥青路面新材料的推广应用提供科学借鉴。 1)在选择合格的原材料及合理的矿料合成级配的基础上，分别在2％～5％，0.2％～0.5％和4％～7％之间各按1％，0.1％和1％的间隔，选取4种BRA掺量、4种特种玄武岩纤维掺量和4种沥青用量，并根据正交试验设计法选取L16(45)正交表安排试验组合，对BBSMA-13沥青混合料进行了马歇尔试验。结果表明，BRA掺量是流值与稳定度的关键影响因素，特种玄武岩纤维掺量是流值的关键影响因素，当特种玄武岩纤维的掺量从0.2％增加到0.3％时，BBSMA-13的流值减小，稳定度增大;而当其掺量从0.3％增加到0.5％时，BBSMA-13的流值增大，稳定度减小。同时，随着BRA掺量的增加，BBSMA-13的稳定度和空隙率增大，而流值和饱和度减小。根据各指标的要求，经综合分析确定最佳BRA掺量为3％，最佳特种玄武岩纤维掺量为0.3％。 2)在最佳BRA和特种玄武岩纤维掺量下，通过马歇尔试验进行了BBSMA-13混合料的配合比设计，确定其最佳总油石比（含基质沥青与BRA中纯天然沥青的最佳油石比）为6.13％，相应的实际最佳油石比（仅含基质沥青的最佳油石比）为5.42％。与常规SBS改性SMA-13的最佳油石比6.03％相比，虽然BBSMA-13的最佳总油石比略有增加，但其实际最佳油石比有明显下降，表明BRA可有效替代部分基质沥青。通过飞散与析漏试验检验可知，BBSMA-13设计配合比无多余沥青，且飞散损失较小，说明确定的设计配合比合理可行。 3)通过路用性能试验对比分析显示，与常规SBS改性SMA-13相比，在最佳BRA和特种玄武岩纤维掺量下，BBSMA-13混合料的高温稳定性、水稳定性、抗渗性和抗滑性等路用性能均得到提高，但低温抗裂性能略有下降，说明BRA与特种玄武岩纤维的掺入能有效改善SMA-13的路用性能，且较适合于南方湿热地区应用。 4)通过对最佳BRA和特种玄武岩纤维掺量下的BBSMA-13混合料与常规SBS改性SMA-13混合料的经济效益对比分析，发现前者具有更优良的经济性，可进行推广应用。 综上所述，在SMA-13中同时掺入BRA和特种玄武岩纤维能有效改善其路用性能，且具有较高的性价比，所提出的设计配合比合理可行，可供工程应用参考。 |
| 作者： | 童意 |
| 专业： | 交通运输工程（道路与铁道工程） |
| 导师： | 查旭东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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