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原文传递玄武岩纤维沥青稳定碎石性能试验研究

论文题名：	玄武岩纤维沥青稳定碎石性能试验研究
关键词：	高速公路;玄武岩纤维;沥青稳定碎石;路用性能;抗裂性能;力学响应
摘要：	在我国，半刚性基层沥青路面是高速公路主要的道路结构形式，反射裂缝问题是半刚性基层沥青路面所面对的最严重的病害，如何延缓或者防止反射裂缝在沥青路面结构中的发展，是我国道路领域急需解决的问题。目前我国大部分地方都将沥青稳定碎石广泛运用于高速公路的新建以及改扩建下面层中，同时兼顾下面层以及部分基层作用，来延缓反射裂缝的发展，但是对于新材料以及其结构性能还没进行细致研究。玄武岩纤维作为一种新型的矿质纤维，其能够改善沥青混合料的各项路用性能特别是抗裂性能，正在受到广泛的关注。本研究将玄武岩纤维运用于沥青稳定碎石中，这对于玄武岩纤维的推广应用以及提升道路使用品质具有重要的现实意义。　　本文首先选用沥青稳定碎石常用的ATB-25级配，对普通沥青稳定碎石、玄武岩纤维沥青稳定碎石、SBS改性沥青稳定碎石以及玄武岩纤维改性沥青稳定碎石四种沥青稳定碎石进行组成设计，通过马歇尔设计法确定了四种沥青稳定碎石的最佳油石比，并对四种沥青稳定碎石的马歇尔指标进行了评价。结果表明玄武岩纤维的加入，能使沥青稳定碎石的动稳定度提高，流值降低;玄武岩纤维改性沥青稳定碎石较其它三种沥青稳定碎石具有较高的动稳定度以及较低的流值。　　其次，在最佳油石比下制备四种沥青稳定碎石，通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验对沥青稳定碎石的高温稳定性以及水稳定性进行测试。结果表明玄武岩纤维改性沥青稳定碎石比其它三种沥青稳定碎石具有较好的高温稳定性能以及抗水损害性能。通过单轴压缩动态模量试验对四种沥青稳定碎石的动态模量进行测定，结果发现在高、中温情况下，玄武岩纤维改性沥青稳定碎石较其它三种沥青稳定碎石具有较高的动态模量;在低温情况下，玄武岩纤维改性沥青稳定碎石具有较低的动态模量。　　通过不同应变条件下的四点弯曲疲劳寿命试验以及不同温度条件下的弯曲试验、J积分试验对四种沥青稳定碎石的抗裂性能进行系统的评价。结果表明玄武岩纤维改性沥青稳定碎石具有更好的抗裂性能;对比添加玄武岩纤维前后沥青稳定碎石的抗裂性能，可以得到玄武岩纤维能够显著提高沥青稳定碎石的抗裂性能，玄武岩纤维在SBS改性沥青中对于沥青稳定碎石抗裂提升效果远大于在基质沥青中。　　最后，在前面材料性能研究的基础上，推荐四种沥青稳定碎石沥青路面结构，并与常用沥青路面结构，通过有限元软件进行静力学和应力强度因子计算并对比分析。结果表明玄武岩纤维改性沥青稳定碎石沥青路面结构比其它四种沥青路面结构具有较好的力学响应特征。　　本文研究为沥青稳定碎石的材料选择提供了参考，具有一定的研究和应用价值。
作者：	王亚昀
专业：	建筑与土木工程
导师：	康爱红;徐亚林
授予学位：	硕士
授予学位单位：	扬州大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文