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陶瓷纤维沥青混合料路用性能的试验研究
| 论文题名： | 陶瓷纤维沥青混合料路用性能的试验研究 |
| 关键词： | 沥青混合料;陶瓷纤维;拌合工艺;微观形貌;路用性能 |
| 摘要： | 掺入纤维提升沥青混合料性能已经是一种常见的方法，大量的研究表明掺入纤维能够提升沥青混合料的力学性能及抗疲劳性能，是减少路面损害，延长路面使用寿命的有效方法。目前国内外对玄武岩纤维、聚酯纤维、玻璃纤维等纤维沥青混合料的性能及增强机理已有了较多的研究。由于陶瓷纤维(Ceramic Fiber)在提升沥青混合料路用性能方面的潜在优势，本文主要研究内容是陶瓷纤维对沥青混合料的路用性能影响。 本文研究了三种陶瓷纤维分别为NC1260甩丝型纤维(CF-A)、NC1260喷吹型纤维(CF-B)和NC1430甩丝型纤维(CF-C)。首先，通过SEM扫描电镜对纤维的微观形貌进行观察，发现陶瓷纤维表面光滑，直径小，比表面积大，且甩丝型纤维较喷吹型纤维更粗，韧性更好。然后设计试验对不同路用纤维的吸湿性，耐热性进行分析，发现陶瓷纤维的耐热性及吸湿性良好，有成为路用纤维的可能性。通过4种拌合方法对纤维沥青混合料的拌合工艺进行研究，发现采用干拌法，并进行预拌可以保证纤维在混合料中分布均匀，即先将纤维分散成小片并和集料充分拌合，使得纤维表面吸附大量的细集料，最后再和沥青进行拌合。 在纤维掺量为沥青混合料质量0.3%时，通过马歇尔试验确定纤维沥青混合料的最佳油石比。然后主要通过车辙试验评价沥青混合料的高温性能；低温小梁弯曲试验和劈裂试验评价沥青混合料的低温性能，浸水马歇尔和冻融劈裂试验评价沥青混合料的水稳定性。研究表明陶瓷纤维的掺入可以明显提升沥青混合料的各项路用性能，CF-A和CF-C对混合料的力学性能和路用性能提升效果基本相同且高于CF-B。 通过手机相机和扫描电镜(SEM)从宏观及微观的角度分析纤维增强沥青混合料的原理。分析了纤维对沥青胶浆的吸附作用和在混合料中的加筋作用，可以观察到纤维与沥青浸润性好，且在混合料中分散性好。在劈裂破坏后的断面中发现，纤维从混合料中拔出，试样断面存在大量纤维外露在空气中的现象，表明纤维作为沥青混合料的添加剂有足够的抗拉强度。最后分析了纤维沥青混合料的经济性，CF-A每吨的造价约增加4.4%，相比于其他纤维，是一种廉价的路用纤维。 研究结果表明，陶瓷纤维可以明显的提升沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳定性、间接抗拉强度等指标，提高了沥青混合料的路用性能且推荐采用NC1260甩丝型纤维作为混合料的添加纤维。 |
| 作者： | 边佳若 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 潘宝峰;胡光伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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