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硅藻土-玄武岩纤维复合改性沥青混合料路用性能及应用研究
| 论文题名： | 硅藻土-玄武岩纤维复合改性沥青混合料路用性能及应用研究 |
| 关键词： | 沥青混合料;改性工艺;硅藻土;玄武岩纤维;路用性能 |
| 摘要： | 交通运输随着时代的变革与发展，对社会发展的影响愈发突出，近年来，由于交通量急剧增大，尤其是重载和超载货车明显增加，一些修筑的沥青路面在南方高温多雨气候和外界荷载的影响下，还未达到使用年限就出现了裂缝、车辙、水损坏等病害。为了解决湿热地区沥青路面易出现车辙和水损坏等病害，本文以提高路面高温抗车辙能力和改善水稳定性以及延长使用寿命为目的，通过添加硅藻土和玄武岩纤维两种无机改性剂，并基于响应曲面法，对硅藻土和玄武岩纤维单独、复合改性沥青及其混合料的高、低温及水稳定性进行了研究，分析了在湿热地区沥青路面改扩建工程中，以硅藻土-玄武岩纤维复合改性沥青取代SBS改性沥青来提高沥青混凝土的路用性能，最后结合当地工程铺筑了试验段，采用推荐的最佳复合掺配比例和级配，对比了SBS改性沥青路面的铺筑效果，结果表明复合改性沥青混凝土铺筑效果更优，能有效地解决湿热地区车辙和水损坏问题，具体研究内容如下： 在沥青改性方面，通过沥青三大指标、动态剪切流变和低温弯曲流变试验研究长白山硅藻土Ⅰ、厦门硅藻土Ⅱ和玄武岩纤维单独、复合改性沥青的效果进行检测，分析了两类材料对沥青的改性机理，并基于响应曲面法中的BBD设计法，确定了硅藻土和玄武岩纤维的最优掺量以及剪切时间。结果表明硅藻土Ⅰ因SiO2成分多和粒径小表现出比硅藻土Ⅱ有更优异的改性沥青高、低温性能，12%硅藻土+3%玄武岩纤维剪切44min制备的复合改性沥青的高、低温性能最好，效果优于单独改性和SBS改性沥青。 在改性沥青混合料方面，采用马歇尔设计方法确定了不同掺量的AC-13C硅藻土沥青混合料和玄武岩纤维沥青混合料的配合比。基于响应曲面法中的BBD设计法，通过三因素三水平试验设计，建立了响应曲面模型，并进行多因素方差分析，优化出硅藻土、玄武岩纤维的最佳掺量以及最佳油石比。通过高温车辙、低温小梁弯曲、冻融劈裂和浸水马歇尔试验研究了五种沥青混合料的路用性能及变化规律，试验结果表明，复合改性沥青混合料性能最优。 将复合改性沥青混合料应用于G316改扩建路面工程中，提出了硅藻土-玄武岩纤维复合改性沥青混凝土的施工工艺，并对试验路铺设现场沥青混合料的性能和开放交通后路面质量进行了检测，结果表明，在最佳掺量下复合改性沥青混合料路用性能得到全面提升，且优于SBS改性沥青混合料，具有较好的应用前景。 |
| 作者： | 叶权明 |
| 专业： | 交通运输工程(Ⅰ) |
| 导师： | 刘福明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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