原文传递
纤维--沥青界面特性及流变性能研究
| 论文题名： | 纤维--沥青界面特性及流变性能研究 |
| 关键词： | 无机纤维;有机纤维;沥青;界面特性;流变性能 |
| 摘要： | 沥青路面是目前应用最为广泛的道路铺面形式，但不断恶化的服役环境和日益增长的行车荷载对沥青路面的性能提出了更高的要求。如何有效地改善沥青路面的材料性能是道路工程领域亟需解决的难题之一。大量科学研究与工程实践表明，在沥青混合料中添加纤维可有效增强沥青路面的各项性能。然而不同种类的纤维在沥青材料中的增强机理的解释仍以加筋、桥连、网络化等经验性描述为主，不同种类纤维与沥青材料的界面特性尚不明晰。本文拟通过X射线能谱试验、红外光谱试验、单丝纤维.沥青拉拔试验、流变性能试验，研究玄武岩纤维、玻璃纤维、聚酯纤维、聚丙烯腈纤维与沥青的界面特性及纤维沥青流变性能，进一步阐释纤维增强沥青材料的机理。 首先，采用环境扫描电镜(ESEM)、X射线能谱仪(EDS)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)及单丝纤维.沥青拉拔仪，对纤维.沥青界面形貌、界面过渡区、物化作用、界面粘附等界面特性进行研究。结果表明:无机纤维与沥青的界面区域比有机纤维与沥青的界面区域更明显;玄武岩纤维与沥青的界面过渡区厚度大于玻璃纤维;无机纤维、有机纤维与沥青作用主要以物理吸附为主;在中温和高温下，玄武岩纤维与沥青的界面粘附强度等参数最大，其次是玻璃纤维、聚酯纤维、聚丙烯腈纤维;在低温下，四种纤维与沥青界面的破坏均为拉断模式，在高温下则均为拔出模式。 其次，采用动态剪切流变试验(DSR)、多重应力蠕变恢复试验(MSCR)、弯曲梁流变试验(BBR)对纤维沥青的流变性能进行研究。结果表明:四种纤维均可增强其高温抗变形能力和高温变形恢复能力，其增强效果从高到低排序为聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、玄武岩纤维和玻璃纤维;四种纤维均使得沥青的蠕变劲度模量S增大，蠕变速率m值降低，纤维可削弱沥青的低温应力松弛能力，有机纤维对其的降低程度大于无机纤维。 最后，对纤维.沥青界面粘附特性与流变性能进行相关性及灰色关联度分析。结果表明:高温下的纤维.沥青界面粘附强度与高温流变性能参数复数模量G*、车辙因子G*/sinδ的相关性好;低温下的纤维.沥青界面粘附强度与低温流变性能参数蠕变劲度模量S、蠕变速率m的相关性好。在对应的温度下，纤维-沥青界面粘附强度对高温流变性能参数复数模量G*、车辙因子G*/sinδ及低温流变性能参数蠕变劲度模量S、蠕变速率m的影响程度分别超过了纤维模量、纤维体积参数。 本文深化了对纤维.沥青界面特性及流变性能的研究，可为进一步阐释纤维增强沥青材料的机理及纤维沥青材料的设计提供参考。 |
| 作者： | 吴星 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 康爱红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 扬州大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
