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原文传递纳米AAT/陶瓷纤维复合改性沥青及混合料性能研究

论文题名：	纳米AAT/陶瓷纤维复合改性沥青及混合料性能研究
关键词：	道路路面;改性沥青混合料;纳米AAT;陶瓷纤维;流变性能;微观机理;粘附特性
摘要：	沥青是道路材料中至关重要的组成部分，其性能直接影响道路的耐久性和稳定性。然而，随着交通荷载的不断增加和多样化，传统的SBS改性沥青已难以满足道路材料对性能表现的要求。为提升沥青性能，纳米材料因其具备小尺寸效应、量子尺寸效应和表面效应等特殊性质而被广泛应用于沥青改性。同时，掺入纤维也是一种有效的改性方法。本研究采用纳米AAT（American Advanced Technology）和陶瓷纤维作为改性剂，通过复合改性，充分发挥纳米材料和纤维材料的优势，形成一种叠加效应，以获得更好的改性效果。　　首先，制备了不同SBS掺量的纳米AAT改性沥青，并通过基本性能试验（三大指标试验和粘度试验）、温度扫描试验和低温弯曲梁流变试验研究了不同SBS掺量的纳米AAT改性剂对基质沥青性能的影响。结果表明，随着SBS掺量的增加，纳米AAT改性沥青的针入度减小，软化点、延度和粘度增加。此外，纳米AAT改性沥青在高温下具有良好的抗车辙性能，低温条件下的劲度模量更小，蠕变速率更大，这也表明了其具有更好的低温性能。　　其次，针对纳米AAT改性沥青，掺加不同比例的陶瓷纤维，制备了纳米AAT/陶瓷纤维复合改性沥青。通过基本性能试验、温度扫描试验、多重应力蠕变恢复试验、低温弯曲梁流变试验、粘结强度试验和接触角试验，研究了陶瓷纤维对纳米AAT 改性沥青的性能影响，并采用傅里叶红外变换光谱试验和原子力显微镜试验分析了其改性机理。结果表明：随着陶瓷纤维掺量的增加，复合改性沥青的针入度和延度减小，软化点和粘度增加。复合改性沥青表现出了优异的高温抗变形性能，其在不同温度和频率条件下，以及在0.1kpa和3.2kpa两个应力水平下的加载情况下，均表现出了良好的性能。低温性能相较纳米AAT改性沥青有一定程度的减弱。通过红外光谱和微观形貌观察发现，两种改性剂对基质沥青的改性过程为物理改性，在沥青中也分散均匀，形成了更紧密的纳米复合结构和纤维结构沥青。复合改性沥青展现出比纳米AAT、SBS和基质沥青更优异的粘附性能。　　最后，本研究选取SMA-13级配进行沥青混合料制备，并分析了纳米AAT/陶瓷纤维复合改性沥青对混合料路用性能的影响。结果表明，与传统的SBS改性沥青相比，复合改性沥青混合料在高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性能方面都表现出了优越的性能。这表明，采用纳米材料和纤维材料进行复合改性是一种有效的方法，可以显著提升沥青混合料的性能表现，从而更好地满足道路工程对于材料性能的要求。　　综上所述，本研究制备的纳米AAT/陶瓷纤维复合改性沥青与SBS改性沥青和基础沥青相比，综合性能有显著提高。表明其在沥青路面施工中的巨大应用潜力，对发展高质量沥青路面工程具有积极意义。
作者：	肖梓炜
专业：	交通运输
导师：	孙璐
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2023