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玄武岩纤维直径对沥青胶浆及沥青混合料性能影响研究
| 论文题名： | 玄武岩纤维直径对沥青胶浆及沥青混合料性能影响研究 |
| 关键词： | 沥青混合料;沥青胶浆;玄武岩纤维;路用性能 |
| 摘要： | 玄武岩纤维沥青混合料因其优异的路用性能，近年来被越来越多的应用于高速公路、国家和省级干线以及城市快速公路等工程项目。长度和直径等几何参数是影响玄武岩纤维在混合料中增强效果的重要因素，纤维长度对沥青混合料的影响是目前研究的主要方向，而纤维直径与沥青混合料性能的适配性尚缺乏相应的研究。同时，由于受到生产工艺的限制，现在市面上存在各种直径的玄武岩纤维，而且同一厂家生产的同一批纤维中也会出现混掺直径纤维的情况，对该类纤维在工程中的适用性如何也需要进一步明确。因此，本文拟开展不同直径玄武岩纤维对沥青胶浆及沥青混合料的性能研究，同时分析其综合效益，降低工程造价，结果可为不同直径玄武岩纤维在沥青路面的应用提供参考。 首先，选用16μm和25μm两种规格直径的玄武岩纤维，按单掺和不同比例复掺的方式加入沥青混合料中;通过马歇尔试验设计方法，对玄武岩纤维AC-13、玄武岩纤维AC-20进行配合比设计。结果表明:加入玄武岩纤维后，沥青混合料的最佳油石比增加0.1～0.2个百分点;纤维直径越小，混合料的最佳油石比越高;但复掺直径的纤维沥青混合料油石比处于同一水平。 其次，基于配合比设计确定的粉胶比，制备了纤维沥青胶浆试样;采用单丝拉拔、动态剪切流变、多重应力蠕变恢复、线性振幅扫描和弯曲梁流变试验，测定了纤维-沥青胶浆界面的粘附特性和纤维沥青胶浆的流变性能。结果表明:在低温和中温下，16μm纤维-沥青胶浆的界面粘附强度均较25μm纤维的大;与不掺纤维的沥青胶浆相比，掺加玄武岩纤维均能改善沥青胶浆的高温流变性能和疲劳性能。其中16μm玄武岩纤维沥青胶浆的高温性能和疲劳性能均优于25μm纤维的。 而后，采用高温车辙、单轴贯入、单轴压缩、理想开裂、低温小梁、浸水马歇尔和冻融劈裂试验，研究了玄武岩纤维沥青混合料的高温抗车辙和抗剪切性能、中温和低温抗裂性能以及水稳定性。结果表明:单掺玄武岩纤维的直径越小，沥青混合料的高温性能越好;16μm纤维能够大幅提升沥青混合料的中温和低温开裂性能，但25μm纤维的提升效果不显著;复掺纤维沥青混合料近似表现为16μm纤维含量越多，其高温性能和抗裂性能越好;此外，纤维直径对于沥青混合料的水稳定性影响不大。 最后，采用功效系数法对不同直径玄武岩纤维沥青混合料的路用性能和经济性进行综合评定。结果表明:不同直径复掺可有效降低工程造价;16μm与25μm玄武岩纤维复掺比例为1∶1的沥青混合料，其性价比高，可大规模用于各等级路面。 |
| 作者： | 郑哲韬 |
| 专业： | 交通运输 |
| 导师： | 康爱红;朱彦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 扬州大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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