纤维沥青玛蹄脂性能与纤维加筋沥青混合料强度试验研究

论文摘要

随着我国经济的高速发展,流量增大,轴载加重以及渠化交通等已成为现代交通的显著特点,沥青路面的破坏状况因此越来越严重。以往,提高沥青路面使用性能主要是通过改善矿质混合料级配和沥青品质的方法来实现。由于一些纤维具有高抗拉强度和高模量等优势,在沥青混合料中掺入增强纤维成为一种提高沥青路面使用性能的新手段,受到关注和重视,可以具有广阔的应用前景。本文采用SHRP的研究成果Superpave沥青结合料技术,评价木质素纤维和玻璃纤维对沥青玛蹄脂的改善作用,研究纤维用量对沥青玛蹄脂抗车辙性能和抗疲劳开裂性能的影响。通过比较未老化、短期老化后各种沥青玛蹄脂抗车辙性能和及长期老化后其抗疲劳开裂性能,结合复合材料理论和粘弹性力学理论,阐述了木质素纤维和玻璃纤维对沥青玛蹄脂的改善作用机理,说明两种纤维对沥青路面使用性能的改善主要通过提高沥青玛蹄脂性能来实现,木质素纤维主要作用是稳定沥青,玻璃纤维主要作用是加筋沥青玛蹄脂。沥青玛蹄脂试验结果与分析显示,无纤维时,增加粉油比会增强沥青玛蹄脂的高温抗车辙性能,但可能损害其抗疲劳开裂性能,粉油比不超过1.2为宜;粉油比为0.9时,随着纤维用量的增加,沥青玛蹄脂的高温抗车辙性能增强,抗疲劳开裂性能先增强后降低,在两种纤维用量为沥青质量的6%时最好;温度较高时温度升高使各种沥青玛蹄脂抗车辙性能降低,中等温度时温度升高使其抗疲劳开裂性能增强;角频率增大时,各种沥青玛蹄脂抗车辙性能会提高而抗疲劳开裂性能会下降。AC-20级配的热拌沥青混合料的马歇尔和劈裂试验结果与分析显示,纤维可以提高沥青混合料马歇尔稳定度及劈裂抗拉强度。各种AC-20级配沥青混合料最佳油石比时,6%的木质素纤维使沥青混合料的15°C劈裂抗拉强度增加3.4%,而6%的玻璃纤维可以使其增加7.8%。各种AC-20级配沥青混合料平均油石比时,6%的木质素纤维使沥青混合料的15°C劈裂抗拉强度增加5.4%,而6%的玻璃纤维可以使其增加15%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 论文研究背景及意义
• 1.2 国内外研究应用现状及文献综述
• 1.2.1 国内相关研究及应用现状
• 1.2.2 国外相关研究及应用现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 试验研究方法与方案
• 2.1 Superpave 沥青结合料理论及试验
• 2.1.1 DSR 沥青玛蹄脂流变性能试验
• 2.1.2 沥青玛蹄脂薄膜老化试验
• 2.1.3 沥青玛蹄脂PAV 老化试验
• 2.2 沥青玛蹄脂流变性能试验方案
• 2.2.1 原材料
• 2.2.2 沥青玛蹄脂种类
• 2.2.3 试验温度与频率
• 2.3 沥青混合料试验方法
• 2.4 沥青混合料试验方案
• 2.4.1 原材料
• 2.4.2 马歇尔试验
• 2.4.3 劈裂试验
• 第3章 沥青玛蹄脂使用性能研究
• 3.1 未老化沥青玛蹄脂性质
• 3.1.1 粉油比对沥青玛蹄脂性能的影响
• 3.1.2 纤维用量对沥青玛蹄脂性能的影响
• 3.1.3 角频率对沥青玛蹄脂抗车辙性能的影响
• 3.2 TFOT 老化沥青玛蹄脂性质
• 3.2.1 粉油比对TFOT 老化沥青玛蹄脂性能的影响
• 3.2.2 纤维用量对TFOT 老化沥青玛蹄脂性能的影响
• 3.2.3 角频率对TFOT 老化沥青玛蹄脂抗车辙性能的影响
• 3.2.4 纤维种类及用量对TFOT 老化前后沥青玛蹄脂抗车辙性能的影响
• 3.3 TFOT/PAV 老化沥青玛蹄脂抗疲劳开裂性能
• 3.3.1 粉油比对TFOT/PAV 老化沥青玛蹄脂抗疲劳开裂性能的影响
• 3.3.2 纤维用量对TFOT/PAV 老化沥青玛蹄脂抗疲劳开裂性能的影响
• 3.3.3 角频率对TFOT/PAV 老化沥青玛蹄脂抗疲劳开裂性能的影响
• 3.4 本章小结
• 第4章 纤维加筋沥青混合料强度研究
• 4.1 纤维沥青混合料配合比设计
• 4.2 纤维沥青混合料劈裂试验结果
• 4.3 本章小结
• 结语
• 参考文献
• 致谢
• 附录A（攻读学位期间所发表的学术论文目录）
• 附录B（试验数据）