聚酯纤维改性道路沥青的制备及其结构与性能

论文摘要

为了适应现代公路交通量日益增大、车载加重等特点,沥青路面技术发生了很大变化,而聚酯纤维增强沥青路面以其性能优良、经济合理的特点受到人们的关注,具有广阔应用前景。本文系统地研究了聚酯纤维增强沥青物理力学性能和纤维沥青混合料路用性能,全面阐述了聚酯纤维沥青微观结构与性能关系,较系统地揭示了聚酯纤维对沥青性能的作用机理,并得出如下主要结论:1)随着纤维添加量增加,改性沥青软化点逐渐增大,针入度与延度逐渐减少。当纤维添加量达到3%～5%时,改性沥青体系中形成了连续稳定的网络结构,即体系从溶～凝胶型进入了凝胶型结构状态。改性沥青的软化点在135～150℃左右,针入度(25℃)在28～29之间,延度在14～16cm之间。2)RTFOT实验中,聚酯纤维改性沥青的软化点和针入度变化幅度小,热氧化稳定性好。纯沥青断裂能几乎为零,不耐动态载荷。改性沥青的断裂能随纤维添加量增加而迅速提高,耐疲劳性增强,当纤维添加量达4%时,断裂能与耐疲劳性增速变缓。纤维C改性优势尤为明显,即纤维的特性黏度和直径是影响纤维稳定沥青、减缓老化作用的重要因素。3)纤维束拔出实验结果表明:聚酯纤维经过特制油剂表面处理后,纤维沥青最大界面剪切强度平均增加了10%。4)纤维掺加量占沥青混合料0.25wt%时,混合料的动稳定度提高了34%,残留稳定度值从86.3%提高到94.8%。本课题的创新点:1)采用动态载荷实验模拟纤维改性沥青在实际应用过程中的受力状态,研究改性沥青的耐疲劳性。2)利用双辊开炼机成功制备性能优异的纤维改性沥青结合料,解决了聚酯纤维在沥青中分散性问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 纤维改性道路沥青的研究进展
• 1.1 课题的提出
• 1.2 道路沥青增强改性用纤维
• 1.2.1 钢纤维
• 1.2.2 玻璃纤维
• 1.2.3 木素纤维
• 1.2.4 合成纤维
• 1.3 沥青组成结构与性能指标
• 1.3.1 沥青的化学组成与结构
• 1.3.2 评价沥青性能的三大指标
• 1.4 国内外研究现状
• 1.5 纤维改性沥青及其混凝土的主要作用机理
• 1.6 本课题研究目的及意义
• 1.7 本课题主要研究内容
• 第二章 聚酯纤维与沥青的主要技术性能
• 2.1 引言
• 2.2 实验设备及测试方法
• 2.2.1 主要仪器设备
• 2.2.2 性能测试
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 聚酯纤维性能
• 2.3.2 沥青基本性能
• 2.4 本章小结
• 第三章 聚酯纤维改性沥青制备及其性能
• 3.1 引言
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 实验流程
• 3.2.2 性能测试
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 软化点和针入度
• 3.3.2 延度
• 3.3.3 温度敏感性（PI）
• 3.4 本章小结
• 第四章 聚酯纤维增强沥青微观结构与耐久性
• 4.1 引言
• 4.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 纤维增强沥青热老化性（RTFOT）
• 4.3.2 纤维增强沥青断裂韧性
• 4.3.3 纤维增强沥青耐疲劳性
• 4.3.4 纤维沥青之间的粘结性
• 4.4 本章小结
• 第五章 聚酯纤维改性沥青混合料路用性能
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 主要实验原料
• 5.2.2 主要实验方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 马歇尔试验与沥青混凝土组成
• 5.3.2 车辙高温稳定性
• 5.3.3 沥青混合料水稳定性
• 5.4 本章小结
• 第六章 主要结论和建议
• 6.1 主要结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢