松散状路用木质纤维制备及其应用研究

论文摘要

随着国民经济的高速发展,交通量及车辆大型化、重载超载车的比例呈不断增加的趋势,渠化交通对路面要求随之越来越高,高温车辙、低温脆裂等病害严重影响着沥青混凝土路面的使用质量。SMA路面以其出众的高温稳定性、低温抗裂性、耐久性和良好的表面抗滑性等性能得到了极其广泛应用。路用木质纤维作为SMA混合料中必不可少的组分,也受到了国内外越来越多的关注。本文选用性能稳定、资源丰富的硅藻土作为矿粉原料,在路用木质纤维小型试验制备工艺基础上,利用东北大学矿物材料与粉体技术研究中心新建的中间试验室（以下简称中试）,提出了松散状路用木质纤维半工业制备工艺路线,并确定了制备的最佳工艺条件。按国际企业通用标准对制备的产品进行了性能检测,结果表明自制纤维的各项性能指标达到了国际同类产品水平。本文以自制纤维为研究对象,选用SMA-13级配,通过室内马歇尔试验、车辙试验和浸水马歇尔试验,研究掺加中试纤维的SMA混合料高温稳定性能和水稳定性能,结果表明：自制纤维能明显提高SMA混合料的高温稳定性能,其中马歇尔模数提高77%,动稳定度提高近4倍；同时SMA混合料还具有良好的水稳定性能。通过与德国JRS纤维的路用性能进行比较,确定了两种纤维的路用性能效果相当。并且纤维掺量直接影响SMA沥青混合料的作用效果,当中试纤维掺量为0.7%,能够最大幅度地提高SMA混合料的高温稳定性能和水稳定性能。本文在最后结合整个试验初步探讨了松散状路用木质纤维的制备及其应用机理。包括非金属矿超细粉的改性机理,木质纤维与改性矿粉的复合机理,路用木质纤维在SMA混合料中的作用机理。本研究旨在为松散状路用木质纤维的工业化生产奠定基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 公路路面概述
• 1.1.1 道路路面简介
• 1.1.2 路面的功能及对路面的要求
• 1.1.3 道路面层的结构及其分类
• 1.1.4 沥青路面概述
• 1.2 SMA路面概述
• 1.2.1 SMA的简介
• 1.2.2 SMA的组成结构特点
• 1.2.3 SMA的形成机理及性能比较
• 1.3 路用木质纤维概述
• 1.3.1 木质素纤维简介
• 1.3.2 路用木质纤维的概念
• 1.4 国内外相关领域技术现状
• 1.4.1 SMA路面在国外的现状
• 1.4.2 SMA路面在国内的应用
• 1.5 路用木质纤维制备的经济效益及社会效益分析
• 1.6 题目的研究内容与技术路线
• 第2章 试验原料、设备、研究方法及性能评价方法
• 2.1 试验原料及药剂
• 2.2 试验设备
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 硅藻土改性方法
• 2.3.2 松散状路用木质纤维制备方法
• 2.3.3 SMA混合料制备方法
• 2.4 性能评价方法
• 2.4.1 硅藻土改性评价方法
• 2.4.2 松散状路用木质纤维性能评价方法
• 2.4.3 SMA混合料性能评价方法
• 第3章 松散状路用木质纤维制备及性能评价
• 3.1 硅藻土改性
• 3.2 松散状路用木质纤维制备试验设计
• 3.3 松散状路用木质纤维制备试验结果及分析
• 3.4 松散状路用木质纤维性能检测结果
• 3.4.1 纤维尺寸的检测结果
• 3.4.2 纤维含水量检测结果
• 3.4.3 纤维热损失检测结果
• 3.4.4 纤维pH值的检测结果
• 3.4.5 纤维吸油率检测结果
• 3.5 小结
• 第4章 SMA混合料的技术性能评价
• 4.1 影响沥青混合料强度的因素
• 4.1.1 沥青混合料组成结构
• 4.1.2 沥青混合料强度的影响因素
• 4.2 SMA混合料级配的设计
• 4.2.1 沥青混合料级配的概念
• 4.2.2 SMA混合料级配的确定
• 4.3 SMA混合料结构性指标的检验
• 4.4 SMA混合料高温稳定性能评价
• 4.4.1 SMA混合料马歇尔试验
• 4.4.2 SMA混合料车辙试验
• 4.5 SMA混合料的水稳定性能评价
• 4.6 小结
• 第5章 松散状路用木质纤维制备及应用机理分析
• 5.1 松散状路用木质纤维的复合机理
• 5.1.1 木质纤维素结构
• 5.1.2 改性硅藻土结构
• 5.1.3 复合机理
• 5.2 松散状路用木质纤维在SMA混合料中的作用机理
• 5.2.1 木质素纤维对沥青的吸附作用
• 5.2.2 木质素纤维的稳定作用
• 5.2.3 木质素纤维的加筋作用
• 5.2.4 木质素纤维的分散作用
• 5.2.5 纤维引起沥青的胶体结构的变化
• 5.2.6 硅藻土对沥青的改性作用
• 5.3 小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士研究生学习阶段发表论文