本文關(guān)鍵詞： 瀝青混合料 玄武巖纖維 最佳瀝青用量 增強(qiáng)機(jī)理 路用性能　出處：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著我國(guó)交通事業(yè)的飛速發(fā)展,交通量的急劇增加,受限于路面材料性能低下以及養(yǎng)護(hù)不及時(shí)等綜合因素,瀝青路面在服役期間出現(xiàn)了大量的早期病害。摻入纖維已經(jīng)成為了綜合改善瀝青混合料各項(xiàng)性能的重要途徑之一,從微觀上看來(lái),玄武巖纖維的摻入對(duì)瀝青的性質(zhì)起到了改善的作用;從宏觀上看來(lái),玄武巖纖維的摻入對(duì)瀝青混凝土的整體力學(xué)性能起到了明顯的改善作用。目前,我國(guó)在纖維加強(qiáng)瀝青混凝土性能方面的研究還處于探索階段,對(duì)于符合我國(guó)道路工程建設(shè)實(shí)際情況的具體纖維種類以及完整的設(shè)計(jì)方法體系還未建立起來(lái),而國(guó)外生產(chǎn)的纖維造價(jià)昂貴,大大增加了建設(shè)投資成本,考慮到生產(chǎn)玄武巖纖維的主要材料即玄武巖在我國(guó)分布廣泛,儲(chǔ)量豐富,所生產(chǎn)出的玄武巖纖維完全可以滿足道路建設(shè)的需要,因此,采用在瀝青混合料中摻加玄武巖纖維的方法來(lái)改善瀝青混合料的路用性能,以期避免瀝青路面的早期損害,論文開展了以下的研究工作:(1)通過(guò)引入復(fù)合材料理論和界面化學(xué)理論對(duì)纖維增強(qiáng)瀝青混合料的機(jī)理進(jìn)行分析,闡述纖維的吸附、穩(wěn)定、加筋、增粘、阻裂、增韌以及增加自愈能力作用,探討采用纖維增強(qiáng)瀝青混合料各項(xiàng)性能的可行性。(2)選取玄武巖纖維、聚酯纖維和木質(zhì)素纖維進(jìn)行對(duì)比分析,考查三種纖維的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性、吸濕性以及吸油性,結(jié)果表明,玄武巖纖維的吸濕率最小,力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性優(yōu)于聚酯纖維和木質(zhì)素纖維。(3)將三種纖維以不同摻量摻加到瀝青當(dāng)中,進(jìn)行瀝青三大指標(biāo)試驗(yàn)、彎曲梁流變?cè)囼?yàn)和動(dòng)態(tài)剪切試驗(yàn),探討纖維瀝青膠漿的各項(xiàng)性能,試驗(yàn)結(jié)果表明,纖維摻入以后,瀝青膠漿的高溫性能有明顯改善,但低溫性能卻有所降低。綜合三種瀝青膠漿性能試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看,玄武巖纖維相較于聚酯纖維和木質(zhì)素纖維是最理想的選擇。(4)以AC-13作為玄武巖纖維瀝青混合料級(jí)配并進(jìn)行配合比設(shè)計(jì),確定不同玄武巖纖維摻量瀝青混合料的最佳瀝青用量,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn),探討瀝青混合料各項(xiàng)馬歇爾指標(biāo)的變化情況,試驗(yàn)結(jié)果表明,纖維摻量每增加0.1%,瀝青混合料的最佳瀝青用量約增加0.05%,隨著纖維摻量的增加,瀝青混合料的毛體積密度、馬歇爾穩(wěn)定度、空隙率和礦料間隙率都逐漸增加,流值離散性變化,馬歇爾穩(wěn)定度在玄武巖纖維摻量為0.4%時(shí)達(dá)到最大。(5)對(duì)不同玄武巖纖維摻量的瀝青混合料進(jìn)行高溫車轍試驗(yàn)、低溫小梁彎曲試驗(yàn)、以及凍融劈裂試驗(yàn)等一系列路用性能常規(guī)試驗(yàn),考查纖維的摻入對(duì)瀝青混合料各項(xiàng)路用性能的改善情況并在此基礎(chǔ)上確定纖維的最佳摻量。結(jié)果表明,玄武巖纖維摻入以后瀝青混合料的一系列路用性能指標(biāo)不同程度的增大,瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性以及水穩(wěn)定性得以改善,基于AC-13瀝青混合料路用性能試驗(yàn)結(jié)果的玄武巖纖維最佳摻量為0.4%。
[Abstract]:With the rapid development of China's transportation industry and the rapid increase of traffic volume, it is limited by the low performance of pavement materials and the lack of timely maintenance and other comprehensive factors. Asphalt pavement has a large number of early diseases in service. Blending fiber has become one of the important ways to comprehensively improve the performance of asphalt mixture, from the microscopic point of view, The addition of basalt fiber can improve the properties of asphalt, and from the macro point of view, the mixing of basalt fiber can obviously improve the overall mechanical properties of asphalt concrete. The research on the performance of fiber reinforced asphalt concrete in our country is still in the exploratory stage. The concrete fiber types and the complete design method system which accord with the actual situation of road engineering construction in our country have not been established. The cost of the fibers produced abroad is expensive, which greatly increases the cost of construction investment. Considering that basalt, the main material for producing basalt fibers, is widely distributed and has abundant reserves in China, The basalt fiber produced can completely meet the needs of road construction. Therefore, adding basalt fiber to asphalt mixture is used to improve the pavement performance of asphalt mixture, in order to avoid the early damage of asphalt pavement. The following research work is carried out in this paper: (1) the mechanism of fiber reinforced asphalt mixture is analyzed by introducing composite material theory and interface chemistry theory, and the adsorption, stabilization, reinforcement, viscosity increase and crack resistance of fiber are expounded. The feasibility of using fiber reinforced asphalt mixture to select basalt fiber, polyester fiber and lignin fiber is discussed. The mechanical properties and thermal stability of the three kinds of fibers are examined. The results show that basalt fiber has the smallest moisture absorption rate, better mechanical properties and thermal stability than polyester fiber and lignin fiber. The rheological test and dynamic shear test of bending beam were used to study the properties of fiber asphalt mortar. The experimental results showed that the high temperature properties of asphalt mortar were obviously improved after the addition of fiber. However, the low temperature performance of the three kinds of asphalt pastes has been reduced, and the results of the tests on the properties of three kinds of asphalt pastes show that. Compared with polyester fiber and lignin fiber, basalt fiber is the most ideal choice. AC-13 is used as the gradation and proportion design of basalt fiber asphalt mixture, and the optimum asphalt content of different basalt fiber admixture is determined. On this basis, Marshall test is carried out to discuss the change of Marshall index of asphalt mixture. The results show that the optimum asphalt content of asphalt mixture increases about 0.05 with the increase of fiber content, and with the increase of fiber content, the optimum asphalt content of asphalt mixture increases by 0.05. The bulk density, Marshall stability, void ratio and aggregate clearance rate of asphalt mixture are all increasing gradually, and the flow value is discrete. Marshall stability reaches maximum when basalt fiber content is 0.4.) A series of conventional road performance tests, such as high-temperature rutting test, low-temperature trabecular bending test, freeze-thaw splitting test and so on, are carried out on asphalt mixture with different basalt fiber content. This paper examines the improvement of the road performance of asphalt mixture by fiber blending and determines the optimum fiber content on this basis. The results show that a series of road performance indexes of asphalt mixture increase in varying degrees after the addition of basalt fiber. The high temperature stability, low temperature crack resistance and water stability of asphalt mixture are improved. The optimum content of basalt fiber based on AC-13 asphalt mixture road performance test results is 0.4.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：U414

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本文編號(hào)：1511835