瀝青路面在使用過(guò)程中易發(fā)生車轍、開(kāi)裂、表面破損等病害問(wèn)題,嚴(yán)重影響其耐久性。纖維類材料作為瀝青及瀝青混合料中常用的外摻改性劑,摻入瀝青膠漿中能顯著改善其路用性能。碳纖維物理力學(xué)性能優(yōu)異,但目前仍鮮見(jiàn)其應(yīng)用于路面工程中的研究成果。鑒于此,本文將系統(tǒng)開(kāi)展碳纖維改性瀝青及瀝青混合料路用性能研究,以期為碳纖維在瀝青路面工程中的應(yīng)用提供依據(jù)。為研究碳纖維瀝青膠漿的路用性能,將不同長(zhǎng)度碳纖維按不同摻量摻加至瀝青中制備碳纖維瀝青膠漿試樣。采用錐入度試驗(yàn)測(cè)定其抗剪切性能;采用延度試驗(yàn)評(píng)價(jià)其低溫性能;采用動(dòng)態(tài)剪切流變?cè)囼?yàn)(DSR)評(píng)價(jià)其抗車轍變形能力;采用布氏旋轉(zhuǎn)粘度試驗(yàn)分析瀝青膠漿高溫流變性能,得出纖維摻量、纖維長(zhǎng)度、溫度、粉膠比等因素對(duì)瀝青膠漿性能的影響規(guī)律。選擇AC-13型級(jí)配,將不同摻量、不同長(zhǎng)度的碳纖維摻入至瀝青混合料中,通過(guò)馬歇爾試驗(yàn),分析不同摻量、不同長(zhǎng)度碳纖維對(duì)瀝青混合料馬歇爾物理-力學(xué)指標(biāo)的影響,并確定各組碳纖維瀝青混合料的最佳油石比。在此基礎(chǔ)上,采用車轍試驗(yàn)、小梁低溫彎曲試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn),分別研究碳纖維瀝青混合料高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和水穩(wěn)定性。研究表明,隨碳纖維摻量增大和纖維長(zhǎng)度增加,瀝青膠漿錐入度數(shù)值明顯增大,抗剪切性能明顯提高,碳纖維能改善瀝青膠漿的流變性;摻入碳纖維后,瀝青膠漿剪切模量和車轍因子均增大,表明其抵抗車轍變形能力提高;在低溫條件下,碳纖維瀝青膠漿延度有一定程度下降,脆性增大。AC-13碳纖維瀝青混合料中最佳碳纖維長(zhǎng)度為3mm、摻量為1.0%。碳纖維在瀝青膠漿內(nèi)部呈多向分布,相互搭接形成三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),并在瀝青混合料中形成增粘、增韌和加筋效應(yīng)。
【學(xué)位單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U414
【部分圖文】：

Ω·㎝ 1 2.1 1mm、3mm、5mm（從左到右）短切碳纖維宏觀形（SEM）是利用二次電子成像來(lái)觀察樣品表面形采用 JSM-6460LV 掃描電子顯微鏡來(lái)對(duì)碳纖維的絲直徑及表面結(jié)構(gòu)特征。圖 2.2 為 JSM-6460LV 數(shù)下的掃描電鏡圖像如圖 2.3 所示。

圖 2.1 1mm、3mm、5mm（從左到右）短切碳纖維宏觀形貌掃描電子顯微鏡（SEM）是利用二次電子成像來(lái)觀察樣品表面形貌的一種材料分析方法。本文中采用 JSM-6460LV 掃描電子顯微鏡來(lái)對(duì)碳纖維的微觀形貌進(jìn)行，分析碳纖維的單絲直徑及表面結(jié)構(gòu)特征。圖 2.2 為 JSM-6460LV 掃描電子顯微纖維在不同放大倍數(shù)下的掃描電鏡圖像如圖 2.3 所示。

圖 2.3 碳纖維微觀形貌（SEM）由圖 2.3 可以看出，碳纖維由粗細(xì)均勻、縱橫交錯(cuò)的絲束構(gòu)成，碳纖維呈規(guī)則的柱狀，粗細(xì)均勻，直徑在 5-10μm 之間，其表面較光滑，但有少量微孔或突起，易粘其他物質(zhì)，說(shuō)明該碳纖維材料強(qiáng)度高，能在瀝青或?yàn)r青混合料中起到良好的加筋、增韌作用，同時(shí)與瀝青具有良好的黏附性。2.5 本章小結(jié)本章主要對(duì)試驗(yàn)研究所用的原材料基本性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，主要結(jié)論如下：（1）試驗(yàn)用瀝青、粗、細(xì)集料與礦粉的技術(shù)指標(biāo)均滿足現(xiàn)行《公路瀝青路面施技術(shù)規(guī)范》（JTG T40-2004）要求。（2）碳纖維由粗細(xì)均勻、縱橫交錯(cuò)的絲束構(gòu)成，纖維在摻量及長(zhǎng)度較大時(shí)易發(fā)纏繞結(jié)團(tuán)；碳纖維呈規(guī)則的圓柱狀，直徑在 5-10μm 之間，表面較為光滑，但有少許
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2869167