瀝青路面的疲勞破壞主要是因?yàn)闉r青路面的長(zhǎng)期使用而產(chǎn)生過(guò)多的累積應(yīng)變導(dǎo)致,主要表現(xiàn)形式為路面開(kāi)裂。1967年Bazin和Saunier用試驗(yàn)證明瀝青混合料具有自愈能力,而無(wú)機(jī)礦物纖維添加劑有化學(xué)性能穩(wěn)定、天然環(huán)保、對(duì)路面路用性能提升明顯和價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì),其中玄武巖纖維是各項(xiàng)性能表現(xiàn)最好的一種,因此迅速成為路面纖維改性劑的重要研究對(duì)象。近些年研究證明,玄武巖纖維瀝青混合料的自愈合性能在簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下相比基質(zhì)瀝青混合料有很大提升。但目前對(duì)于在復(fù)雜路用環(huán)境因素影響下的玄武巖纖維瀝青混合料的自愈合性能研究尚不多見(jiàn)。因此,本文對(duì)玄武巖纖維瀝青混合料在復(fù)雜路用環(huán)境下的自愈合性能進(jìn)行了相關(guān)研究。首先,在相同常規(guī)試驗(yàn)條件下對(duì)級(jí)配為AC-16C的基質(zhì)瀝青混合料、SBS改性瀝青混合料和玄武巖纖維瀝青混合料進(jìn)行四點(diǎn)彎疲勞試驗(yàn),觀察在不同損傷程度下,三種瀝青混合料的疲勞壽命,確定合適后續(xù)試驗(yàn)的損傷程度。然后,對(duì)三種瀝青混合料試件分別進(jìn)行短期老化、長(zhǎng)期老化、紫外線老化、融雪劑浸泡和凍融循環(huán)處理后,再進(jìn)行“疲勞-自愈合-疲勞”試驗(yàn)。通過(guò)分析前后兩次疲勞試驗(yàn)的數(shù)據(jù),使用損傷速率和愈合指數(shù)作為自愈合性能的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),來(lái)評(píng)價(jià)不同混合料在不同路用環(huán)境下的自愈合能力。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),對(duì)混合料自愈合影響最為嚴(yán)重的是長(zhǎng)期老化,其次為凍融循環(huán)和紫外老化,短期老化和融雪劑對(duì)其影響最小。最后,借助電子掃描顯微鏡(SEM)分別對(duì)基質(zhì)瀝青混合料、SBS改性瀝青混合料、玄武巖纖維瀝青混合料進(jìn)行了微觀觀察,從微觀角度分析玄武巖纖維對(duì)瀝青混合料的增強(qiáng)作用機(jī)理,從而解釋玄武巖纖維對(duì)于瀝青混合料的自愈合特性的影響。本研究意在模擬道路實(shí)際使用環(huán)境,通過(guò)疲勞自愈合試驗(yàn)對(duì)比分析普通基質(zhì)瀝青混合料、SBS改性瀝青混合料和玄武巖纖維瀝青混合料在不同路用環(huán)境下的自愈合特性,從而為實(shí)際工程養(yǎng)護(hù)提供相關(guān)理論依據(jù)。
【學(xué)位單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：U414
【部分圖文】：

圖 2-1 玄武巖纖維 圖 2-2 微觀玄武巖纖維形態(tài)Figure.2-1 Basalt fiber Figure.2-2 Microbasalt fiber morphology玄武巖纖維的微觀形態(tài)如圖 2-2 所示。從圖中可以看出玄武巖纖維在瀝青混合料中的微觀圖。玄武巖纖維的化學(xué)組成具體如表 2-3 所示。表 2-3 玄武巖纖維化學(xué)組成Table 2-4 Chemical composition of basalt fiber化學(xué)成分 SiO2TiO2Na2O+K2O MgO CaO Al2O3FeO3+FeO 其他含量/wt% 55.1 1.50 4.30 4.30 7.30 16.80 10.50 0.20玄武巖纖維的制作工藝是將玄武巖置于 1500℃高溫的條件下，由特殊機(jī)器拉絲制成玄武巖纖維。纖維的性能指標(biāo)經(jīng)試驗(yàn)測(cè)試。纖維的技術(shù)指標(biāo)如表 2-4 所示：表 2-4 玄武巖纖維的技術(shù)指標(biāo)Table 2-4 Technical index of basalt fiber指標(biāo) 測(cè)試值工作溫度（℃） >1000長(zhǎng)度（mm） 6±0.5彈性模量（GPa） 8.5相對(duì)密度（g/cm3） 2.667

圖 2-1 玄武巖纖維 圖 2-2 微觀玄武巖纖維形態(tài)Figure.2-1 Basalt fiber Figure.2-2 Microbasalt fiber morphology玄武巖纖維的微觀形態(tài)如圖 2-2 所示。從圖中可以看出玄武巖纖維在瀝青混合料中的微觀圖。玄武巖纖維的化學(xué)組成具體如表 2-3 所示。表 2-3 玄武巖纖維化學(xué)組成Table 2-4 Chemical composition of basalt fiber化學(xué)成分 SiO2TiO2Na2O+K2O MgO CaO Al2O3FeO3+FeO 其他含量/wt% 55.1 1.50 4.30 4.30 7.30 16.80 10.50 0.20玄武巖纖維的制作工藝是將玄武巖置于 1500℃高溫的條件下，由特殊機(jī)器拉絲制成玄武巖纖維。纖維的性能指標(biāo)經(jīng)試驗(yàn)測(cè)試。纖維的技術(shù)指標(biāo)如表 2-4 所示：表 2-4 玄武巖纖維的技術(shù)指標(biāo)Table 2-4 Technical index of basalt fiber指標(biāo) 測(cè)試值工作溫度（℃） >1000長(zhǎng)度（mm） 6±0.5彈性模量（GPa） 8.5相對(duì)密度（g/cm3） 2.667

入瀝青拌合 75s，最后加入礦粉拌合 60s。此種拌合方法可以有團(tuán)而影響其在瀝青混凝土中的分布狀態(tài)。疲勞系統(tǒng)簡(jiǎn)介用澳大利亞 IPC 公司生產(chǎn)的 UTM-100 伺服液壓多功能材料試氣動(dòng)式四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)。其最大水平的供應(yīng)各類(lèi)傳感器、標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)工具與可編碼的軟件），可以滿足不同的實(shí)驗(yàn)方式與驗(yàn)先進(jìn)系統(tǒng)上，UTM-100 伺服液壓多功能材料試驗(yàn)系統(tǒng)運(yùn)用進(jìn)的 IMACS 一體式多軸調(diào)控器與完備的 UTS 軟件，令實(shí)驗(yàn)的處理均變的十分簡(jiǎn)便。彎曲疲勞試驗(yàn)時(shí)所用配套系統(tǒng)如圖 2-4 所示。在試件中間位置試件形變 ，靠近中間的兩側(cè)夾具通過(guò)接頭與加載系統(tǒng)相連，荷載傳遞至瀝青混合料試件，外側(cè)兩個(gè)夾具起到固定作用，控，四個(gè)夾頭的放松與夾緊由夾具下方的四個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制，在機(jī)還會(huì)控制夾頭產(chǎn)生一個(gè)約為 500N 的夾持力用于夾緊試件。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2869974