【摘要】：隨著我國高速公路建設(shè)規(guī)模的逐漸擴大,瀝青路面出現(xiàn)了大量的早期公路病害現(xiàn)象,而瀝青材料的選擇及其性能直接決定了瀝青路面的耐久性和使用性能,玄武巖纖維(BF)以其優(yōu)異的性能取代其它種類纖維應(yīng)用于改性瀝青材料具有廣闊的前景。因此為了揭示玄武巖纖維瀝青材料的作用機理,對玄武巖纖維的形貌結(jié)構(gòu)、基本性能及其與瀝青材料的界面粘結(jié)特性、玄武巖纖維瀝青膠漿的路用性能等方面的研究具有十分重要的意義。首先,本文對纖維的吸水性、耐高溫性、pH值、吸附瀝青能力等指標(biāo)與微觀形貌進行了測定。結(jié)果表明三種短切玄武巖纖維中,B型BF呈酸性,對與瀝青混合后界面的粘附性不利;C型BF吸濕率、高溫質(zhì)量損失均最大,不利于瀝青材料性能的穩(wěn)定;A型BF具有較高的彈性模量、拉伸強度、較小的吸水率和良好的高溫穩(wěn)定性,有助于減緩瀝青路面的水損壞現(xiàn)象,顯著改善瀝青高溫軟化、低溫脆化的缺點,更適用于增強瀝青材料。其次,通過動態(tài)剪切流變試驗(DSR)、低溫梁彎曲蠕變試驗(BBR)系統(tǒng)測定了粉膠比、玄武巖纖維摻量、纖維類型對瀝青膠漿高、低溫性能的作用規(guī)律。結(jié)果表明礦粉的添加有利于改善瀝青膠漿的高溫性能,但對其低溫性能不利,粉膠比宜取范圍為0.8～1.2;玄武巖纖維能夠改善漿體的高溫穩(wěn)定性能和抗老化性能,適宜摻配比范圍為1%～4%,最佳摻量約為2%,但纖維的加入不利于瀝青膠漿低溫性能,三種短切玄武巖纖維摻入后,A型BF瀝青膠漿的路用性能最好,且溫度敏感性更低,有利于提高漿體的抗老化性能和抗疲勞性能,更適用于瀝青路面。再次,結(jié)合瀝青材料的特點,通過纖維瀝青拉拔測定儀評價了玄武巖纖維與瀝青材料的界面粘結(jié)強度,研究了影響玄武巖纖維增強效果的主要因素。數(shù)據(jù)表明長度20mm時玄武巖纖維在SBS改性瀝青中承受最大界面作用力較長度6mm時提高了 42.6%,在滿足分散性要求下纖維的長度越接近臨界長度值,其力學(xué)性能發(fā)揮得越充分;基體材料的強度性能越好則界面間的粘結(jié)強度越大。最后,基于表面能理論,進行了玄武巖纖維、固體瀝青表面能測試試驗,分析了界面的粘附功;同時結(jié)合SEM法對玄武巖纖維瀝青膠漿試樣的代表性表面及部分損傷面的微觀形貌結(jié)構(gòu)進行了觀測。結(jié)果表明SBS改性瀝青與玄武巖纖維的粘附性能要優(yōu)于基質(zhì)瀝青,作為玄武巖纖維的膠結(jié)材料能夠形成較強的界面粘結(jié)力;A型玄武巖纖維對瀝青的粘附性較好,能夠有效降低瀝青的溫度敏感性,提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。本文的研究成果為瀝青路面工程中適用的玄武巖纖維種類及技術(shù)要求提供了參考,具有一定的理論研究意義與推廣應(yīng)用價值。
【圖文】：

玄武巖纖維的形貌特征、基本力學(xué)性能和理化性能等，都是其在瀝青混合料中發(fā)揮作逡逑用的基本要求。而且對玄武巖纖維的制備技術(shù)、化學(xué)組成、力學(xué)性質(zhì)、微觀形貌結(jié)構(gòu)、表逡逑界面特性及其在沏青材料基體中的分散性、與瀝青兩相間的粘附狀態(tài)、玄武巖纖維瀝青膠逡逑漿的路用性能等方面的研究，是確定玄武巖纖維瀝青粘結(jié)料作用機理的基礎(chǔ)與關(guān)鍵方面，逡逑同時也有助于從材料科學(xué)的角度揭示纖維瀝青粘結(jié)料的相互作用機制。逡逑１．２國內(nèi)外研究現(xiàn)狀逡逑１．２．１玄武巖纖維特性研究現(xiàn)狀逡逑（１）玄武巖纖維的微觀結(jié)構(gòu)逡逑玄武巖纖維是一種無機硅鋁酸鹽纖維，作為新穎的高技術(shù)纖維，由于自身優(yōu)異的性能逡逑被用作樹脂、水泥混凝土和瀝青混凝土等基體材料的纖維增強劑，生產(chǎn)過程見圖１－１？圖１－４。逡逑目前對玄武巖纖維組成結(jié)構(gòu)、基本屬性與表界面進行研宄的手段主要包括Ｘ射線散射、掃逡逑描電鏡、傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜與電子探針等。逡逑

玄武巖纖維的形貌特征、基本力學(xué)性能和理化性能等，，都是其在瀝青混合料中發(fā)揮作逡逑用的基本要求。而且對玄武巖纖維的制備技術(shù)、化學(xué)組成、力學(xué)性質(zhì)、微觀形貌結(jié)構(gòu)、表逡逑界面特性及其在沏青材料基體中的分散性、與瀝青兩相間的粘附狀態(tài)、玄武巖纖維瀝青膠逡逑漿的路用性能等方面的研究，是確定玄武巖纖維瀝青粘結(jié)料作用機理的基礎(chǔ)與關(guān)鍵方面，逡逑同時也有助于從材料科學(xué)的角度揭示纖維瀝青粘結(jié)料的相互作用機制。逡逑１．２國內(nèi)外研究現(xiàn)狀逡逑１．２．１玄武巖纖維特性研究現(xiàn)狀逡逑（１）玄武巖纖維的微觀結(jié)構(gòu)逡逑玄武巖纖維是一種無機硅鋁酸鹽纖維，作為新穎的高技術(shù)纖維，由于自身優(yōu)異的性能逡逑被用作樹脂、水泥混凝土和瀝青混凝土等基體材料的纖維增強劑，生產(chǎn)過程見圖１－１？圖１－４。逡逑目前對玄武巖纖維組成結(jié)構(gòu)、基本屬性與表界面進行研宄的手段主要包括Ｘ射線散射、掃逡逑描電鏡、傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜與電子探針等。逡逑
【學(xué)位授予單位】：揚州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U414

【參考文獻】

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本文編號：2591586