【摘要】：隨著我國(guó)社會(huì)主義進(jìn)入新時(shí)代,我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)也得到了新發(fā)展,對(duì)道路材料強(qiáng)度、穩(wěn)定性也提出新要求,本文從新視角出發(fā),從蠕變角度研究了摻加玄武巖纖維瀝青混合料的高低溫性能。首先從纖維與瀝青混合料間作用機(jī)理切入,分析在道路材料中摻入玄武巖纖維以提高瀝青混合料高低溫性能的可行性;然后通過室內(nèi)試驗(yàn)確定AC-16混合料級(jí)配及不同纖維摻量下的最佳瀝青用量;通過劈裂試驗(yàn)分析拌合方法對(duì)玄武巖纖維瀝青混合料強(qiáng)度的影響,確定了纖維最佳拌合方法及試件成型工藝;通過蠕變?cè)囼?yàn)探究玄武巖纖維瀝青混合料試件自身高低溫性能參數(shù),驗(yàn)證理論分析與科學(xué)實(shí)踐的一致性,從宏觀蠕變角度和微觀理論角度揭示玄武巖纖維增強(qiáng)瀝青混合料高低溫性能的作用效果和機(jī)理。本文主要內(nèi)容及成果研究如下:(1)利用不同力學(xué)模型(復(fù)合材料理論、界面化學(xué)理論)分析纖維與混合料間的作用機(jī)理,對(duì)比分析玄武巖纖維較木質(zhì)纖維、聚酯纖維具有的力學(xué)優(yōu)勢(shì),研究玄武巖纖維與瀝青混合料間吸附、增粘、加筋、阻裂、增韌作用效果及強(qiáng)度形成機(jī)理。(2)通過室內(nèi)馬歇爾試驗(yàn)設(shè)計(jì)AC-16混合料配合比,確定不同摻量的玄武巖纖維瀝青混合料最佳瀝青用量,探究試件成型工藝及拌合方法,通過劈裂試驗(yàn)分析干拌法、濕拌法、新型拌合方法對(duì)試件強(qiáng)度的影響,選取玄武巖纖維瀝青混合料最佳拌合方法,為工程施工提供理論指導(dǎo)和數(shù)據(jù)支撐,試驗(yàn)表明新型拌合法是最理想的成型工藝。(3)不同纖維摻量(0%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)的瀝青混合料均在最佳瀝青用量下旋轉(zhuǎn)壓實(shí)成型試件,通過三軸蠕變?cè)囼?yàn)研究玄武巖纖維瀝青混合料在不同溫度(40℃、50℃、60℃)及不同軸向力(0.7MPa、0.9MPa、1.1MPa)作用下的高溫蠕變特性,分析纖維摻量、溫度、荷載不同對(duì)瀝青混合料高溫性能影響規(guī)律,結(jié)果表明,隨著纖維摻量增加,力學(xué)性能逐漸增強(qiáng),纖維摻量進(jìn)一步增大,高溫穩(wěn)定性出現(xiàn)峰值,因此,纖維存在最佳摻量。(4)通過小梁彎曲試驗(yàn)研究不同摻量的玄武巖纖維對(duì)瀝青混合料低溫性能改善情況,以小梁彎曲試驗(yàn)獲得破壞荷載的10%作為蠕變?cè)囼?yàn)的軸向力,利用蠕變速率分析不同溫度(-20℃、-10℃、0℃)下混合料低溫性能,結(jié)果表明,小梁彎曲破壞時(shí)所能承受最大荷載對(duì)應(yīng)的纖維摻量為0.4%,相同溫度下,玄武巖纖維瀝青混合料蠕變速率最慢的纖維摻量亦為0.4%。(5)通過三軸蠕變?cè)囼?yàn)、小梁彎曲試驗(yàn)、彎曲蠕變?cè)囼?yàn)考察加入纖維對(duì)路面高低溫性能的改善作用,并確定玄武巖纖維的最佳摻量。結(jié)果表明,摻入玄武巖纖維均不同程度的提高了瀝青混合料高低溫性能,并且高低溫性能隨纖維摻量變化出現(xiàn)峰值,綜合高低溫試驗(yàn)結(jié)果得出AC-16瀝青混合料的纖維最佳摻量為0.4%。
【圖文】：

第一章 緒論（0、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%）對(duì)高溫性能的影響及相同摻量不同溫度（40℃、50℃60℃）及不同軸向力（0.7MPa、0.9MPa、1.1MPa）下混合料變形規(guī)律；通過低溫彎曲試驗(yàn)得出不同摻量下小梁達(dá)到破壞時(shí)所加荷載，分析破壞荷載變化規(guī)律；利用彎曲試驗(yàn)所獲軸向力的 10%作為蠕變?cè)囼?yàn)的豎向荷載，探討不同低溫條件（0℃、-10℃-20℃）下小梁的蠕變開裂性能規(guī)律。4.選取玄武巖纖維最佳摻量分析高溫穩(wěn)定性能良好的瀝青混合料所對(duì)應(yīng)的纖維摻量其低溫抗裂性是否也為最優(yōu)，綜合選取高低溫性能優(yōu)異的瀝青混合料，從蠕變角度確定 AC-16 級(jí)配的玄武巖纖維最佳用量。1.4.2 技術(shù)路線綜合分析國(guó)內(nèi)外玄武巖纖維發(fā)展趨勢(shì)，根據(jù)選題目的及研究?jī)?nèi)容，確定試驗(yàn)技術(shù)路線，如圖 1.1 所示。

圖 3.1 玄武巖纖維樣品外觀Fig 3.1 appearance of basalt fiber sample表 3.5 玄武巖纖維規(guī)格指標(biāo)Tab 3.5 specifications of basalt fibre 直徑 密度 斷裂強(qiáng)度 彈性模量 斷裂延伸率 （μm） （g/cm3） （MPa） （GPa） （%）17 2.63 3200 85 3.1料級(jí)配選取浮密實(shí)型路面結(jié)構(gòu)以其優(yōu)異的密水性、施工簡(jiǎn)易性等特點(diǎn)，在我國(guó)道路工泛應(yīng)用，但該結(jié)構(gòu)在高溫環(huán)境中易出現(xiàn)車轍、擁包等路面病害，而在道路巖纖維恰能有效改善這一路面現(xiàn)狀，因此本文采用 AC-16 級(jí)配類型進(jìn)行和高低溫蠕變?cè)囼?yàn)。根據(jù)《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE42-2005）中，對(duì)四檔集料水洗后進(jìn)行篩分，各檔集料篩分通過率見表 3.6。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U414

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本文編號(hào)：2597856