【摘要】：隨著我國經(jīng)濟迅速發(fā)展,高速公路建成通車?yán)锍滩粩嗌仙?高速公路陸續(xù)出現(xiàn)多種病害問題。高速公路建設(shè)初期車轍病害問題較為嚴(yán)重,導(dǎo)致在路面結(jié)構(gòu)與路面材料選擇時往往著重考慮抗車轍性能,而對路面材料在低溫環(huán)境下的使用性能研究不足。特別是季節(jié)性凍區(qū)由于年溫差較大,瀝青路面在溫度較低或溫差較大時,由于材料自身性質(zhì)易產(chǎn)生低溫裂縫。而裂縫不僅影響行車舒適性,更會嚴(yán)重危害路面結(jié)構(gòu)的使用壽命,加速路面結(jié)構(gòu)性能劣化。國內(nèi)外學(xué)者進行了大量研究表明在混合料中添加高性能纖維材料能夠顯著改善瀝青混合料在高溫及低溫環(huán)境下的使用性能,近年來短切玄武巖纖維由于其優(yōu)異性能而備受關(guān)注,但國內(nèi)外學(xué)者對玄武巖纖維對瀝青混合料的低溫性能缺乏系統(tǒng)性研究。參考相關(guān)研究,本文圍繞玄武巖纖維SMA路用性能及低溫特性展開。本文結(jié)合吉林省交通科技項目“水-溫耦合作用下玄武巖纖維瀝青混凝土損傷特性及機理分析”,在課題組相關(guān)研究基礎(chǔ)上,首先研究了玄武巖纖維用于SMA瀝青混合料級配特性,分析了纖維對混合料各項物理指標(biāo)的影響;然后通過路用性能試驗與現(xiàn)有路面材料進行對比,并進行高溫蠕變試驗,分析玄武巖纖維對其粘彈性能的影響,通過模型分析混合料性能;最后通過混合料低溫彎曲試驗、低溫劈裂試驗、低溫收縮系數(shù)、低溫松弛模量以及凍斷溫度,綜合評價玄武巖纖維瀝青混合料的低溫特性。并依托科研項目進行了試驗路段鋪設(shè)。本文開展的具體工作如下:1、根據(jù)課題組前期研究表明,在BF-SMA-13中玄武巖纖維選擇長度6mm、纖維摻量0.4%時性能最佳。選擇優(yōu)質(zhì)的集料、瀝青及礦粉,在保持孔隙率不變的前提下,分析BF-SMA-13與木質(zhì)素纖維SMA-13在級配和油石比方面的差異,對各項物理指標(biāo)的影響。通過水穩(wěn)定性試驗、車轍試驗、高溫單軸壓縮蠕變試驗及間接拉伸動態(tài)模量試驗評價BF-SMA-13在常溫及高溫下的路用性能。2、為了評價玄武巖纖維SMA-13低溫下的力學(xué)性能,在-30至10℃溫度范圍內(nèi)以10℃溫度梯度進行小梁低溫彎曲試驗和低溫劈裂試驗,表明玄武巖纖維能夠增加瀝青混合低溫下的強度和勁度模量;在0℃~-30℃溫度范圍進行低溫收縮系數(shù)試驗,表明玄武巖纖維SMA-13低溫收縮系數(shù)較低;在0℃下進行小梁低溫松弛試驗,通過蠕變?nèi)崃颗c松弛模量轉(zhuǎn)換關(guān)系得到BF-SMA-13低溫松弛模量-時間曲線,表明玄武巖纖維能夠增加混合料應(yīng)力松弛速率,縮短應(yīng)力松弛時間。3、通過凍斷試驗發(fā)現(xiàn),BF-SMA-13的凍斷溫度、轉(zhuǎn)化點溫度更低,凍斷應(yīng)力較高,并與相關(guān)基礎(chǔ)性低溫試驗結(jié)果相一致,證明玄武巖纖維能夠增加瀝青混合料低溫低溫開裂的能力。綜合考慮混合料低溫收縮系數(shù)、劈裂抗拉勁度模量、劈裂抗拉強度以及低溫松弛模量,采用Hills和Brein提出的溫度應(yīng)力預(yù)估模型,預(yù)估BF-SMA-13瀝青路面開裂溫度。4、依托科研項目支持在長雙高速公路鋪設(shè)BF-SMA-13試驗路段,實踐表明添加玄武巖纖維在對生產(chǎn)及施工機械沒有特殊要求,且易于施工。通過施工質(zhì)量檢測及使用一年跟蹤回訪,可以看出BF-SMA-13瀝青路面具有良好的路面使用性能。
【圖文】：

比設(shè)計完成后，對其進行相關(guān)試驗檢測是驗性質(zhì)的準(zhǔn)備工作。本節(jié)對兩種材料進行常規(guī)過程中性能衰減情況以及抵抗車轍荷載的能維 SMA-13(Basalt fiber SMA)簡稱為 BF-SM一種重要的破壞形式，表現(xiàn)為水分在外界環(huán)面中，導(dǎo)致石料與瀝青粘結(jié)性減弱，降低混性是評價瀝青混合料的重要指標(biāo)。征瀝青混合料長期處于高溫浸水環(huán)境下，水試驗機，試件高度 63.5mm±1.3mm，，試驗

圖 2.2 凍融劈裂圖法：10.006287 /1 1RT = PT h 20.006287 /2 2RT = PT h 100T2T1RTSR=R拉強度比，%；T1R —未進行凍融循環(huán)試環(huán)試件的劈裂抗拉強度，MPa。別測定木質(zhì)素纖維SMA-13和BF-SMA-結(jié)果如表 2.16。表 2.16 瀝青混合料凍融劈裂強度比
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U414

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本文編號：2598777