玄武岩纤维沥青混合料抗裂性能研究

发布时间：2020-03-25 14:30

【摘要】：由于温度应力、行车荷载作用产生的累积应力及材料的损伤超过材料的容许程度,从而导致路面开裂。而且沥青路面开裂后,发生结构性破坏,严重危害道路的使用性能和寿命。因此,深入研究玄武岩纤维沥青混合料的抗裂性能,有利于解决沥青路面易产生裂缝等病害问题,对减少养护次数、延长沥青路面使用寿命具有深远意义。首先,分别采用马歇尔设计方法和superpave设计方法对掺与不掺玄武岩纤维SMA级配和Superpave级配沥青混合料进行配合比设计,确定10种沥青混合料的矿料组成和最佳油石比,并对体积指标进行分析。其次,采用车辙试验、低温小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验以及四点弯曲疲劳试验对10种沥青混合料进行常规路用性能检测。试验结果表明,玄武岩纤维能够改善沥青混合料的高温抗车辙性能、低温抗裂性能和抗疲劳性能。然后,深入分析IDEAL-CT劈裂试验和SCB半圆弯拉试验的开裂过程及其机理,研究玄武岩纤维、沥青胶结料、公称最大粒径和级配类型等影响因素对沥青混合料抗裂性能的影响。结果表明,玄武岩纤维和SBS改性沥青均能显著改善沥青混合料的抗起裂性能和抗裂缝扩展性能,特别是在SBS改性沥青中掺加玄武岩纤维效果更好;在Superpave级配沥青混合料中,最大公称粒径越大,抗裂性能有所下降;SMA级配在抗起裂性能和抗裂缝扩展性能方面优于Superpave级配沥青混合料。最后,比较劈裂试验、半圆弯拉试验和四点弯曲疲劳试验评价沥青混合料中温抗裂性能的区别联系,得出三种中温开裂试验相关性较高的评价指标和各自的适用情况。结果表明,IDEAL-CT劈裂试验和SCB半圆弯拉试验主要是评价沥青混合料中温抗开裂性能和抗裂缝扩展性能,BBF四点弯曲疲劳试验主要是评价沥青混合料抗疲劳开裂性能;且开裂指标CTindex、柔性指数FI和疲劳寿命Nf(650με)三个评价指标在评价玄武岩纤维对沥青混合料抗裂性能改善效果方面关联性较大。本文深入分析了玄武岩纤维沥青混合料抗裂性能,为高等级公路沥青路面结构与材料设计方面提供了参考,具有一定的理论意义和应用价值。
【图文】：

级配曲线,马歇尔试验,级配曲线,沥青混合料

根据Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ设计方法对Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ－１３浙青混合料进行配合比设计。各种矿料筛分逡逑结果见表２－１０。Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ－１３沥青混合料目标配合比采用旋转压实试验设计方法进行，得逡逑到设计级配见表２－１１，设计级配曲线见图２．２。逡逑表２－１０邋Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ－１３涵青混合料矿料筛分结果逡逑筛孔邋逦通过筛孔（方孔筛，，ｍｍ）百分率／％逦逡逑集料逦１９逦１６逦１３．２逦９．５逦４．７５逦２．３６逦１．１８逦０．６逦０．３逦０．１５逦０．０７５逡逑１＃邋料逦１００．０逦１００．０逦８９．３逦２２．６逦１．４逦０．９逦０．９逦０．９逦０．９逦０．９逦０．９逡逑２＃邋料逦１００．０逦１００．０逦１００．０逦９９．１逦１５．４逦２．５逦１．８逦１．６逦１．３逦１．１逦１．０逡逑３＃邋料逦１００．０逦１００．０逦１００．０逦１００．０逦９６．１逦７．０逦３．１逦１．８逦１．３逦１．１逦０．９逡逑４＃邋料逦１００．０逦１００．０逦１００．０逦１００．０逦１００．０逦８２．３逦４７逦２９．６逦１７逦１２．５逦１０．９逡逑矿粉逦１００．０逦１００．０逦１００．０逦１００．０逦１００．０逦１００．０逦１００．０逦１００．０逦１００逦１００逦９２．２逡逑表２－１１邋Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ－１３浙青混合料设计级配逡逑筛孔尺寸逦通过筛孔（方孔筛，ｍｍ）百分率／％逡逑级配控制项１９逦１６逦１３．２逦９．５逦４．７５逦２．３６逦１．１８逦０．６逦０．３逦０．１５邋０．０７５逡逑最小

级配曲线,级配曲线,试验设计方法,目标配合比

根据Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ设计方法对Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ－２０浙青混合料进行配合比设计。各种矿料筛分逡逑结果见表２－１４。Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ－２０沥青混合料目标配合比采用旋转压实试验设计方法进行，得逡逑到设计级配见表２－１５，设计级配曲线见图２．３。逡逑
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U414

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