聚酯纤维径变对水泥稳定碎石收缩及力学性能影响研究

发布时间：2020-03-22 12:35

【摘要】：公路半刚性基层收缩开裂是路面诸多病害产生的重要原因之一,水泥稳定碎石是主要的半刚性基层材料,掺加纤维是改善水泥稳定碎石路用性能主要方法之一,但目前的有关成果需要进一步丰富和完善,为提高半刚性基层沥青路面结构使用寿命和品质奠定基础。本文以江苏省高等级公路水泥稳定碎石基层建设现状为背景,开展物理试验研究,分析获得纤维水泥稳定碎石混合料适宜的拌和工艺,提出拌和效果判定方法,在此基础上,研究了聚酯纤维径变对水泥稳定碎石收缩及力学性能影响变化规律,并分析了其作用机理;运用ANSYS建模分析了在车辆荷载、温度作用及其共同作用下,纤维径变对水泥稳定碎石基层应力以及路表变形影响的基本规律,分析获得聚酯纤维最优直径,提出确定最优直径的方法;最后,结合试验路进行了验证,并评价了聚酯纤维水泥稳定碎石(PETCSM)基层应用效果。主要取得以下研究成果及结论:(1)提出了基于宏观观测与试件性能稳定性评价相结合的纤维水泥稳定碎石拌和效果判定方法,分析总结了适宜的纤维水泥稳定碎石混合料拌和工艺。(2)纤维质量、长度相同情况下,随着纤维直径的增加,PETCSM干缩系数表现为先降低后上升(纤维直径约在35μm处出现谷值),温缩系数呈线性增长的趋势,无侧限抗压强度、劈裂强度均呈线性降低的趋势,抗压回弹模量基本不变。(3)对于PETCSM路面结构而言,随着纤维直径的增加,基层应力、路表变形在车辆荷载作用下均呈细微波动,无一定规律性;在温度作用或两种荷载共同作用下均呈现逐渐增大的趋势,即温度作用相对于车辆荷载作用对基层应力起主导作用。(4)提出了PETCSM适宜的纤维直径应用范围是20μm~35μm,最优纤维直径为20μm,以及以7d温缩系数、28d无侧限抗压强度为主控判定指标,干缩系数为辅助判定指标的最优纤维直径的确定方法。(5)聚酯纤维的掺加可以减小水泥稳定碎石基层双轮迹线中轴线处、轮迹线处应变变化幅度,表明纤维的掺加可以有效减小水泥稳定碎石基层应力,提高其抗裂性能。
【图文】：

二级区划,自然区划

和时间等主要工艺参数对 PETCSM 混合料拌和定方法，其次，，从 PETCSM 收缩性能、力学性案，在水泥稳定碎石材料中掺加不同直径的聚酯干缩系数、温缩系数、无侧限抗压强度、劈裂强规律及其根本作用机理，从而探讨聚酯纤维径产生的影响。等级公路水泥稳定碎石基层应用现状ement-stabilized Macadam Base foiangsu Province）概况亚洲大陆东岸中纬度地带，介于东经 116°18′°20′之间，属东亚季风气候区，处在亚热带和、苏北灌溉总渠一线为界，以北地区属暖温带湿属亚热带湿润季风气候。

聚酯纤维

2 纤维径变影响 PETCSM 收缩及力学性能试验研究2.3 原材料指标及混合料配合比设计（Raw Material Index andMixture Ratio Design）2.3.1 原材料指标（1）聚酯纤维试验用聚酯纤维（图 2-2 所示）呈单丝束状，其断面形式为圆形，直径分别为 20μm、35μm、70μm、105μm，长度为 5cm，其主要技术指标见表 2-5。表 2-5 聚酯纤维技术指标Table 2-5 Technical index of polyester fiber比重/（g/cm3）熔点/℃热传导性抗酸碱性延伸率/%抗拉强度/MPa弹性模量/MPa热膨胀系数/（10-6/℃）1.36 >250 低强 35 960 ≥9000 5~6
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U414

【参考文献】