短切纤维沥青混合料的性能及应用研究

发布时间：2020-06-21 22:32

【摘要】：近年来,沥青混凝土路面已成为我国高等级公路路面的广泛使用形式。但随着交通量的日益繁重,我国高速公路沥青路面出现了车辙变形、温缩裂缝、反射裂缝和水损害破坏,如坑槽松散等,严重影响了沥青路面的路用性能,使得沥青混凝土路面的使用寿命大幅缩减,远未达到其设计寿命。目前我国沥青路面正面临着路面耐久性不够高,养护周期不够长,养护费用高,路面使用性能不够完善等相关问题。因此,如何防止和避免沥青混凝土路面出现早期损坏以及增加沥青路面使用寿命改善沥青路面使用性能就成为急需解决的课题。本文依托科技部国家重点研发项目《建筑用高性能纤维及土工材料的制备与工程应用关键技术研究—土工建筑增强材料路用技术及工程应用》主要开展了以下三方面研究:(1)对短切纤维的各种物理性能指标,以及短切纤维的吸油性能、热稳定性进行试验研究。采用基于骨架嵌挤型原理的沥青混合料均衡设计方法,通过马歇尔试验对短切纤维沥青混合料的体积指标以及最佳油石比进行试验研究。研究掺入不同短切纤维对沥青混合料各种体积参数的影响,以及其影响机理分析。(2)通过车辙试验、小梁弯曲试验、马歇尔残留稳定度试验和冻融劈裂试验、四点弯曲小梁疲劳试验和间接拉伸试验,分别对短切纤维沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性能、水稳定性、疲劳性能和力学性能进行全面系统的室内试验研究。(3)通过室内试验对短切纤维沥青混合料的性能研究,选择PVA纤维和PET纤维验证重载低温条件下纤维沥青混凝土增强、增韧的技术优势,在甘肃G247靖会路改扩建工程铺筑短切纤维沥青混凝土试验路。研究结果表明:通过基于骨架嵌挤型原理的短切沥青混合料均衡设计,得出短切纤维沥青混合料的体积参数和最佳油石比,短切纤维对沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性能、抗疲劳性能和力学性能均有一定程度的提高,改善效果明显;而对水稳定性,PVA纤维沥青混合料和PET纤维沥青混合料的残留稳定度有所提高,聚酯纤维沥青混合料、PAN纤维沥青混合料、木质素纤维沥青混合料和PET纤维冻融劈裂强度比有所提高。通过PVA纤维沥青混凝土试验路的铺筑和路用性能的验证检测,表明短切纤维在道路工程中具有良好的经济社会效益,未来应用前景广泛。
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U414
【图文】：

技术路线图,短切纤维,沥青混合料,纤维

择聚乙烯醇（PVA）纤维，聚对苯二甲酸乙二酯（PET 6mm@0.17维，聚丙烯腈（PAN1.2dtex@6mm）纤维以及对比用絮状木质纤维素车辙高温稳定性对比试验，以动稳定指标和相对变形指标评价短切合料高温性能的改善作用；通过低温小梁弯曲试验研究所用的几种混合料的低温弯拉性能，评价短切纤维对沥青混合料低温抗裂性能用马歇尔残留稳定度试验和冻融劈裂试验评价不同种类短切纤维对性的影响；本文使用 UTM 材料试验机进行四点弯曲小梁疲劳试验，对沥青混合料的疲劳性能影响。5）短切纤维沥青混合料实体工程应用合 G247 甘肃靖会路路面结构设计的要求，选取聚乙烯醇(PVA)纤维酸乙二酯（PET 6mm@0.17）纤维进行试验路纤维沥青混合料配合比验以及试验路段铺筑等工程实体应用。优化掺入聚合物短切纤维热的拌和工艺，适当的延长干拌时间，提高聚合物纤维在混合料中的分用于聚合物短切纤维沥青混合料摊铺碾压的碾压组合和工艺。

外观图,纤维

（d）PAN 纤维（e）絮状木质素纤维图 2-2 试验用纤维外观图性能指标维高新材料股份有限公司和南通新蒂克单丝科术性能说明书，试验所用 5 种短切纤维的物理醇（PVA）纤维PVA）纤维物理性能指标见表 2-10。表 2-10 PVA 纤维物理性能指标项目指标抗拉强度(Mpa) 1725.28模量(Gpa) 39.71断裂延伸率(%) 6.47

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