复合纤维沥青胶浆性能及在SMA-13中的应用研究

发布时间：2020-10-30 18:02

　　 在SMA中掺加纤维已成为一种提高沥青面层路用性能的普遍手段,但绝大部分都是单一纤维,对于复合纤维情况少有研究。近代胶浆理论认为沥青胶浆的组成结构决定了沥青混合料的高温稳定性和低温变形能力,美国SHRP研究成果也表明,沥青胶浆的低温性能对沥青混合料温缩裂缝的贡献率达到87%,这表明沥青胶浆是影响沥青混合料粘弹性的根本因素,因此研究纤维沥青胶浆的性能是非常必要的。本文研究了同时掺加不同比例的矿物棉纤维和颗粒状木质素纤维后的沥青胶浆流变性能及SMA-13的路用性能并且与单一纤维混合料作横向对比。首先,基于SMA-13沥青混合料初定三种粉胶比1.5、1.6、1.7,对三种粉胶比的沥青胶浆进行锥入度、软化点及延度等常规性能试验,分析得出当粉胶比为1.6时沥青胶浆具有较好的常规性能。在此基础上提出了矿物棉纤维与木质素纤维按质量比例0:100、20:80、40:60、50:50、60:40、80:20、100:0七种掺配方案;同时确定了复合纤维沥青胶浆的制备步骤。其次,利用动态剪切流变试验(DSR)和低温弯曲梁流变试验(BBR)研究了纤维沥青胶浆的高低温流变性能。由温度扫描和频率扫描试验得出当纤维比例为50:50时,复合纤维沥青胶浆的高温流变性能最好;由BBR得出50:50纤维沥青胶浆的低温流变性能是最差的,但是与最好的单一木质素纤维沥青胶浆相比降低地并不十分明显。由此可见,纤维比例对沥青胶浆低温流变性能的影响并不显著。最后,通过马歇尔试验确定了 SMA-13沥青混合料的矿料级配及不同纤维比例对应的最佳油石比,分别为 6.15%、6.17%、6.19%、6.21%、6.23%、6.25%、6.27%。并在此基础上研究了复合纤维SMA-13的路用性能,得出当矿物棉纤维和颗粒状木质素纤维比例为50:50时,复合纤维SMA-13沥青混合料的高温稳定性、水稳定性都达到最优,且较单一纤维混合料均有较大提升,低温抗裂性能略有下降但不明显且仍然满足规范要求,故本文认为此种情况下SMA-13的路用性能最佳。
【学位单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U414
【部分图文】：

?第二章复合纤维沥青胶浆的制备及其常规性能测定???（４）纤维??复合纤维沥青胶浆中的纤维由两种单纤维复配而成，分别是由江苏省高邮市华康建??材实业有限公司生产的矿物棉纤维和颗粒状木质素纤维，如图２．１、２．２所示。其中矿物??棉纤维是将各类矿物原料经融熔、成纤并用不同有机、无机试剂表面处理后制成的棉絮??状纤维。其成本比较昂贵，直径均匀性差，在混合料拌合时容易发生结团，不能完全分??散，对沥青路面的路用性能改善不明显，路面使用寿命较短；颗粒状木质素纤维是由９０％??的来源于原木的木质素纤维和１０％的造粒剂（如沥青、石蜡等）加工而成的，属于植物??纤维，对人体和自然环境无不良影响。在混合料中拌合时，颗粒状木质素纤维相当于预??先分散过，所以拌合生产出来的混合料均匀性、和易性较好，但缺点是纤维易吸水，造??成混合料水稳定性差，影响其耐久性。??

和普通涵青有所不同，纤维沥青胶浆中含有较多的填料及纤维，为保证数据的可靠??性与可比性，本节采用锥入度试验评价粉胶比为１．５、１．６、１．７的纤维沥青胶浆高温性能??（锥针如下图２．３所示），其中木质素纤维掺量均为２．０％。??１２??

ｌ：??图２．４纤维沥青胶浆软化点试验??将制备好的粉胶比为１．５、１．６、１．７的纤维沥青胶浆进行软化点试验（如上图２．４所??示），分析粉胶比对沥青胶浆感温性能的影响，试验结果如下表２．６所示。??表２．６粉胶比对纤维沥青胶浆软化点影响试验结果??粉胶比?软化点ｉｒｅ）?软化点２（°ｃ）?软化点平均值ｒｃ）??１．５?６５．１?６５．９?６５．５??１．６?６９．４?６８．８?６９．１??１．７?６６．６?６７．４?６７．０??由上表试验数据可知，软化点数值随着粉胶比先增大后减小，当粉胶比为１．６时，??纤维沥青胶浆的软化点有最大值６９．１°Ｃ，表明沥青胶浆此时有较好的高温性能；而当粉??胶比为１．５或１．７时，软化点值都较６９．１°Ｃ小，高温性能有下降的趋势。??（３）延度试验??延度是表征沥青低温变形能力的重要指标，同样，纤维沥青胶浆常规的低温性能也??可以由延度来评价。对粉胶比为１．５、１．６、１．７的纤维沥青胶浆在５°Ｃ、１（ＴＣ，以５ｍｍ／ｍｉｎ??的速度进行延度试验，如下图２．５所示。??１４??
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本文编号：2862822