纳米TiO 2 /CaCO 3 -玄武岩纤维复合改性沥青混合料性能与细观特性研究
发布时间：2025-01-09 06:06
沥青混凝土路面具有行车舒适、噪音小等优点,在道路工程领域得到了广泛的应用。然而随着服役时间的增长,沥青混凝土路面会出现各种病害。导致沥青路面出现病害的因素有很多,也极其复杂,比如行车荷载、环境温度、雨水冲刷等因素的单独作用及耦合作用,当然沥青混合料的性能劣化是导致病害的主要内因之一。因此,国内外学者尝试通过提高沥青混合料的性能来减轻或避免病害的出现。沥青改性是提高沥青混合料性能的有效手段,常用的改性方式可分为工艺改性、结构改性和改性剂改性三大类。目前,针对改性剂改性的研究引起了科研工作者的极大兴趣。有关研究资料表明,纳米Ti O2/Ca CO3改性和玄武岩纤维改性对提高沥青混合料某方面的性能有一定作用。纳米Ti O2/Ca CO3主要改善了混合料的高温和水稳性能,而玄武岩纤维主要改善了混合料的低温性能。以同时改善沥青混合料的高温性能、低温性能及水稳定性能为出发点,本文结合国家自然科学基金项目“季冻区沥青混凝土冻融循环损伤模型及细观特性研究”和吉林省交通运输厅科技项目“水-温耦合作用下玄武岩纤维沥青混凝土损伤特性及机理研究”,开展了纳米Ti O2/Ca CO3-玄武岩纤维复合改性沥青混合料...
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 单一改性沥青混合料
1.2.2 复合改性沥青混合料
1.3 本文的主要研究内容
第2章 纳米TiO2/CaCO3-玄武岩纤维复合改性沥青胶浆性能评价及微观机理分析
2.1 引言
2.2 原材料性能指标
2.2.1 基质沥青
2.2.2 玄武岩纤维
2.2.3 纳米材料
2.3 复合改性沥青胶浆的制备
2.4 复合改性沥青胶浆性能试验方案及过程
2.4.1 锥入度试验
2.4.2 布氏旋转粘度试验
2.4.3 软化点试验
2.4.4 动态剪切流变试验
2.4.5 延度试验
2.4.6 小梁弯曲流变试验
2.5 复合改性沥青胶浆性能试验结果分析
2.5.1 锥入度试验结果分析
2.5.2 布氏旋转粘度试验结果分析
2.5.3 软化点试验结果分析
2.5.4 动态剪切流变试验结果分析
2.5.5 延度试验结果分析
2.5.6 小梁弯曲流变试验结果分析
2.6 微观作用机理分析
2.7 本章小结
第3章 纳米TiO2/CaCO3-玄武岩纤维复合改性沥青混合料配合比优化设计及路用性能评价
3.1 引言
3.2 响应曲面法简介
3.3 原材料性能
3.3.1 沥青
3.3.2 集料及填料
3.4 基于响应曲面法的复合改性沥青混合料配合比优化设计
3.4.1 响应输入指标建立及试验设计
3.4.2 响应输出指标试验方法
3.4.3 试验数据统计分析
3.4.4 响应输出指标结果分析
3.4.5 基于响应曲面拟合模型的输入指标优化
3.4.6 模型验证
3.5 复合改性沥青混合料路用性能分析
3.5.1 高温稳定性能
3.5.2 低温抗裂性能
3.5.3 水稳定性能
3.6 本章小结
第4章 冻融循环作用下纳米TiO2/CaCO3-玄武岩纤维复合改性沥青混合料路用性能衰变研究
4.1 引言
4.2 冻融循环试验
4.2.1 试验方案
4.2.2 冻融循环条件
4.3 路用性能衰变评价指标
4.3.1 高温稳定性
4.3.2 低温抗裂性
4.3.3 水稳定性
4.3.4 冻融损伤评价指标
4.4 冻融循环对路用性能衰变的影响分析
4.4.1 马歇尔稳定度衰变分析
4.4.2 静态压缩蠕变衰变分析
4.4.3 动态压缩蠕变衰变分析
4.4.4 动态间接拉伸劲度模量衰变分析
4.4.5 劈裂抗拉强度衰变分析
4.5 基于灰色理论的沥青混合料损伤模型分析
4.5.1 灰色理论模型的基本原理
4.5.2 损伤预测模型建模及结果分析
4.6 本章小结
第5章 基于数字图像处理技术的纳米TiO2/CaCO3-玄武岩纤维复合改性沥青混合料细观特征分析
5.1 引言
5.2 CT扫描技术
5.2.1 CT断层扫描原理
5.2.2 CT扫描过程
5.3 图形处理技术
5.3.1 图像去噪
5.3.2 图像增强
5.3.3 图像分割
5.4 基于图形孔隙分布和形态特征的沥青混合料细观特征分析
5.4.1 未冻融状态下沥青混合料的孔隙数目
5.4.2 未冻融状态下沥青混合料的孔隙形态特征分析
5.4.3 冻融循环后沥青混合料的孔隙特征分析
5.4.4 空隙率与沥青混合料抗冻融性能关系
5.6 本章小结
第6章 成型方式对沥青混合料细观特征及冻融特性的影响
6.1 引言
6.2 试验过程简介
6.3 抗冻融特性对比分析
6.3.1 马歇尔稳定度对比分析
6.3.2 劈裂抗拉强度对比分析
6.3.3 动态间接拉伸试验结果分析
6.3.4 单轴压缩蠕变试验结果对比分析
6.4 细观特征对比分析
6.5 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
本文编号：4025266
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 单一改性沥青混合料
1.2.2 复合改性沥青混合料
1.3 本文的主要研究内容
第2章 纳米TiO2/CaCO3-玄武岩纤维复合改性沥青胶浆性能评价及微观机理分析
2.1 引言
2.2 原材料性能指标
2.2.1 基质沥青
2.2.2 玄武岩纤维
2.2.3 纳米材料
2.3 复合改性沥青胶浆的制备
2.4 复合改性沥青胶浆性能试验方案及过程
2.4.1 锥入度试验
2.4.2 布氏旋转粘度试验
2.4.3 软化点试验
2.4.4 动态剪切流变试验
2.4.5 延度试验
2.4.6 小梁弯曲流变试验
2.5 复合改性沥青胶浆性能试验结果分析
2.5.1 锥入度试验结果分析
2.5.2 布氏旋转粘度试验结果分析
2.5.3 软化点试验结果分析
2.5.4 动态剪切流变试验结果分析
2.5.5 延度试验结果分析
2.5.6 小梁弯曲流变试验结果分析
2.6 微观作用机理分析
2.7 本章小结
第3章 纳米TiO2/CaCO3-玄武岩纤维复合改性沥青混合料配合比优化设计及路用性能评价
3.1 引言
3.2 响应曲面法简介
3.3 原材料性能
3.3.1 沥青
3.3.2 集料及填料
3.4 基于响应曲面法的复合改性沥青混合料配合比优化设计
3.4.1 响应输入指标建立及试验设计
3.4.2 响应输出指标试验方法
3.4.3 试验数据统计分析
3.4.4 响应输出指标结果分析
3.4.5 基于响应曲面拟合模型的输入指标优化
3.4.6 模型验证
3.5 复合改性沥青混合料路用性能分析
3.5.1 高温稳定性能
3.5.2 低温抗裂性能
3.5.3 水稳定性能
3.6 本章小结
第4章 冻融循环作用下纳米TiO2/CaCO3-玄武岩纤维复合改性沥青混合料路用性能衰变研究
4.1 引言
4.2 冻融循环试验
4.2.1 试验方案
4.2.2 冻融循环条件
4.3 路用性能衰变评价指标
4.3.1 高温稳定性
4.3.2 低温抗裂性
4.3.3 水稳定性
4.3.4 冻融损伤评价指标
4.4 冻融循环对路用性能衰变的影响分析
4.4.1 马歇尔稳定度衰变分析
4.4.2 静态压缩蠕变衰变分析
4.4.3 动态压缩蠕变衰变分析
4.4.4 动态间接拉伸劲度模量衰变分析
4.4.5 劈裂抗拉强度衰变分析
4.5 基于灰色理论的沥青混合料损伤模型分析
4.5.1 灰色理论模型的基本原理
4.5.2 损伤预测模型建模及结果分析
4.6 本章小结
第5章 基于数字图像处理技术的纳米TiO2/CaCO3-玄武岩纤维复合改性沥青混合料细观特征分析
5.1 引言
5.2 CT扫描技术
5.2.1 CT断层扫描原理
5.2.2 CT扫描过程
5.3 图形处理技术
5.3.1 图像去噪
5.3.2 图像增强
5.3.3 图像分割
5.4 基于图形孔隙分布和形态特征的沥青混合料细观特征分析
5.4.1 未冻融状态下沥青混合料的孔隙数目
5.4.2 未冻融状态下沥青混合料的孔隙形态特征分析
5.4.3 冻融循环后沥青混合料的孔隙特征分析
5.4.4 空隙率与沥青混合料抗冻融性能关系
5.6 本章小结
第6章 成型方式对沥青混合料细观特征及冻融特性的影响
6.1 引言
6.2 试验过程简介
6.3 抗冻融特性对比分析
6.3.1 马歇尔稳定度对比分析
6.3.2 劈裂抗拉强度对比分析
6.3.3 动态间接拉伸试验结果分析
6.3.4 单轴压缩蠕变试验结果对比分析
6.4 细观特征对比分析
6.5 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
本文编号：4025266
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