纤维沥青胶浆及其混合料路用性能研究

发布时间：2018-04-10 03:13

  本文选题：纤维　切入点：纤维沥青胶浆　出处：《中国石油大学(华东)》2015年博士论文

【摘要】：随着国民经济的快速发展,我国交通流量日益增长,随之而来的车辆重载超载等问题日益突出,这些问题对沥青路面提出了越来越高的要求。近年来,在沥青混合料中加入纤维改善沥青路面使用性能得到越来越多的关注。纤维的掺入可以改善基体沥青的微观性质,弥补沥青混合料抗拉性差、低温脆性大的不足。同时,纤维对沥青的吸附作用还可以减少路面泛油,提高沥青混合料的高温稳定性。论文研究了矿粉与沥青的质量比(粉胶比)、纤维种类和掺量等因素对沥青胶浆高、低温流变性能的影响,分析了纤维在沥青胶浆中的增强作用机理以及纤维与沥青之间的界面作用;进一步通过对开级配沥青混合料路用性能的评价,分析了纤维种类和掺量对开级配沥青磨耗层高温稳定性、水稳定性的影响,探索了纤维在沥青混合料中的增强作用机理;通过纤维沥青胶浆高温流变性能与沥青混合料高温性能的相关性分析,探讨了纤维沥青胶浆流变性能对其混合料路用性能的影响。研究结果表明:论文所选用的纤维具有较好的吸油性与耐热性,满足实际工程应用的要求。沥青胶浆常规性能研究结果表明,纤维或DOA的最佳掺入温度为170℃。随着粉胶比增大,沥青胶浆软化点增加,锥入度减小。矿粉的掺入能明显提高沥青胶浆的热稳定性,有效减少其高温永久变形的发生;同时沥青胶浆的抗剪切强度增大。与矿粉的改善效果类似,纤维的掺入也能明显增大沥青胶浆软化点,降低其锥入度,表明纤维也能提高沥青胶浆的抗高温变形能力,改善其抗剪切性能。DOA对沥青胶浆高温性能的改善效果与纤维相近,因此DOA代替纤维在技术上是可行的;经济分析表明DOA代替纤维应用于沥青胶浆及其混合料也具有可行性。沥青胶浆常流变性能研究结果表明,纤维的掺入能大幅提高沥青胶浆高温稳定性,原因是纤维可以吸收沥青中的轻组分形成三维网络结构,有助于形成较厚的沥青膜,提高沥青胶浆的粘结性,进而改善胶浆的高温稳定性。同时,沥青胶浆的改善效果与纤维种类有关,木质素纤维对沥青胶浆的改善效果最佳。纤维在提高沥青胶浆高温流变性能的同时,对其低温流变性能影响不大。纤维沥青胶浆具有较好的感温性能,提高温度能明显改善沥青胶浆的低温抗裂性。在基质沥青胶浆中加入适量木质素纤维可以达到与改性沥青胶浆同样的高温性能。在考察温度范围内,木质素纤维与沥青间的界面粘结力强于矿粉与沥青间的界面粘结力。纤维增强开级配沥青磨耗层的路用性能试验结果表明,纤维的掺入可以提高沥青混合料的高温稳定性以及水稳定性。这是因为纤维可以吸附大量的沥青使混合料沥青用量增加,裹覆在集料表面的沥青膜厚度增加;同时,纤维吸附沥青或吸收沥青中的油分后以细长形状分散于沥青胶浆和粗细集料之间,对集料颗粒产生阻碍和约束作用,减少了颗粒之间相对滑移,增强了沥青与集料之间的粘结力,从而增强了开级配沥青磨耗层的高温抗剪切性能以及抗车辙变形能力,减少了水分对沥青与集料界面的浸入,提高了沥青混合料防水损害能力。纤维对开级配沥青磨耗层的增强作用主要体现为纤维的稳定作用、桥接作用、增韧阻裂作用和界面增强效应等。木质素纤维对开级配沥青磨耗层路用性能的改善效果最佳,这主要与木质素纤维良好的桥接、加筋作用有关。通过对纤维沥青胶浆高温性能与其开级配沥青磨耗层路用性能相关性分析发现,纤维沥青胶浆的高温流变性能可用来反映其开级配沥青磨耗层的高温稳定性。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE626.86

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本文编号：1729404