聚酯纖維瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、2012 屆材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1聚酯纖維瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 聚酯纖維瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)畢業(yè)論文第一章 第一章 前 言1.1 目的與意義我國(guó)高速公路建設(shè)發(fā)展飛速，高等級(jí)瀝青路面通車(chē)的總里程不斷增加，鑒于我國(guó)目前重載車(chē)多、交通量大、超載車(chē)所占的比例很大的實(shí)際狀況及我國(guó)地域遼闊、氣候條件復(fù)雜等因素，因此瀝青路面的破損較為嚴(yán)重，除交通荷載、氣候的原因之外，瀝青混合料本身是主要的原因之一。目前瀝青路面出現(xiàn)破損的主要形式

2、為：車(chē)轍、擁包、裂縫、坑槽等，究其原因是瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性以及瀝青混合料的抗水損壞的性能不佳所造成。纖維作為瀝青混凝土加筋穩(wěn)定劑廣泛用于瀝青混合料中。在瀝青混凝土中加入纖維，可提高其高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、疲勞性能和水穩(wěn)定性能，纖維成為了增強(qiáng)瀝青混凝土性能的新手段，但是工程人員對(duì)纖維瀝青混凝土的認(rèn)識(shí)仍然不夠準(zhǔn)確，對(duì)纖維添加劑的使用缺乏正確的指導(dǎo)和規(guī)范，我國(guó)現(xiàn)階段對(duì)于纖維瀝青混凝土的研究大多停留在聚酯纖維對(duì)瀝青混合料的性能

3、的提升方面，但是對(duì)聚酯纖維摻量的多少很少研究 。聚酯纖維的摻量百分比不僅對(duì)混合料性能的提升幅度有影響，也對(duì)工程成本有 ] 1 [較大影響。如果聚酯纖維摻量過(guò)低，那么對(duì)瀝青混合料的性能提升有限；纖維摻量過(guò)高，也可能反而影響瀝青混合料的性能，并且提高工程的成本，影響施工單位的經(jīng)濟(jì)性。為了進(jìn)一步研究聚酯纖維摻量對(duì)于纖維瀝青混凝土性能的影響，本研究通過(guò)車(chē)轍試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)等來(lái)評(píng)價(jià)聚酯纖維瀝青混合料的性能，來(lái)確定聚酯纖維的最佳摻

4、量, 為聚酯纖維瀝青混凝土路面的應(yīng)用和推廣提供了參考依據(jù)。為了改善瀝青混合料以上性能，國(guó)內(nèi)外許多道路工作者及材料開(kāi)發(fā)商均進(jìn)行了大量的研究與探索，比如采用各種改性瀝青、新型礦料級(jí)配以及各種添加材料，各種新材料、新工藝的使用均對(duì)瀝青混合料的各方面性能有不同程度的提高。綜合考慮，加入聚酯纖維對(duì)改善各項(xiàng)性能具有很好的效果。本文主要研究討論聚酯纖維加入瀝青混合料的最佳用量，確保各種性能達(dá)到最佳狀態(tài)的同時(shí)節(jié)約成本和時(shí)間。2012 屆材料科學(xué)與工程專(zhuān)

5、業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3用性能。另外，Putman采用報(bào)廢的汽車(chē)輪胎和地毯提取的纖維，加入到SMA瀝青混凝土中，與加入木質(zhì)素纖維的瀝青混凝土進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，應(yīng)用廢料提取出的纖維和木質(zhì)素纖維加強(qiáng)瀝青混凝土具有同樣的水穩(wěn)定性，而比木質(zhì)素纖維加強(qiáng)瀝青混凝土具有更好的韌性 。日本研究者對(duì)摻入菲特爾德Al聚酯纖維和未摻纖維混凝土 ] 7 [進(jìn)行馬歇爾實(shí)驗(yàn)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)瀝青混凝土的穩(wěn)定度從10.62kN提高到15.2kN，高溫穩(wěn)定性得到改善。Ch

6、en對(duì)不同類(lèi)型纖維的機(jī)理進(jìn)行了分析，通過(guò)對(duì)瀝青基質(zhì)材料的粘結(jié)力和韌性試驗(yàn)，對(duì)基質(zhì)材料的微觀觀察以及流變?cè)囼?yàn)分析，發(fā)現(xiàn)纖維與瀝青之間的粘結(jié)性很好，隨著拌合溫度的升高，纖維瀝青的粘性與普通瀝青的粘性比增加，在掃描電鏡下觀察，纖維瀝青中的纖維呈三維的隨機(jī)狀態(tài) 。Putman等比較加入聚酯纖維瀝青 ] 8 [混凝土干、濕狀態(tài)下的拉伸強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)纖維瀝青混凝土的損失強(qiáng)度比只有0.2%。李先生針對(duì)纖維混合料的力學(xué)性能進(jìn)行試驗(yàn)研究，結(jié)果表明，聚酯纖維可

7、以提高瀝青混合料的力學(xué)性能。Benedito通過(guò)馬歇爾實(shí)驗(yàn)、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)三軸試驗(yàn)研究了聚酯纖維摻量和長(zhǎng)度對(duì)纖維加強(qiáng)冷拌瀝青混凝土力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明，纖維摻量為0.10%和0.25%，長(zhǎng)度為40mm的纖維表現(xiàn)出最好的結(jié)果 。在賓夕法尼亞州，聚酯纖維增強(qiáng) ] 9 [HMA面層用來(lái)抵御反射裂縫的產(chǎn)生，研究結(jié)果表明，含聚酯纖維的熱拌瀝青混合料相對(duì)于一般瀝青混合料反射裂縫減少。在印第安納Jiang和McDaniel應(yīng)用聚丙烯纖維加強(qiáng)熱拌瀝青混

8、合料，反射裂縫減少，在佛吉尼亞，含有聚丙烯纖維或者聚酯纖維的熱拌瀝青混合料同樣增強(qiáng)了水穩(wěn)定性和抗車(chē)轍能力 。 ] 10 [2、國(guó)內(nèi)研究情況我國(guó)是上個(gè)世紀(jì)末引入工程纖維技術(shù)的，與此同時(shí)也展開(kāi)了有關(guān)的工作，但是與其他國(guó)家相比，研究成果和工程應(yīng)用還很有限 。彭波等按混凝土總質(zhì)量0.3%的比例 ] 7 [加入纖維進(jìn)行車(chē)轍試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，由于聚酯纖維能對(duì)路面起到“加筋”和“橋接”穩(wěn)定作用，聚酯纖維瀝青混凝土的動(dòng)穩(wěn)定度可以提高65%。長(zhǎng)安大學(xué)和部分科研院

9、所在纖維增強(qiáng)瀝青路面的路用性能方面進(jìn)行了一些理論和試驗(yàn)研究，其中長(zhǎng)安大學(xué)率先成立了課題研究小組，對(duì)纖維瀝青混凝土進(jìn)行相關(guān)性能研究 。陳華鑫等利用-10℃下彎曲 ] 11 [蠕變?cè)囼?yàn)研究表明：AC—16I級(jí)配的瀝青混凝土加人聚酯纖維后的抗彎拉強(qiáng)度增大10%，破壞應(yīng)變?cè)龃罅?%，瀝青混凝土的低溫抗裂性能得到加強(qiáng)，取得了較為豐富的成果。李煒光等對(duì)聚酯纖維瀝青混合料進(jìn)行車(chē)轍、穩(wěn)定度、小梁彎曲等試驗(yàn)，結(jié)果表明，聚酯纖維加入后，混合料的各項(xiàng)性能有明