纖維瀝青混合料組成與性能試驗研究.pdf

1、通過礦質(zhì)混合料堆積性能、不同類型纖維瀝青混合料高低溫性能、水穩(wěn)定性能和損傷自愈性能的系列試驗，對礦質(zhì)混合料堆積狀態(tài)組成規(guī)律與級配性能、纖維瀝青混合料配合比設(shè)計方法、路用性能以及損傷自愈性能進(jìn)行了系統(tǒng)的理論分析，得到以下主要結(jié)論:
　　 (1)二元礦料顆粒體的密實填充狀態(tài)和最優(yōu)骨架狀態(tài)分別對應(yīng)不同的組成，最密填充時大小礦料的質(zhì)量比為6∶4，最優(yōu)骨架狀態(tài)時大小礦料的質(zhì)量比為7∶3;二元體的密實填充狀態(tài)和最優(yōu)骨架狀態(tài)的組成規(guī)律同樣適用

2、于對礦料級配的設(shè)計和評價。
　　 (2)提出了直接測試礦質(zhì)混合料骨架內(nèi)摩阻力的方法—塑模試件抗壓強(qiáng)度試驗方法，所測抗壓強(qiáng)度可作為反映礦質(zhì)混合料骨架內(nèi)摩阻力大小的力學(xué)指標(biāo);摩阻力與礦料級配中粗集料的含量具有正相關(guān)性;對公稱最大粒徑為13.2mm的礦料級配，應(yīng)以4.75mm作為粗細(xì)集料的分界點(diǎn)。
　　 (3)提出了纖維瀝青混凝土最佳油石比的預(yù)估方法。可將瀝青膜厚度法計算的有效瀝青用量和礦料開口孔隙吸入多余瀝青含量之和作為瀝青

3、混合料的最小瀝青用量，將馬歇爾試模擊實級配礦料所得的瀝青用量作為最大瀝青用量。
　　 (4)采用傳統(tǒng)經(jīng)驗法優(yōu)選SMA的礦料級配時，依據(jù)馬歇爾試件的體積指標(biāo)不足以做出合理評價，而塑模試件的摩阻力測試是更為適宜的方法;在確定SMA的最佳油石比時，馬歇爾試件的體積指標(biāo)宜采用合成礦料的有效密度計算。
　　 (5)提出了“主骨架間隙體積優(yōu)化填充法”的骨架型纖維瀝青混合料配合比設(shè)計方法。將礦料級配設(shè)計和瀝青混合料的配合比設(shè)計相統(tǒng)一，

4、使骨架型瀝青混合料的配合比設(shè)計過程成為性能可控的對礦料級配、最佳油石比和纖維摻量的組成優(yōu)化過程。與經(jīng)驗法相比，采用該方法設(shè)計SMA和OGFC瀝青混合料是一種更經(jīng)濟(jì)可行的方法，可有效避免礦料級配選擇和最佳油石比確定存在的盲目性，減少試驗工作量。
　　 (6)礦料級配對瀝青混合料的路用性能具有重要影響，密級配瀝青混凝土具有更好的低溫性能和水穩(wěn)定性，而骨架結(jié)構(gòu)的SMA和OGFC瀝青混合料具有更好的高溫穩(wěn)定性。
　　 (7)纖維

5、對瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和水穩(wěn)定性均有不同程度的改善效果，但只有在纖維摻量和相應(yīng)瀝青增加量達(dá)到最佳組成時才能發(fā)揮最佳改性效果。綜合考慮，取得最佳改性效果時，密級配瀝青混凝土中鋼纖維和聚酯纖維的吸附瀝青經(jīng)驗系數(shù)K分別取0.07和0.95; SMA和OGFC瀝青混合料中添加木質(zhì)素纖維的吸附瀝青經(jīng)驗系數(shù)分別取1.7和1.7～2.0，添加玄武巖纖維時吸附瀝青經(jīng)驗系數(shù)取1.1。
　　 (8)纖維可明顯改變密級配瀝青混凝土的低溫

6、破壞形態(tài)，由脆性破壞變?yōu)閹в星卣鞯捻g性破壞。纖維摻量越高對密級配瀝青混凝土的破壞強(qiáng)度和變形的提高幅度越大。雖然采用勁度模量指標(biāo)評價纖維瀝青混凝土的低溫抗裂性能有局限性，但勁度模量能反映纖維對瀝青混凝土強(qiáng)度和變形的相對改善幅度。以臨界彎曲應(yīng)變能密度評價纖維瀝青混凝土的低溫破壞特性更為合理。
　　 (9)相同條件下，復(fù)合摻入兩種纖維比單一纖維更能改善瀝青混凝土的各項路用性能，展現(xiàn)出纖維復(fù)合改性的“疊加效果”，但不具“線性疊加”規(guī)

7、律。
　　 (10)馬歇爾方法確定的高纖維摻量密級配瀝青混凝土的最佳油石比偏高;采用本文提出的“主骨架間隙體積優(yōu)化填充法”設(shè)計的SMA瀝青混合料比傳統(tǒng)經(jīng)驗法設(shè)計的SMA瀝青混合料具有更好的路用性能。
　　 (11)根據(jù)對試驗結(jié)果的統(tǒng)計分析，建立了考慮纖維和瀝青綜合影響的彎拉強(qiáng)度和臨界彎曲應(yīng)變能密度預(yù)估模型、動穩(wěn)定度預(yù)估模型和浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度（或凍融劈裂抗拉強(qiáng)度比）預(yù)估模型，可供實際工程應(yīng)用時參考。
　　 (1