纖維瀝青混合料增強機理及其性能研究.pdf

1、隨著交通量和軸載的不斷增大。瀝青路面出現(xiàn)了一些早期損壞現(xiàn)象，提高瀝青混合料的性能成為廣大交通科研工作者的主要任務(wù)。借鑒于20世紀(jì)50年代新型高抗拉強度、高模量增強纖維應(yīng)用于水泥混凝土及輕型結(jié)構(gòu)的成功經(jīng)驗，在瀝青混合料中摻入增強纖維成為一種提高瀝青混合料性能的新手段，受到廣泛的關(guān)注和重視，相關(guān)的研究和應(yīng)用迅速開展并不斷深入。然而，目前這方面的研究主要圍繞混合料性能展開，纖維的選擇和應(yīng)用比較盲目，且缺乏相關(guān)的技術(shù)要求及標(biāo)準(zhǔn)。本文通過研究纖維

2、瀝青及纖維瀝青混合料的作用機理，結(jié)合纖維、纖維瀝青及纖維瀝青混合料性能試驗結(jié)果提出纖維的技術(shù)指標(biāo)及要求，為纖維瀝青混合料的應(yīng)用提供指導(dǎo)。主要研究內(nèi)容歸納如下： 1．瀝青材料的粘彈性力學(xué)特性瀝青材料的性能不僅取決于荷載和溫度，還與作用時間有關(guān)，在一定的溫度條件下是一種典型的粘彈性材料。為更有效地表征瀝青材料的時溫特性，論文提出以Burgers模型表征瀝青材料的本構(gòu)關(guān)系，并基于粘彈性理論推導(dǎo)不同加載模式下的力學(xué)模型。BBR試驗、DT

3、T試驗結(jié)果證實Burgers模型可表征瀝青材料的粘彈性行為，能有效表征材料對作用歷史的依賴性及損傷過程，從而用于分析、預(yù)測材料高溫性能和疲勞性能等。 2．纖維要求及性能評價纖維作為一種改善瀝青混合料性能的添加劑，其物理力學(xué)性能決定了纖維對瀝青混合料性能的增強效果，為全面評價纖維材料的性能及合理選用纖維材料，論文采用拉拔試驗測定纖維不同埋深的界面拉拔力，并計算、分析纖維的臨界摻量、臨界長度等基本參數(shù);此外，還分析了影響熱拌瀝青混合

4、料性能的主要因素，并對這些影響因素如纖維的分散性、耐熱性、吸持瀝青的能力、吸濕性等指標(biāo)進行試驗，從而評價纖維的性能。文中還結(jié)合后續(xù)纖維瀝青、纖維瀝青混合料的性能試驗結(jié)果提出纖維的技術(shù)要求。 3．纖維瀝青性能評價纖維瀝青膠漿的性能不僅取決于纖維的物理力學(xué)特性，還與瀝青的性能緊密相關(guān)。在上述全面分析纖維性能的基礎(chǔ)上，論文以聚脂纖維為主，采用測力延度儀、BBR、DTT及DSR系統(tǒng)評價不同纖維長度、纖維摻量的纖維瀝青性能，分析了纖維所起

5、的作用，并綜合試驗結(jié)果對纖維瀝青增強的作用機理進行探討。 4．纖維瀝青混合料的性能評價在瀝青混合料摻入增強纖維的目的是提高混合料的使用性能。論文通過選用不同的纖維物理、力學(xué)參數(shù)，對纖維瀝青混合料的高溫性能、低溫性能、水穩(wěn)定性及抗疲勞陛能系統(tǒng)開展室內(nèi)試驗研究，從而評價纖維長度、纖維摻量及纖維力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，摻入纖維后混合料的高溫性能、低溫性能及水穩(wěn)定性均得到提高，混合料性能改善的幅度隨界面粘結(jié)強度的增加而增大。具體來說，

6、適當(dāng)增加纖維摻量和長度有利于改善纖維瀝青混合料的性能，且力學(xué)性能越好的纖維增強效果愈明顯。 文中還利用預(yù)切縫三點彎曲小梁試驗評價纖維對應(yīng)力強度因子的影響，結(jié)果表明纖維的5．纖維瀝青混合料的評價及經(jīng)濟性分析由于瀝青混合料的性能最終取決于瀝青混合料的拌和、碾壓等施工參數(shù)，論文結(jié)合實體工程介紹了試驗路的鋪筑及應(yīng)用情況，并分析熱拌瀝青混合料在選用纖維時應(yīng)考慮的主要因素及原則。通過對纖維瀝青混合料進行經(jīng)濟分析，認(rèn)為纖維瀝青混合料具有廣泛的