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 目的與意義我國高速公路建設(shè)發(fā)展飛速，高等級瀝青路面通車的總里程不斷增加，鑒于我國目前重載車多、交通量大、超載車所占的比例很大的實(shí)際狀況及我國地域遼闊、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，但是工程人員對纖維瀝青混凝土的認(rèn)識仍然不夠準(zhǔn)確，對纖維添加劑的使用缺乏正確的指導(dǎo)和規(guī)范，我國現(xiàn)階段對于纖維瀝青混凝土的研究大多停留在聚酯纖維對瀝青混合料的性能

3、的提升方面，但是對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混合料性能的提升幅度有影響，也對工程成本有 ] 1 [較大影響。如果聚酯纖維摻量過低，那么對瀝青混合料的性能提升有限；纖維摻量過高，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于纖維瀝青混凝土性能的影響，本研究通過車轍試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)等來評價(jià)聚酯纖維瀝青混合料的性能，來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，國內(nèi)外許多道路工作者及材料開發(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、新型礦料級配以及各種添加材料，各種新材料、新工藝的使用均對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

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對不同類型纖維的機(jī)理進(jìn)行了分析，通過對瀝青基質(zhì)材料的粘結(jié)力和韌性試驗(yàn)，對基質(zhì)材料的微觀觀察以及流變試驗(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通過馬歇爾實(shí)驗(yàn)、靜態(tài)和動態(tài)三軸試驗(yàn)研究了聚酯纖維摻量和長度對纖維加強(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)定性和抗車轍能力 。 ] 10 [2、國內(nèi)研究情況我國是上個(gè)世紀(jì)末引入工程纖維技術(shù)的，與此同時(shí)也展開了有關(guān)的工作，但是與其他國家相比，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)行車轍試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，由于聚酯纖維能對路面起到“加筋”和“橋接”穩(wěn)定作用，聚酯纖維瀝青混凝土的動穩(wěn)定度可以提高65%。長安大學(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，其中長安大學(xué)率先成立了課題研究小組，對纖維瀝青混凝土進(jìn)行相關(guān)性能研究 。陳華鑫等利用-10℃下彎曲 ] 11 [蠕變試驗(yàn)研究表明：AC—16I級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)變增大了8%，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。李煒光等對聚酯纖維瀝青混合料進(jìn)行車轍、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