玄武岩纤维酸性集料沥青混合料配合比设计及路用性能研究

作     者：王育兴 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：彭波

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：玄武岩纤维 砾石沥青混合料 配合比设计 路用性能 贝雷法 

摘      要：我国砾石产量丰富,材料来源广,但目前砾石在我国路面建设中应用并不普及,多为将砾石应用于路面基层、底基层中,对将砾石应用于沥青路面面层的研究尚还处于起步阶段。砾石属于酸性集料,与沥青的粘附性很差,将砾石直接应用于沥青路面面层中将会导致沥青路面发生严重的水损害,进而降低路面使用寿命。玄武岩纤维具有优异的力学性能,能有效地改善砾石与沥青的粘附作用,延缓路面水损害等病害产生,提高沥青路面的使用性能,所以,本文通过在砾石沥青混合料中掺加玄武岩纤维以改善砾石与沥青的粘附性,增强其各项路用性能。本文研究开展了玄武岩纤维砾石沥青混合料的配合比设计及路用性能研究,以此充分发挥玄武岩纤维及砾石材料的优点。本文对玄武岩纤维砾石沥青混合料进行了以下研究:(1)通过洛杉矶磨耗试验、压碎值试验及网篮试验测得了砾石材料的各项物理力学性能,同时分析了改善砾石与沥青之间粘附性的方法,并结合各项路面性能指标推荐出了掺加玄武岩纤维的方法。(2)通过网篮析出试验、沉锤抗剪试验和DSR动态剪切流变试验分别确定了玄武岩纤维的最佳尺寸规格和最佳掺量。(3)通过贝雷法对玄武岩纤维砾石沥青混合料进行了级配设计,并通过马歇尔试验确定了不同玄武岩纤维掺量下的最佳油石比和最佳沥青用量,并得出了玄武岩纤维掺量与马歇尔试验各个指标的关系。(4)通过对不同玄武岩纤维掺量下的砾石沥青混合料进行车辙试验、小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验,对玄武岩纤维砾石沥青混合料的高温性能、低温抗裂性和水稳定性能进行了研究。本文的研究结果表明:玄武岩纤维可以有效的改善砾石沥青混合料的高温稳定性,低温抗裂性、水稳定性等路用性能,并可以应用于沥青路面的面层中。