纖維瀝青混合料組成與性能試驗(yàn)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(yàn)，對(duì)礦質(zhì)混合料堆積狀態(tài)組成規(guī)律與級(jí)配性能、纖維瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)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(shí)填充狀態(tài)和最優(yōu)骨架狀態(tài)分別對(duì)應(yīng)不同的組成，最密填充時(shí)大小礦料的質(zhì)量比為6∶4，最優(yōu)骨架狀態(tài)時(shí)大小礦料的質(zhì)量比為7∶3;二元體的密實(shí)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(duì)礦料級(jí)配的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)。
　　 (2)提出了直接測(cè)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(yàn)方法，所測(cè)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(jí)配中粗集料的含量具有正相關(guān)性;對(duì)公稱最大粒徑為13.2mm的礦料級(jí)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?？蓪r青膜厚度法計(jì)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(shí)級(jí)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(yàn)法優(yōu)選SMA的礦料級(jí)配時(shí)，依據(jù)馬歇爾試件的體積指標(biāo)不足以做出合理評(píng)價(jià)，而塑模試件的摩阻力測(cè)試是更為適宜的方法;在確定SMA的最佳油石比時(shí)，馬歇爾試件的體積指標(biāo)宜采用合成礦料的有效密度計(jì)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(jì)方法。將礦料級(jí)配設(shè)計(jì)和瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)相統(tǒng)一，

4、使骨架型瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)過程成為性能可控的對(duì)礦料級(jí)配、最佳油石比和纖維摻量的組成優(yōu)化過程。與經(jīng)驗(yàn)法相比，采用該方法設(shè)計(jì)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(jí)配選擇和最佳油石比確定存在的盲目性，減少試驗(yàn)工作量。
　　 (6)礦料級(jí)配對(duì)瀝青混合料的路用性能具有重要影響，密級(jí)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(duì)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(shí)才能發(fā)揮最佳改性效果。綜合考慮，取得最佳改性效果時(shí)，密級(jí)配瀝青混凝土中鋼纖維和聚酯纖維的吸附瀝青經(jīng)驗(yàn)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(yàn)系數(shù)分別取1.7和1.7～2.0，添加玄武巖纖維時(shí)吸附瀝青經(jīng)驗(yàn)系數(shù)取1.1。
　　 (8)纖維可明顯改變密級(jí)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(duì)密級(jí)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(píng)價(jià)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(duì)瀝青混凝土強(qiáng)度和變形的相對(duì)改善幅度。以臨界彎曲應(yīng)變能密度評(píng)價(jià)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(xiàng)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(jí)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(jì)的SMA瀝青混合料比傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)的SMA瀝青混合料具有更好的路用性能。
　　 (11)根據(jù)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)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(dòng)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(shí)際工程應(yīng)用時(shí)參考。
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