白炭黑+玄武岩纤维沥青混合料的性能研究

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随着中国现代经济社会的快速发展,交通工程成为国家基础工程建设的主要部分,也取得了跨越式的进展。其中沥青路面在长期的使用过程中,由于环境的复杂多样以及交通量和荷载的日益增加,出现了越来越多的路面病害现象,导致沥青路面出现损伤,尤其是在我国北方等季冻区,气候突变严重,会大大缩短道路正常的工作使用年限。近年来,玄武岩纤维以其自身独特的优势,广泛应用于沥青混合料中,使沥青混合料的低温抗裂性能得到改善。对于高温地区或者有渠化交通严重的路段,玄武岩纤维对沥青混合料的高温改善效果平平,为使沥青混合料的使用性能越来越完善,本文将白炭黑和玄武岩纤维二者加入到沥青混合料中,并探寻其改善机理。本文所开展的具体研究工作如下:1.响应曲面法的研究,应用响应曲面分析白炭黑掺量、玄武岩纤维掺量两个因素在高、中、低三个水平下,对白炭黑+玄武岩纤维(6mm)沥青混合料低温劈裂峰值形变、破坏拉伸应变、破坏劲度模量、冻融劈裂抗拉强度比等性能指标的影响,统一形成两因素三水平四响应模式。2.白炭黑+玄武岩纤维(6mm)沥青混合料水稳定性能试验研究,采用冻融劈裂试验对沥青混合料的抗水损害性能进行探究,制备不同掺量下的白炭黑、玄武岩纤维(6mm)的沥青混合料进行冻融劈裂抗拉强度试验的试件,应用响应曲面软件对冻融劈裂试验结果进行拟合分析,得到混合料冻融劈裂抗拉强度比的响应曲面图、等高线图以及残差正态图,再对拟合出的水稳定性最优值结果进行验证分析,分析白炭黑和玄武岩纤维对沥青混合料水稳定性能的影响以及得出水稳定性能最好时的最佳因素掺量值。3.白炭黑+玄武岩纤维(6mm)沥青混合料低温劈裂试验研究,制备不同掺量白炭黑+不同掺量玄武岩纤维(6mm)的沥青混合料试件以及不掺任何材料的普通沥青混合料试件,应用图表对比分析低温劈裂试验结果,再应用响应曲面软件对试验结果进行拟合分析,进而得到白炭黑+玄武岩纤维(6mm)沥青混合料在低温条件下的峰值形变、破坏拉伸应变、破坏劲度模量的响应曲面图、等高线图以及残差正态图,分析不同掺量下白炭黑和玄武岩纤维对沥青混合料低温抗裂性能的影响、响应出低温性能最好时的最优因素掺量值以及响应出水稳定性能和低温性能都要好时的最优因素掺量值。4.白炭黑+玄武岩纤维(6mm)沥青混合料高温车辙试验研究,应用轮碾法制备不同掺量下白炭黑和玄武岩纤维(6mm)沥青混合料高温车辙试件以及不掺任何材料的普通沥青混合料,应用图表对比分析白炭黑+玄武岩纤维(6mm)各掺量试件的高温车辙试验结果,进而探究白炭黑和玄武岩纤维(6mm)对沥青混合料耐高温性能的影响。
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