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沥青路面因具有行车舒适性好、噪音低等优点而成为道路结构的主要形式。然而无论是冰冻地区,还是多雨地区,因受到外部环境和沥青混合料性能影响,在沥青路面使用期间都会出现车辙和开裂等病害,降低道路使用寿命、增加维护成本。通过提高沥青混合料性能以达到降低或避免路面病害的产生是目前较为行之有效的措施。已有研究表明硫酸钙晶须（Calcium Sulfate Whisker,CSW）和聚酯纤维对提升沥青及沥青混合料某方面的性能具有一定的效果。硫酸钙晶须可以一定程度提高混合料的高温性能,而聚酯纤维对提升混合料的低温抗开裂能力作用明显。本文以“环保、提质”为目标,以硬脂酸改性无水CSW和聚酯纤维为改性剂、沥青和沥青混合料为基体材料,依托浙江省基础公益研究计划项目“多尺度聚酯纤维/Ca SO4晶须复合改性HMAC低温抗裂性能关键技术研究”,从沥青改性和沥青混合料性能增强两方面,结合室内试验手段,对CSW-聚酯纤维复合改性沥青及其混合料性能进行研究。具体研究内容如下:1)通过锥入度试验、测力延度试验、表观黏度试验、BBR试验和DSR试验研讨CSW-聚酯纤维复合对沥青胶浆高温、低温和黏度的影响;并基于表观黏度试验和DSR试验,引入黏流活化能指标,结合黏温指数、锥入度指数和复数模量指数对CSW-聚酯纤维复合改性沥青胶浆的黏温特性进行对比研究,评价了从能量角度表征沥青黏温特性优劣的可行性;随后利用双因素方差分析评价了CSW和聚酯纤维对复合改性沥青胶浆各性能的差异显著性影响;最后借助SEM、ATR-FTIR和XRD微观试验揭示了CSW、聚酯纤维与沥青之间的作用机理。2)以CSW-聚酯纤维分散性为出发点,进行CSW-聚酯纤维复合改性沥青混合料生产工艺优化。基于室内试验、聚酯纤维分散性试验和EDS硫元素面扫描试验研究了单掺CSW、单掺聚酯纤维和共掺CSW-聚酯纤维情况下CSW和聚酯纤维的掺量、添加顺序及生产温度对沥青混合料性能、CSW分散性和聚酯纤维分散性的影响,建立CSW分散指标、聚酯纤维分散指标与沥青混合料性能指标之间的回归方程,分别得到CSW改性沥青混合料、聚酯纤维改性沥青混合料和CSW-聚酯纤维复合改性沥青混合料的最佳生产参数。3)基于中心复合试验设计进行CSW-聚酯纤维复合改性沥青混合料配合比设计优化。以油石比、CSW掺量和聚酯纤维掺量为影响因素,以空隙率、稳定度、动稳定度、-10℃劈裂抗拉强度、破坏拉伸应变、浸水残留稳定度和冻融劈裂抗拉强度比为响应指标,实施三因素五水平七响应中心复合试验设计;探讨不同因素交互对响应指标的作用,建立响应指标与影响因素之间的Quadratic响应模型;分别以高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性为目标进行CSW-聚酯纤维复合改性沥青混合料配合比优化,设定各路用性能评价响应指标的预期值,优化求解得到油石比、CSW掺量和聚酯纤维掺量的最佳组合,并结合室内性能试验,评估模型预测准确性。4)选择普通沥青混合料、CSW改性沥青混合料、聚酯纤维改性沥青混合料为对照,对比研讨CSW和聚酯纤维对四种沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性的影响,并基于Logistic损伤模型分析CSW和聚酯纤维对沥青混合料水损害抑制的差异效果;采用灰色关联方法分别探讨高温稳定性指标、低温抗裂性指标与沥青胶浆性能指标、沥青混合料物理指标和力学指标之间的关联性,提出适用于CSW-聚酯纤维复合改性沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性的直接和间接评价指标。5)引入应力强度因子KI和JIC两个断裂韧性评价指标,分别实施预切口小梁弯曲试验和预切口SCB试验,对比研析CSW和聚酯纤维对沥青混合料的阻裂效果,在此基础上讨论KI和JIC评判CSW-聚酯纤维复合改性沥青混合料抗裂缝扩展能力的适用性;并从宏观角度揭示预开口小梁试件和半圆试件加载破坏过程中裂缝的扩展路径。