沥青路面在使用过程中易发生车辙、开裂、表面破损等病害问题,严重影响其耐久性。纤维类材料作为沥青及沥青混合料中常用的外掺改性剂,掺入沥青胶浆中能显著改善其路用性能。碳纤维物理力学性能优异,但目前仍鲜见其应用于路面工程中的研究成果。鉴于此,本文将系统开展碳纤维改性沥青及沥青混合料路用性能研究,以期为碳纤维在沥青路面工程中的应用提供依据。为研究碳纤维沥青胶浆的路用性能,将不同长度碳纤维按不同掺量掺加至沥青中制备碳纤维沥青胶浆试样。采用锥入度试验测定其抗剪切性能;采用延度试验评价其低温性能;采用动态剪切流变试验(DSR)评价其抗车辙变形能力;采用布氏旋转粘度试验分析沥青胶浆高温流变性能,得出纤维掺量、纤维长度、温度、粉胶比等因素对沥青胶浆性能的影响规律。选择AC-13型级配,将不同掺量、不同长度的碳纤维掺入至沥青混合料中,通过马歇尔试验,分析不同掺量、不同长度碳纤维对沥青混合料马歇尔物理-力学指标的影响,并确定各组碳纤维沥青混合料的最佳油石比。在此基础上,采用车辙试验、小梁低温弯曲试验和冻融劈裂试验,分别研究碳纤维沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性。研究表明,随碳纤维掺量增大和纤维长度增加,沥青胶浆锥入度数值明显增大,抗剪切性能明显提高,碳纤维能改善沥青胶浆的流变性;掺入碳纤维后,沥青胶浆剪切模量和车辙因子均增大,表明其抵抗车辙变形能力提高;在低温条件下,碳纤维沥青胶浆延度有一定程度下降,脆性增大。AC-13碳纤维沥青混合料中最佳碳纤维长度为3mm、掺量为1.0%。碳纤维在沥青胶浆内部呈多向分布,相互搭接形成三维空间网络结构,并在沥青混合料中形成增粘、增韧和加筋效应。