秸稈復(fù)合纖維材料路用性能試驗(yàn)及評(píng)價(jià)研究

【摘要】：針對(duì)瀝青路面普遍存在早期破壞的問題,本文從材料方面入手,試圖以廢棄植物秸稈為原料提取路用秸稈復(fù)合纖維材料,并將秸稈纖維摻入瀝青混合料中,以提高瀝青路面的使用性能,并通過浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)、高溫車撤試驗(yàn)及低溫抗裂試驗(yàn)對(duì)秸稈復(fù)合纖維材料在SMA路面中的路用性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。主要研究工作包括:通過燒堿法蒸煮提取廢棄植物秸稈纖維,對(duì)試驗(yàn)原材料進(jìn)行優(yōu)選,進(jìn)行礦料級(jí)配設(shè)計(jì);通過馬歇爾試驗(yàn)確定瀝青混合料的最佳油石比;以最佳油石比成型馬歇爾試件,通過浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)、高溫抗車撤試驗(yàn)及彎曲試驗(yàn),研究不同纖維類型、不同摻量秸稈復(fù)合纖維材料條件下,SMA混合料的水穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性;綜合考慮SMA混合料穩(wěn)定度、馬歇爾模數(shù)、殘余穩(wěn)定度、彎曲勁度模量和動(dòng)穩(wěn)定度五種性能指標(biāo),結(jié)合多重回歸統(tǒng)計(jì)方法,分析了不同纖維摻量對(duì)路面材料路用性能的影響,確定了瀝青混合料內(nèi)秸稈復(fù)合纖維最佳配比。 馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果表明,SMA瀝青混合料的最佳油石比為6.0%,秸稈復(fù)合纖維的摻量范圍為0.3%左右;高溫抗車撤試驗(yàn)結(jié)果表明,秸稈復(fù)合纖維含量為0.3%時(shí),動(dòng)穩(wěn)定度達(dá)到最大,超過后有所下降,纖維含量為0.2%～0.3%可滿足高溫穩(wěn)定性要求;低溫抗裂試驗(yàn)結(jié)果表明,聚酯纖維和聚丙烯纖維低溫抗裂性較高、秸稈復(fù)合纖維其次、木質(zhì)纖維最低,秸稈復(fù)合纖維的低溫抗裂性含量在0.2%~0.6%;浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果表明,殘留穩(wěn)定度由高至低依次為秸稈復(fù)合纖維、木質(zhì)纖維、聚酯纖維和聚丙烯纖維;經(jīng)過凍融循環(huán)后秸稈復(fù)合纖維的TRS最高,木質(zhì)素纖維其次,聚酯纖維和聚丙烯纖維最低,綜合水穩(wěn)定性測試結(jié)果,纖維含量應(yīng)選為0.2%～0.4%。綜合考慮多種指標(biāo),通過多重相關(guān)與回歸分析來評(píng)價(jià)纖維的最佳配比量,計(jì)算得到最佳纖維配比量為0.282%,取值為0.28%。此研究成果對(duì)于實(shí)現(xiàn)秸稈資源化利用,提高路面的建設(shè)質(zhì)量和降低道路建設(shè)成本具有一定的指導(dǎo)意義和應(yīng)用價(jià)值。 【關(guān)鍵詞】：秸稈纖維 瀝青路面 礦料級(jí)配 路用試驗(yàn) 最優(yōu)摻量
【學(xué)位授予單位】：武漢工業(yè)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：U414
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 選題背景、研究目的和意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 秸稈的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 纖維瀝青混合料的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 存在的問題14-15
• 1.3 本文的研究內(nèi)容和技術(shù)路線15-17
• 1.3.1 本文的研究內(nèi)容15-16
• 1.3.2 技術(shù)路線16-17
• 1.4 本文的創(chuàng)新點(diǎn)17
• 1.5 本章小結(jié)17-19
• 第2章 纖維瀝青混合料的路用機(jī)理19-31
• 2.1 瀝青混合料的組成特性19-20
• 2.2 瀝青混合料的力學(xué)特性20-21
• 2.3 瀝青混合料的細(xì)觀特征分析21-24
• 2.4 纖維材料的路用性能24-29
• 2.4.1 纖維的耐熱性25
• 2.4.2 纖維的吸油性25-26
• 2.4.3 界面增強(qiáng)效應(yīng)26-28
• 2.4.4 纖維抗剪性28
• 2.4.5 纖維的抗裂性28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-31
• 第3章 秸稈復(fù)合纖維的制備方法和工藝31-35
• 3.1 試驗(yàn)材料與設(shè)備31-32
• 3.1.1 試驗(yàn)材料31-32
• 3.1.2 主要儀器設(shè)備32
• 3.2 試驗(yàn)方法和試驗(yàn)過程32-34
• 3.2.1 蒸煮藥液的配制計(jì)算32
• 3.2.2 試驗(yàn)過程32-34
• 3.3 本章小結(jié)34-35
• 第4章 瀝青混合料原材料能試驗(yàn)及級(jí)配組成設(shè)計(jì)35-43
• 4.1 SMA-13 路面結(jié)構(gòu)技術(shù)指標(biāo)35-36
• 4.2 原材料試驗(yàn)36-40
• 4.2.1 瀝青36
• 4.2.2 集料36-37
• 4.2.3 填料37-38
• 4.2.4 纖維38-40
• 4.3 瀝青混合料礦料級(jí)配組成設(shè)計(jì)40-42
• 4.4 本章小結(jié)42-43
• 第5章 瀝青混合馬歇爾試驗(yàn)43-51
• 5.1 瀝青混合料最佳油石比的確定43-47
• 5.2 SMA 混合料性能檢驗(yàn)47-48
• 5.3 常規(guī)馬歇爾試驗(yàn)48-50
• 5.4 SMA 混合料設(shè)計(jì)成果匯總50
• 5.5 本章小結(jié)50-51
• 第6章 纖維瀝青混合料路用性能試驗(yàn)51-67
• 6.1 瀝青路面材料高溫穩(wěn)定性影響51-54
• 6.1.1 SMA 高溫穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)51-52
• 6.1.2 SMA 高溫穩(wěn)定性預(yù)測分析52-54
• 6.2 低溫抗裂性試驗(yàn)研究54-59
• 6.2.1 SMA 低溫抗裂性的評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)54-55
• 6.2.2 SMA 低溫抗裂性預(yù)測分析55-59
• 6.3 水穩(wěn)定性試驗(yàn)研究59-64
• 6.3.1 SMA 水穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法及指標(biāo)59-60
• 6.3.2 SMA 水穩(wěn)定性預(yù)測分析60-64
• 6.4 瀝青混合料中最佳纖維配比分析64-65
• 6.5 本章小結(jié)65-67
• 第7章 結(jié)論與展望67-69
• 7.1 主要結(jié)論67-68
• 7.2 研究展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-74
• 致謝74-75
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果75

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