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《武汉工业学院》 2011年
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秸秆复合纤维材料路用性能试验及评价研究

郎森  
【摘要】:针对沥青路面普遍存在早期破坏的问题,本文从材料方面入手,试图以废弃植物秸秆为原料提取路用秸秆复合纤维材料,并将秸秆纤维掺入沥青混合料中,以提高沥青路面的使用性能,并通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、高温车撤试验及低温抗裂试验对秸秆复合纤维材料在SMA路面中的路用性能进行了评价。主要研究工作包括:通过烧碱法蒸煮提取废弃植物秸秆纤维,对试验原材料进行优选,进行矿料级配设计;通过马歇尔试验确定沥青混合料的最佳油石比;以最佳油石比成型马歇尔试件,通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、高温抗车撤试验及弯曲试验,研究不同纤维类型、不同掺量秸秆复合纤维材料条件下,SMA混合料的水稳定性、高温稳定性和低温抗裂性;综合考虑SMA混合料稳定度、马歇尔模数、残余稳定度、弯曲劲度模量和动稳定度五种性能指标,结合多重回归统计方法,分析了不同纤维掺量对路面材料路用性能的影响,确定了沥青混合料内秸秆复合纤维最佳配比。 马歇尔试验结果表明,SMA沥青混合料的最佳油石比为6.0%,秸秆复合纤维的掺量范围为0.3%左右;高温抗车撤试验结果表明,秸秆复合纤维含量为0.3%时,动稳定度达到最大,超过后有所下降,纤维含量为0.2%~0.3%可满足高温稳定性要求;低温抗裂试验结果表明,聚酯纤维和聚丙烯纤维低温抗裂性较高、秸秆复合纤维其次、木质纤维最低,秸秆复合纤维的低温抗裂性含量在0.2%~0.6%;浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验结果表明,残留稳定度由高至低依次为秸秆复合纤维、木质纤维、聚酯纤维和聚丙烯纤维;经过冻融循环后秸秆复合纤维的TRS最高,木质素纤维其次,聚酯纤维和聚丙烯纤维最低,综合水稳定性测试结果,纤维含量应选为0.2%~0.4%。综合考虑多种指标,通过多重相关与回归分析来评价纤维的最佳配比量,计算得到最佳纤维配比量为0.282%,取值为0.28%。此研究成果对于实现秸秆资源化利用,提高路面的建设质量和降低道路建设成本具有一定的指导意义和应用价值。
【学位授予单位】:武汉工业学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U414

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