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钢纤维沥青混凝土路用性能研究

孙森  
【摘要】:本文通过马歇尔试验、车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验等系列试验研究了钢纤维的掺入对沥青混凝土组成及路用性能的影响。 通过马歇尔试验分别确定了连续密级配沥青混凝土AC-13和3种不同钢纤维掺量沥青混凝土的最佳油石比。结果表明:由马歇尔试验方法确定的钢纤维沥青混凝土的最佳油石比,随钢纤维掺量的提高,沥青的增加量并非同比例提高,随钢纤维掺量的增加,最佳油石比增幅也呈增大趋势。 通过车辙试验,研究了钢纤维对沥青混凝土高温稳定性的影响。试验结果表明,钢纤维的加入能使沥青混凝土的高温稳定性得到改善;钢纤维掺量与沥青混凝土的高温稳定性不成直接的线性关系,钢纤维对沥青混凝土高温稳定性的改善效果还受其它因素的影响,其中,沥青含量是最重要的影响因素。钢纤维掺量必须和沥青增加量相匹配,否则,起不到应有的增强效果;根据试验结果,建立了考虑钢纤维掺量和沥青增加量综合影响的动稳定度预估模型。 通过小梁弯曲试验,研究了钢纤维对沥青混凝土低温抗裂性的影响。试验结果表明,在-40℃~+10℃范围内,随温度的降低,沥青混凝土的弯曲强度几乎呈线性降低的趋势,钢纤维的加入未改变沥青混凝土弯曲强度随温度而降低的固有规律,却改变了弯曲强度的大小。加入钢纤维后可使沥青混凝土的抗弯拉强度得到提高,而且随着钢纤维掺量增加,抗弯拉强度提高幅度也呈现上升的趋势。随温度的降低,不同钢纤维掺量的沥青混凝土破坏应变均随温度的降低而减小,但在任一温度下,随钢纤维掺量的提高,沥青混凝土破坏时的抗变形能力逐渐提高。钢纤维还影响了劲度模量的大小,在一定温度下,随钢纤维掺量的提高,沥青混凝土的劲度模量呈降低趋势。 通过冻融劈裂试验,研究了钢纤维对沥青混凝土水稳定性的影响。试验结果表明,在体积特征相同的条件下(如空隙率),加入钢纤维可使基体沥青混凝土具有更高的冻融劈裂强度,从而可有效提高沥青混凝土的抗水损害能力。钢纤维掺量1%的沥青混凝土冻融劈拉强度比提高了5.2%。


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