纤维对沥青混凝土的改性机理及性能对比研究文献综述

 2023-08-15 05:08
  1. 文献综述(或调研报告):

曾志远[1]通过对沥青混合料的室内试验研究,得到了掺量为0.3%的玄武岩纤维沥青混合料的水稳定性、高温稳定性以及低温抗裂性能好于未掺玄武岩纤维沥青混合料的情形,表明玄武岩纤维能与沥青混合料很好的粘结,提高沥青混合料的抗水损坏能力.同时,玄武岩纤维对沥青混合料有一定的桥接和加筋作用,使玄武岩纤维沥青混合料的高温性能以及低温抗裂性能得到改善。使我对玄武岩纤维的作用机理有了很好的了解,我需要继续研究木质纤维、聚酯纤维的作用机理,对比分析这三种纤维作用机理。

徐志枢[2]对玄武岩纤维SMA-13沥青混合料级配设计展开研究,以空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度与稳定度作为响应指标进行级配优化。并采用路用性能指标验证级配最优组的合理性。 我需要在他的基础上进行进一步验证纤维的最佳含量。在沥青混合料中纤维在其中作为稳定剂起到加筋作用,目前常见的纤维有玻璃素纤维、木质素纤维及玄武岩纤维。其中木质素纤维因为应用时间较早,有若成熟的配套设施及生产设备,且因其化学性质稳定、绿色环保、能有效的增强SMA沥青混合料的稳定性能所以被广为采用。然而木质素纤维因为其吸水能力强,在储存中易结团以导致在拌和过程中无法均匀分布,并且不附高温,在生产过程中容易烧焦,最终对混合料性能造成负面影响。玄武岩纤维是由玄武岩石料在高温熔融拉制而成的纤维,因其力学性能及物理化学性能优异在近些年被广泛应用到各个领域。其对木质纤维和玄武岩纤维的对比分析对我有一定的启发,我需要进一步研究玄武岩纤维优异的作用机理。

王雪[3]基于上面层最大弯拉应变以及浸水稳定度选定最佳掺量为0.3%,在纤维最佳掺量下,其最大弯拉应变较木质素提高103%,浸水稳定度比木质素纤维增加3%;基于中面层动稳定度选定最佳纤维掺量为0.3%,在最佳纤维掺量,其高温稳定性得到显著的提高,较未掺加纤维的AC-20沥青混合料动稳定度增加83%;基于下面层动稳定度疲劳寿命选定的6mm/13mu;m的最佳掺量为0.3%,在最佳掺量下其k值为48.94而未掺加纤维的沥青混合料k值为4.607,k值越大表示其耐久性越好。这种分层研究纤维作用效果的想法对我启发很大,如果有机会的话,我也想分层研究玄武岩纤维对沥青混合料的改善,得到一个量化的结果。

伏伟俐[4]通过对玄武岩纤维和木质素纤维微观形貌、物理和力学指标进行测试,为充分发挥两种纤维的各自特点,得到了纤维复掺比例对其影响规律:主要结论如下:(1)玄武岩纤维表面光滑,根根分明,力学性能优异,加筋作用显著;而木质素纤维表面粗糙且凹凸不平,纤维交错盘绕,不易分敗,吸附沥青能力强。玄武岩纤维与木质素纤维的物理力学特性及表面形貌是其在沥青混合料中的增强效果的重要影响因素。(2)木质素纤维掺量增加影响其在沥青中分布的均匀性,采用常规的沥青延度试验 不合适评价纤维沥青。BF:CF=0:3时纤维沥青的抗车辙因子最高,且吸持沥青能力为8.4倍。(3)单掺玄武岩纤维的高温性能最好,随着木纤维所占比例的逐渐增大,SMA-13沥青混合料的动稳定度逐渐减小,但低温性能得到明显的改善:玄武岩纤维与木质素纤维比例为1.5:1.5时的沥青混合料水稳定性评价指标最优,但3:0时的纤维沥青混合料稳定度高; 玄武岩纤维可以有效大幅提高SMA混合料的疲劳寿命,随着玄武岩纤维掺量的减少,疲劳寿命逐渐降低。我需要在他的研究基础之上,进一步研究两种纤维混合使用对沥青混合料的作用机理的改善。

李志刚[5]通过对再生混合料矿料级配设计及路用性能研究得到如下结论:(1)随着玄武岩纤维掺量的增大.温拌再生混合料的动稳定度先升高后降低。掺量为0.4%时动稳定度改善效果最优,但掺量从0.3%增大到0.4%时动稳定度增幅不明显。综合考虑,玄武岩纤维最佳掺量为0.3%。(2)随着玄武岩纤维掺量的增大.温拌再生混合料的最大弯拉应变和弯曲劲度模量均先升高后降低,纤维掺M为0.4%时混合料低温抗开裂能力改善 效果最优。(3)随着玄武岩纤维掺量的增加,温拌再生混合料的浸水马歇尔残留稳定度、冻融劈裂残留强度比均先升髙后降低。掺量为0.3%时混合料抗水毁能力改善效果最优。(4)随着玄武岩纤维掺量的增加,温拌再生混合料的抗渗水能力先升髙后降低,掺量为0.3%时混合料抗渗水能力改善效果最优。

吴少鹏,叶群山[6]等研究了玄武岩矿物纤维对沥青混合料的粘弹特性及髙温稳定性的影响。研究结果表明,矿物纤维掺入后沥青混合料的动态模量和相位角具有相同的变化规律,且纤维的使用能提髙沥青混合料的动态模量,表明玄武岩矿物纤维能明显提髙沥青混合料的劲度,而60℃时沥青胶浆和沥青混合料的车辙因子增大。与未掺矿物纤维相比,掺加0.4%矿物纤维后沥青混合料的动稳定度由5869次/mm提高到7656次/mm,同时车辙深度减小,表明矿物纤维能明显提髙沥青混合料抵抗髙温流动变形的能力。我需要进一步研究纤维对抵抗流变的能力

孙喜军[7]研究了玄武岩纤维对沥青三大指标及流变性能的影响。玄武岩纤维与聚酯纤维、木质素纤维相比,在改善纤维沥青三大指标方面, 三种纤维沥青具有相同的变化趋势,但掺入玄武岩纤维的沥青其针入度、延度下降的幅度更大,软化点升高的幅度更大;在纤维沥青的BBR性能方面,玄武岩纤维能够更人幅度地提髙蠕变劲度,同时使m值减小的幅度要小;在纤维沥青的DSR方面,玄武岩纤维沥青抗车辙因子增长的幅度最大,这表明玄武岩纤维能够很好的改善沥青的髙低温性能。

韦佑坡[8]首先对玄武岩纤维沥青胶结料进行动态剪切流变(DSR)试验和表观粘度试验,研究纤维沥青胶浆的高温性能;采用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验评价纤维对沥青混合料水稳定性的改善效果;利用动态蠕变试验及车辙试验研究纤维对混合料高温抗剪切性能的增强作用。以期获得玄武岩纤维在沥青混合料中的最佳掺量,及其对重载沥青路面抗水损坏及髙温剪切性能的改善效果.同时所得成果为玄武岩矿物纤维在道路工程中的进一步研究和应用提供参考。得到如下结论(1)玄武岩纤维的加入.使沥青胶浆的抗车辙因子显著提髙,胶浆的髙温性能增强;同时纤维胶浆的表观粘度增大。(2)玄武岩纤维的加入使沥青混合料的水稳定增强,浸水马歇尔强度及冻融劈裂强度明显提高,残留稳定度比和冻融劈裂比也得到显著改善。(3) 加入纤维后,不同温度及应力水平下混合料的高温蠕变次数提髙明显;纤维混合料的动稳定度显著增强。(4 )综合纤维胶浆试验、混合料的水稳定性和髙温稳定性试验,考虑混合料施工工艺性、经济性及耐久性等性能,对于所试验密级配混合料,推荐纤维掺量为混合料总质量的0.4%。

魏志峰[9]通过对SMA-13级配中不同玄武岩纤维掺量对沥青混合料的路用性能影响进行研究。得到以下结论:纤维掺量在0.4%-0.6%范围内.沥青混合料的路用性能整体呈现最佳状态。考虑到经济成本效益关系,建议采用纤维掺量为0.4%。纤维的外掺对混合料的水稳定性影响不大,可忽略不计。此外,动稳定度和疲劳寿命受纤维掺量波动影响较大,在沥青路面铺筑工程中应着重关注这两项指标。

范文孝[10]通过对不同纤维类型、纤维用量的沥青混合料马歇尔试验研究,分析了纤维类型、 掺量对不同级配沥青混合料马歇尔试验结果的影响,主要结论如下:(1)与普通混合料相比,纤维沥青混合料的最佳沥青用量均有所增加,相对而言,纤维密度越小、越松散其最佳沥青用量也越大,木质素纤维混合料的最佳沥青用量大于玄武岩纤维和聚酯纤维沥青混合料。(2)纤维沥青混合料的密度随纤维掺量的增加而减小。纤维自身相对密度越小,混 合料密度下降也越多,空隙比也相应增加。(3)随着纤维沥青混合料中沥青最佳用量的增大,混合料的抗变形能力减弱,流值相应增加。(4)纤维在较低用量时,纤维混合料的稳定度增大,一般在最佳沥青用量左右取得最大值;但纤维用量太高,分散性下降,反而使混合料的稳定度值降低。相比聚酯纤维与木质素纤维,玄武岩纤维对沥青混合料稳定值的提高更为明显。我需要进一步从这几方面对纤维进行研究。

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