玻璃纤维对沥青混凝土界面和路用性能的影响研究

论文摘要

通过掺加增强纤维来提高沥青混凝土的路用性能是沥青路面技术的主要发展方向之一。玻璃纤维力学性能好,产品来源广泛,价格仅为聚酯纤维的五分之一,掺加入沥青混凝土中可以提高沥青路面的整体抗变形能力,延长道路使用寿命,具有很好的应用前景。本文依托交通部科技司联合攻关项目“玻璃纤维复合材料增强沥青混凝土的应用研究”(合同编号2007353322090),对玻璃纤维在沥青混凝土中的应用进行了系统研究,主要工作内容如下:1.采用硅烷偶联剂对玻璃纤维进行表面浸润处理,试制了可应用于沥青混合料的路用玻璃纤维产品;采用红外光谱方法,分析了玻璃纤维与五种沥青之间的界面性能,证明经偶联剂处理后的玻璃纤维与沥青之间没有化学键合和波数平移,玻璃纤维对不同品种沥青具有广泛适用性。2.通过车辙、单轴静载蠕变、浸水马歇尔、浸水飞散、冻融劈裂、T283、抗冻性、小梁弯曲、间接拉伸劲度模量、劈裂疲劳、弯曲疲劳等路用性能试验,分析了掺加玻璃纤维对沥青混合料路用性能的改善效果,并结合试验结果提出了AC13沥青混合料的最佳纤维掺量。3.采用ANSYS软件对玻璃纤维沥青混凝土小梁弯曲蠕变试验进行了非线性模拟分析,提出了弯曲蠕变试验的简化模型;编制了GM(1,1)和GM(1,N)灰色预测模型程序,根据试验结果对沥青含量和纤维含量进行了预测。4.通过试验路的铺筑,提出了玻璃纤维增强沥青混凝土的施工工艺。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 选题的意义和目的
• 1.2 纤维增强沥青混凝土路面的国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本文的主要研究内容和技术路线
• 第二章 玻璃纤维增强材料的制造工艺及其与沥青的界面性能分析
• 2.1 玻璃纤维的成分和性能
• 2.2 玻璃纤维的生产工艺
• 2.3 玻璃纤维的表面处理技术
• 2.3.1 玻璃纤维浸润剂
• 2.3.2 偶联剂的种类及作用机理
• 2.3.3 硅烷偶联剂
• 2.4 玻璃纤维的表面处理工艺
• 2.5 玻璃纤维增强材料与沥青的界面性能研究
• 2.5.1 红外光谱分析原理
• 2.5.2 仪器及试样制备
• 2.5.3 试验结果分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 玻璃纤维增强沥青混凝土的路用性能分析
• 3.1 路用玻璃纤维产品
• 3.2 单质材料及配合比试验
• 3.3 高温稳定性试验
• 3.3.1 车辙试验
• 3.3.2 单轴静载蠕变试验
• 3.4 低温抗裂性试验
• 3.5 水稳定性试验
• 3.5.1 浸水马歇尔试验
• 3.5.2 浸水飞散试验
• 3.5.3 冻融劈裂强度
• 3.5.4 T283 试验
• 3.6 抗冻性试验
• 3.7 间接拉伸劲度模量试验
• 3.8 疲劳试验
• 3.8.1 曲疲劳试验
• 3.8.2 裂疲劳试验
• 3.9 本章小结
• 第四章 玻璃纤维增强沥青混凝土小梁弯曲蠕变试验的ANSYS 模拟分析
• 4.1 蠕变问题的有限元分析方法
• 4.1.1 蠕变问题的算法
• 4.1.2 ANSYS 中蠕变问题的解法
• 4.2 ANSYS 分析模型
• 4.3 ANSYS 计算结果及分析
• 4.3.1 ANSYS 计算结果
• 4.3.2 模拟结果分析
• 4.3.3 与试验结果的对比
• 4.4 本章小结
• 第五章 玻璃纤维增强沥青混凝土配比的优化预测
• 5.1 纤维沥青混合料的配合比设计流程
• 5.2 灰色预测模型
• 5.2.1 GM（1，1）模型
• 5.2.2 GM（1，N）模型
• 5.3 灰色模型预测沥青、纤维含量
• 5.4 本章小结
• 第六章 玻璃纤维增强沥青混凝土路面的施工工艺
• 6.1 施工工艺流程
• 6.2 施工过程
• 6.2.1 拌和
• 6.2.2 运输
• 6.3.3 摊铺与碾压
• 6.3 经济效益分析
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 研究结论
• 7.2 未来的工作和展望
• 参考文献
• 附录：灰色预测模型源程序
• 攻博期间发表的学术论文及其它成果
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT