柴油机拆装实习报告_-_邓阳
柴油机拆装实习报告
系别：机电工程系专业：农业机械化及自动化班级：09级农机一班学号：0906014128姓名：邓阳拆装时间：201*.1.7----201*.1.实习内容柴油机的拆装、柴油机润滑系统的组成及功用和绘制巩固专业技术知识，使理论与实践相结合，培养实际操作能力,为毕业设计及实习目的工作实践打下基础。201*.1发动机型号五菱牌S1100组长拆装时间组员设备及常用工具和仪器郭力穆安东、郅荫、金振渠、郭力、邓阳、牛树超五菱牌S1100柴油机、各种扳手、锤、游标卡尺润滑系统结构组成：滑油泵、滑油滤清装置、滑油冷却装置、滑油管路润滑系统的作用：将润滑油供给运动件的摩擦表面以减少磨擦阻力，减轻机件的磨损，并部分地冷却磨擦零件；清洁和冷却磨擦表面；提高活塞环和汽缸壁间的密封性能；对所有运动件起防锈作用。润滑系统的工作原理：结构组成、作用以及工作原理（根据要求画出相应的示意图或机构简图）（可附页）拆装要点及大致拆装步骤注意事项1、拆装的顺序是从上到下、从外到里；装配的时候则反之。拆下的零部件应随缸号顺序放好。2、在拆卸时就要想到装；在对零部件进行拆卸、清洗、测量、组装的过程中，要注意零部件原有的记号、顺序、方向、不要装错。关系、动作原理、装配工艺和技术要求，再进行组装，以免损坏机件，有些零部件在拆卸需要敲打时，原则上只能用比零部件更软的工具敲打。1、实验室纪律与安全规则2、拆装工艺流程与技术要求3、在拆装过程中，要弄清楚零部件的结构、配合及连接
实习心得（不得少于1000字）：
柴油机拆装实习心得首先，我非常感谢系里及其教研室的各位老师提供给我们提供了这么一个难得的机会柴油机的拆装实习，在平时的教学中我们很少接触到实物，因此这次的拆装实习对我们来说来之不易啊。从柴油机的拆卸、装配、测绘的过程中，我了解了柴油机的工作原理、工作过程及测绘的知识。我们是以小组为单位进行拆装实习，我们组被分到润滑系统的测绘实习工作。我们在组长的带领之下顺利地完成了各项工作。在拆卸与装配过程中，我深刻地意识到了团队的作用，必须协调一致才能完成拆卸工作，而且对拆卸的零件必须有序排放，以便装配。虽然拆卸过程很苦很累，难免还会粘到柴油，但是我们的组员都积极地投入到拆装实习中，将学到的理论知识充分应用于实践中，达到了学以致用的目的。在拆装测绘过程中，先拆装后画出草图，再将测绘的尺寸标注在草图上，看似简单，但去做的时候也遇到了很多问题，因此任何问题只有自己动手去做，才可获知难易。通过本次的拆装实习，我受益匪浅，具体有以下收获：1.安全第一，任何时候，不管我们干什么，都要注意安全。本次发动机的拆装实习中，发动机本身很重，因此在工作中始终安全第一。2.对待工作要有科学严谨的态度。就本次实习来说，要按部就班地按照的拆装顺序，拆有拆的顺序，装有装的顺序，拆装的方法也不同，都包含一定的科学道理。3.动手能力的重要性。柴油机的拆装与装配时刻需要用扳手等不同的工具，因此动手能力显得尤为重要，通过动手操作，可以激发学习兴趣、培养合作意识、促进思维的创新、解决实际问题，因此更应该加强动手能力的培养。4.团队合作的重要性。由于柴油机本身的一些特点，因此在对柴油机拆装过程中，经常会需要几个人协同拆卸，集体协作干出的成果往往能超过成员个人业绩的总和。这次实习虽然短暂，但也给我留下了不少感悟和眼界，通过拆装实习能把理论和实践紧密结合起来，也加深了了解内燃机的组成。各部分的结构，工作原理，调试的原理和方法。也初步掌握了拆装的基本要求和一般的工艺路线。同时也加深了对专用工具和测量工具的使用。
扩展阅读：毕业论文邓阳
201*届材料科学与工程专业毕业设计（论文）
摘要
在沥青混合料中掺入聚酯纤维可以提高沥青混合料的路用性能，纤维掺量的多少不仅关系到沥青混合料性能提升的幅度，也关系到工程成本。为了改善沥青混合料性能，提高沥青路面使用寿命，本文选取掺量为0.15%、0.2%、0.25%、0.3%、0.35%的聚酯纤维加入沥青混合料，对沥青混合料配合比设计方法、不同掺量的纤维混合料路用性能对比等问题进行系统研究。基于沥青混合料的马歇尔试验方法，聚酯纤维沥青混合料采用AC-16的级配中值，确定最佳沥青用量。对聚酯纤维沥青混合料进行马歇尔稳定度试验、车辙试验、冻融劈裂试验以及浸水马歇尔试验，揭示聚酯纤维沥青混凝土性能随聚酯纤维掺量的变化规律。试验结果表明：聚酯纤维可以提升混合料路用性能，不同掺量对沥青混合料的性能提升幅度不同，当掺量为0.3%时，能获得具有最佳综合性能的沥青混合料。
关键词：沥青混合料，聚酯纤维，路用性能，纤维改性
I邓杨：聚酯纤维在沥青混凝土中的应用研究
ABSTRACT
MixingpolyestersfibersintheasphaltmixturecanimprovetherodeapplicationPerformanceofthemixture,thepolyestercontentsoftheasphaltmixturenotonlyinfluencetheperformanceofthemixture,butalsotheEngineeringcost.Inordertoimprovetheperformanceofasphaltmixtureandtheservicelifeofasphaltpavement,thiscontentselectsthepolyestersfiberqualitiesfor0.15%,0.2%,0.25%,0.3%and0.35%percentoftheasphaltmixturetostudytheasphaltconcretemixdesignmethodandcontrasttheinfluenceofasphaltconcretebydifferentpolyesterfiberproportion.BasedontheMarshallAsphaltdesignmethods,PolyesterfiberasphaltmixtureUsingAC-16toidentifythebestasphaltcontent.ThiscontentrevealspolyesterfiberasphaltconcretewiththeperformanceofpolyesterfiberdosageofthechangerulebyMarshallStabilitytest,Ruttingtest,Freeze-thawsplittingtestandRetainMarshalltest.TestresultsshowthatPolyesterfibercanpromotetheasphaltmixtureroadapplicationperformance,andDifferentproportionofasphaltmixturebytheperformanceofdifferentascension,whenmixingcontentis0.3%,theconcretecangetthebestofthecomprehensiveperformanceofasphaltmixture
KEYWORDS:asphaltmixture,polyesterfiber,rodeapplicationPerformance,Fibermodified
II201*届材料科学与工程专业毕业设计（论文）
目录
第一章前言..........................................................................................................................1
1.1目的与意义.................................................................................................................11.2国内外发展概况.........................................................................................................11.3路用纤维性能要求.....................................................................................................51.4研究方法与重点.........................................................................................................6第二章原材料及试验方法....................................................................................................7
2.1原材料.........................................................................................................................7
2.1.1沥青.................................................................................................................72.1.2集料.................................................................................................................82.1.3聚酯纤维.........................................................................................................82.2试验方案...................................................................................................................10
2.2.1配合比设计...................................................................................................112.2.2沥青混合料技术性质...................................................................................11
第三章聚酯纤维沥青混合料配合比设计..........................................................................14
3.1沥青与沥青混合料的重要作用...............................................................................143.2级配设计...................................................................................................................143.3最佳沥青用量...........................................................................................................153.4聚酯纤维掺量的确定...............................................................................................183.5小结...........................................................................................................................18第四章聚酯纤维沥青混合料性能研究..............................................................................19
4.1试件成型...................................................................................................................19
4.1.1马歇尔试件成型...........................................................................................194.1.2车辙试件成型...............................................................................................204.2马歇尔稳定度试验...................................................................................................20
4.2.1稳定度试验所用仪器.....................................................................................204.2.2稳定度试验结果.............................................................................................214.3车辙试验...................................................................................................................22
4.3.1所用仪器.........................................................................................................224.3.2试验结果.........................................................................................................234.4冻融劈裂试验...........................................................................................................24
III邓杨：聚酯纤维在沥青混凝土中的应用研究
4.4.1所用仪器.......................................................................................................244.4.2试验结果.........................................................................................................254.5浸水马歇尔试验.......................................................................................................264.6小结...........................................................................................................................27第五章结论及展望..............................................................................................................28
5.1结论...........................................................................................................................285.2展望...........................................................................................................................28谢辞........................................................................................................................................29参考文献................................................................................................................................30
IV201*届材料科学与工程专业毕业设计（论文）
第一章前言
1.1目的与意义
我国高速公路建设发展飞速，高等级沥青路面通车的总里程不断增加，鉴于我国目前重载车多、交通量大、超载车所占的比例很大的实际状况及我国地域辽阔、气候条件复杂等因素，因此沥青路面的破损较为严重，除交通荷载、气候的原因之外，沥青混合料本身是主要的原因之一。目前沥青路面出现破损的主要形式为：车辙、拥包、裂缝、坑槽等，究其原因是沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性以及沥青混合料的抗水损坏的性能不佳所造成。
纤维作为沥青混凝土加筋稳定剂广泛用于沥青混合料中。在沥青混凝土中加入纤维，可提高其高温稳定性、低温抗裂性、疲劳性能和水稳定性能，纤维成为了增强沥青混凝土性能的新手段，但是工程人员对纤维沥青混凝土的认识仍然不够准确，对纤维添加剂的使用缺乏正确的指导和规范，我国现阶段对于纤维沥青混凝土的研究大多停留在聚酯纤维对沥青混合料的性能的提升方面，但是对聚酯纤维掺量的多少很少研究[1]。聚酯纤维的掺量百分比不仅对混合料性能的提升幅度有影响，也对工程成本有较大影响。如果聚酯纤维掺量过低，那么对沥青混合料的性能提升有限；纤维掺量过高，也可能反而影响沥青混合料的性能，并且提高工程的成本，影响施工单位的经济性。为了进一步研究聚酯纤维掺量对于纤维沥青混凝土性能的影响，本研究通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验等来评价聚酯纤维沥青混合料的性能，来确定聚酯纤维的最佳掺量,为聚酯纤维沥青混凝土路面的应用和推广提供了参考依据。
为了改善沥青混合料以上性能，国内外许多道路工作者及材料开发商均进行了大量的研究与探索，比如采用各种改性沥青、新型矿料级配以及各种添加材料，各种新材料、新工艺的使用均对沥青混合料的各方面性能有不同程度的提高。综合考虑，加入聚酯纤维对改善各项性能具有很好的效果。本文主要研究讨论聚酯纤维加入沥青混合料的最佳用量，确保各种性能达到最佳状态的同时节约成本和时间。
1.2国内外发展概况
20世纪70年代美国Kapejo公司开发研制了BoniFibers路用工程纤维，经欧美等国家将近3年的应用、研究和观测，总结出博尼维可以提高沥青混合料的路用性能，尤其是高温稳定性和抗疲劳性能，同时低温抗裂性能也有所改善，能够较好的防止反射裂缝
邓杨：聚酯纤维在沥青混凝土中的应用研究
的形成，因此，沥青混合料路面寿命得以提高。我国在20世纪90年代末才逐渐引进该纤维，经过试验和实际应用性能确实有明显提高，但是当时国内很难承受其昂贵的价格，因而妨碍了纤维沥青混合料在国内的发展。之后国内开始自己研究既能提高混合料性能又能节约成本的工程纤维，聚酯纤维就是其中之一。进入21世纪以来，我国公路建设与研究部门将加强沥青混合料路面铺筑技术研究、改善沥青混合料路面使用品质、延长其使用寿命列为研究对象。其中聚酯纤维在沥青混合料路面上的应用，被视为一个提高沥青混合料路面路用性能的有效措施，正越来越受到公路行业的重视[3]。
1、国外研究情况
20世纪80年代初，美国著名企业杜邦公司工程师博尼先生采用聚酯材料和特殊配方试制成功一种适合于沥青混凝土加强筋的纤维，并取得发明专利，博尼聚酯纤维结束了沥青混凝土不能用软纤维加强的时代，是真正的沥青混凝土加强筋[4]。美国专利US4297414通过对纤维表“起皱”和“压纹”处理来增加纤维与沥青的接触面积，达到改善纤维在沥青中的分散效果，但是纤维表面物理变形的方法会导致纤维的刚度下降，增加“纤维球”产生的概率。1989年，Freeman对聚酯纤维沥青混合料进行了全面的路用性能研究，结果表明，在沥青混合料中加入聚酯纤维可以提高混合料高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性以及耐疲劳性和韧性[5]。美国专利US6197423使用机械方法周期性压扁圆截面纤维，以获得沿纤维轴向有可变的宽度和厚度且表面粗糙和无应力缺陷的纤维，从而减小“纤维球”产生概率，改进纤维与沥青的粘结性，保证纤维的均匀分散。美国专利US5753368在纤维表面上涂敷特殊的乙二醇醚表面活性剂来改善纤维表面与混凝土的结合力，使纤维更好的分散在混凝土中。Serfass在1996年的沥青混合料铺筑技术国际会议上，对聚酯纤维加入沥青混合料以增强混合料路用性能提出了可行性建议，后来取得了良好效果，最近几年越来越多的研究者开展了相关方面的研究[6]。德国等欧洲一些国家先预制纤维沥青混合母料，然后再进行沥青混凝土的混合料制备。美国则使用专门设备添加纤维，将纤维直接投到连续式拌合机中，可以精确地添加并使纤维均匀地分散在沥青混凝土中。Mahabir等通过对沥青混合料中加入废旧的聚酯纤维的研究，研究表明，聚酯纤维可以提高混合料的力学性能和路用性能。另外，Putman采用报废的汽车轮胎和地毯提取的纤维，加入到SMA沥青混凝土中，与加入木质素纤维的沥青混凝土进行了对比实验，结果表明，应用废料提取出的纤维和木质素纤维加强沥青混凝土具有同样的水稳定性，而比木质素纤维加强沥青混凝土具有更好的韧性[7]。日本研究者对掺入菲特尔德Al聚酯纤维和未掺纤维混凝土进行马歇尔实验对比，发现沥青混凝土的稳定度从10.62kN提高到15.2kN，高温稳定性得到改善。Chen对不同类型纤维的机理进行了分析，通过对沥青基质材料的粘结力和韧性试验，
201*届材料科学与工程专业毕业设计（论文）
对基质材料的微观观察以及流变试验分析，发现纤维与沥青之间的粘结性很好，随着拌合温度的升高，纤维沥青的粘性与普通沥青的粘性比增加，在扫描电镜下观察，纤维沥青中的纤维呈三维的随机状态[8]。Putman等比较加入聚酯纤维沥青混凝土干、湿状态下的拉伸强度，发现纤维沥青混凝土的损失强度比只有0.2%。李先生针对纤维混合料的力学性能进行试验研究，结果表明，聚酯纤维可以提高沥青混合料的力学性能。Benedito通过马歇尔实验、静态和动态三轴试验研究了聚酯纤维掺量和长度对纤维加强冷拌沥青混凝土力学性能的影响，结果表明，纤维掺量为0.10%和0.25%，长度为40mm的纤维表现出最好的结果[9]。在宾夕法尼亚州，聚酯纤维增强HMA面层用来抵御反射裂缝的产生，研究结果表明，含聚酯纤维的热拌沥青混合料相对于一般沥青混合料反射裂缝减少。在印第安纳Jiang和McDaniel应用聚丙烯纤维加强热拌沥青混合料，反射裂缝减少，在佛吉尼亚，含有聚丙烯纤维或者聚酯纤维的热拌沥青混合料同样增强了水稳定性和抗车辙能力[10]。
2、国内研究情况
我国是上个世纪末引入工程纤维技术的，与此同时也展开了有关的工作，但是与其他国家相比，研究成果和工程应用还很有限[7]。彭波等按混凝土总质量0.3%的比例加入纤维进行车辙试验发现，由于聚酯纤维能对路面起到“加筋”和“桥接”稳定作用，聚酯纤维沥青混凝土的动稳定度可以提高65%。长安大学和部分科研院所在纤维增强沥青路面的路用性能方面进行了一些理论和试验研究，其中长安大学率先成立了课题研究小组，对纤维沥青混凝土进行相关性能研究[11]。陈华鑫等利用-10℃下弯曲蠕变试验研究表明：AC16I级配的沥青混凝土加人聚酯纤维后的抗弯拉强度增大10%，破坏应变增大了8%，沥青混凝土的低温抗裂性能得到加强，取得了较为丰富的成果。李炜光等对聚酯纤维沥青混合料进行车辙、稳定度、小梁弯曲等试验，结果表明，聚酯纤维加入后，混合料的各项性能有明显提高，尤其是低温抗裂性。张争奇等通过各种室内实验对纤维混合料进行研究，分析了纤维的具体类型、矿料级配等因素对纤维加强沥青混合料的技术性能的影响，对纤维加强沥青混凝土的作用机理进行了分析，提出了纤维沥青混凝土设计和施工技术建议[12]。郭乃胜等人探讨了聚酯纤维沥青混凝土的低温抗裂机理，发现由于加入质量分数为0.2%聚酯纤维后，混凝土的脆化点温度从-10℃下降到-20℃，低温抗裂性能得到增强。张争奇等研究了纤维和矿粉对沥青胶浆性能的影响，采用动态剪切流变仪和弯梁流变仪(BBR)对纤维、矿粉和沥青三者组成的沥青胶浆的高、低温性能进行了研究，分析了粉胶比和纤维用量变化对沥青胶浆性能的影响，结果表明，提高粉胶比和增加纤维用量使沥青胶浆的高温性能改善，但会使低温性能有所降低，采用纤维取代部分矿粉可取得沥青混合料高、低温性能均改善的
邓杨：聚酯纤维在沥青混凝土中的应用研究
效果[13]。张争奇等对加入BoniFiber后沥青混凝土进行马歇尔残留稳定度对比实验，结果表明：加入聚酯纤维的沥青混凝土的残留稳定度从85%提高到91.2%，水稳定性明显得到改善。王华宇等通过对聚酯纤维混合料的拌和时间进行了研究分析，发现纤维加入混合料后干拌与湿拌时间也会对混合料的性能造成影响。陈华鑫等在纤维增强沥青路面的路用性能方面作了很多的专题研究，为纤维沥青混凝土的进一步研究和应用提供了很好的参考，其他科研院校的研究者也开展了纤维沥青混凝土方面的研究[14]。彭波等对聚酯纤维沥青混合料进行了系统的实验研究，总结出纤维沥青混合料强度增大，密度减小的规律，同时也证明了这种材料各项路用性能都有改善，高温稳定性和低温抗裂性尤为明显。马朝庆等对聚酯纤维加入沥青胶浆的用量进行了研究，结果表明，随着纤维用量的增加，胶浆性能先增大后减小，同时矿粉和沥青比也会对结果造成影响。武贤惠和姜舰通过小梁弯曲实验研究了纤维沥青混凝土的低温抗裂性，研究结果表明加入纤维后，提高了沥青混凝土的低温抗裂性能[15]。林平东等针对我国北方地区冬季特别寒冷的特点，对聚酯纤维的低温抗裂性能做具体的试验研究，他们认为对于AC-16型级配沥青混合料而言，12mm纤维的加筋效果较好，廖卫东等在实际工程中对聚酯纤维SMA路面进行了研究，研究表明聚酯纤维对SMA混合料的水稳性能和高温抗车辙性能有明显的改善，通过对孔隙率、动稳定度、最佳油石比三个参数的多重回归分析，建立了SMA路面结构中聚酯纤维的最佳掺量与孔隙率、动稳定度、最佳油石比三个参数的关系表达式，另外，一些学者开展了纤维沥青混凝土应用在桥面铺装和路面维修养护中的性能研究，研究结果表明纤维改善了沥青混凝土的路用使用品质，延长了路面的使用寿命[16]。
广东肇庆马房大桥、宜昌夷陵长江大桥、云南昆玉高速公路、陕西铜黄高速公路、沪杭高速公路等，这些工程应用表明掺聚酯纤维沥青混合料的性能优良，具有很好的应用前景[17]。新疆地区的昼夜温差比较大，在沥青混凝土中加入聚酯纤维后路面在抗高温、低温性能方面有了明显加强；为了保证南京长江大桥在正常使用条件下15年内不进行大幅度的维修，经过谨慎考察研究后在21Km的道路和引桥的路面面层中全部掺入了聚酯纤维；湖南新建的末宜高速公路、河北石黄高速公路以及内蒙210国道新建工程，北京城市二环道路中阜内大街改造工程中都使用了聚酯纤维，据之后了解，业主对应用效果还比较满意，达到了预期的效果[18]。江苏省宜兴市公路管理处陶岳、练强等，将软纤维应用在道路面层上，发现添加聚酯纤维后，沥青混合料的高温抗车辙、低温抗裂、水稳性及抗疲劳等性能得到明显改善，被业内视为能有效提高路面性能的措施，浙江省丽水市直属公路管理段陈永平等，通过沥青混凝土掺加聚酯纤维在丽水山区公路上试验应用后，明显改善了沥青路面的使用性能，认为聚酯纤维沥青混
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凝土在山区公路上具有较大的应用推广价值[19]。上海石化涤纶事业部自1998年起，进行开发研究能够应用在道路上的聚酯纤维，于201*年初步形成了20kt／a的生产能力，并与国内部分高等学府、交通科学研究单位合作共同进行纤维沥青混凝土的工程应用研究，目前该纤维产品（金路丝）已经用于高速公路和桥梁路面的铺设[20]，产品质量完全用于高速公路和桥梁路面的铺设，产品质量完全达到进口质量指标，且生产成本低，质量的稳定性好。
目前国内聚酯纤维应用主要集中在纺织领域中，应用于道路工程领域较少，市场上的纤维线密度偏小，不符合聚酯纤维路用标准。我国化纤行业应加大产业用聚酯纤维的开发力度，生产出单丝线密度、纤维强度和断裂伸长率均符合路用纤维要求的工业丝，加速聚酯纤维在沥青路、桥面工程中的应用，其市场前景将十分广阔。
1.3路用纤维性能要求
对于路用纤维，其裂解、软化、熔融温度越高性能越好，以适应沥青混凝土拌制工艺和摊铺工艺的使用需求；路用纤维拉伸强度越高越好，保证在湿态下也不会大量的降低，并且要有适宜的断裂伸长率，可回复伸长率越大越好，可以最大幅度的提高初始模量，纤维的这些物理机械性能直接影响纤维沥青混凝土的力学性能[20]，如：抗裂性能、抗拉性能、水稳定性能等；此外，路用纤维还要求在日光和大气作用下具有很好的稳定性。
1．对高温作用的稳定性
沥青混凝土要求在170～180℃的温度条件下进行拌和，在150℃条件下进行铺设和碾压，因此要求加入沥青混凝土的纤维必须耐高温[20]。目前可以用高聚物的化学变化以及纤维的物理机械性能的变化来对聚酯纤维的高温稳定性进行评价。
2．力学性能（1）初始模量
纤维分子之间的作用力以及结构决定纤维初始模量的大小，聚合物刚性越强，纤维越不容易发生形变；分子间的作用力越大，聚酯纤维结晶度或取向度越高，那么初始模量越大。聚酯分子链具有高度的立构规整性，同时分子链中的苯环与对位酯基是刚性基团，因此聚酯纤维有较高的初始模量。
（2）断裂强度与断裂伸长率
由于分子结构决定了聚酯纤维具有较高的断裂强度，同时又具备适中的断裂延伸率，满足了掺入沥青混凝土的纤维必须具有较高的拉伸强度又具有一定的韧性、能够
邓杨：聚酯纤维在沥青混凝土中的应用研究
承受早晚温差的热胀冷缩以及外力冲击的要求。并且聚酯纤维的吸湿率低，其干、湿态条件下的断裂强度几乎相等，而其它纤维在湿态条件下则有不同程度的降低。
（3）抗疲劳性
材料被多次重复施加应力如：伸长、压缩、弯曲、切变后，力学性能发生衰减或破坏即材料会发生疲劳。聚酯纤维承受应力应变循环而不断裂的次数最高，因此耐疲劳强度明显好于其他纤维。另外，纤维的弹性恢复也能表征疲劳强度，弹性回复率高则表示抗疲劳强度也高。
3．在日光和大气作用下的稳定性
作为沥青路面的摊铺材料需要长期曝露在日光及大气中，因此抗紫外以及对大气作用的稳定性影响着材料的使用寿命。聚丙烯腈纤维具有优良的耐光和耐气候性。聚酯纤维和聚乙烯醇纤维在日光下长期曝晒，强度几乎不降低，也是很好的耐光和耐气候材料。
1.4研究方法与重点
本文主要研究聚酯纤维加入沥青混合料的最佳用量，所以首先选定沥青为70号基质沥青，集料运用常用的石灰岩，采用AC-16中值级配，通过马歇尔稳定度试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、车辙试验，全面比较不同纤维掺量时沥青混合料的各种性能指标的差异。我国公路大约90%以上高级公路采用沥青路面。但是随着社会发展，车辆增多，车载加重，路面出现了车辙、疲劳开裂等一系列问题。针对这些问题进行物理化学改性，加入聚酯纤维在沥青混合料中进行改性，能有效地提高沥青路面使用寿命。本研究的主要内容有：
（1）选定加入沥青混合料的聚酯纤维，确定纤维不会影响混合料的结构性能。（2）沥青混合料的配合比设计。采用密级配AC-16类型，利用马歇尔方法确定最佳沥青用量。
（3）聚酯纤维掺量的确定。参照网上提示以及历年来各论文研究表明，掺入纤维质量为混合料总质量的0.2%～0.3%最佳，但是这组数据针对不同级配或者不同石料有变动。所以，本实验选定掺入聚酯纤维量分别为0.15%、0.2%、0.25%、0.3%、0.35%来确定最佳纤维掺量。
（4）在最佳掺量下，对混合料进行评价。得出最佳掺量结论时，各种试验已经结束。得出最佳掺量是进行综合评价的，并不是每项性能都最好。这时可以分析实验数据，对比各种掺量下混合料性能的优缺点。
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第二章原材料及试验方法
2.1原材料
2.1.1沥青
本实验采用70号基质沥青，为国产沥青。其指标如表2.1所示：
表2.1沥青技术指标
性能指标针入度（25°，100g，5s）0.1mm延度（5cm/min）cm软化点（°C）规范60-80≥10044~54试验结果68.2>10049.6
70号基质沥青优点是具有优良的防水性能和粘结性能，且资源丰富而价格低廉，长期以来被广泛用作铺路材料，特别是在高等级路面上。缺点是对温度敏感性差，低温易变脆，高温易发粘流淌，耐老化性能和耐疲劳性能差，容易产生如车辙，开裂等现象[21]。国产沥青的特点如下：
1．比重一般偏小
比重大小与原油种类有直接关系，国外道路石油沥青比重大都在1.0以上，我国沥青除环烷中间基原油生产的比重稍微大于1.0以外，其他原油提炼的道路沥青比重一般都小于1.0。
2．含蜡量偏高3．延度较小
我国生产的普通沥青往往延度不够理想，达不到标准要求。这和原油直接相关，由于原油含蜡量高，生产的路用沥青含蜡量也高，蜡的结晶对延度有直接影响。一般认为，延度大小与低温性质优劣有关。
4．软化点测定值较高，但热稳定性不好
国产普通沥青的软化点值大都在45～51℃范围内，这种沥青软化点差值并不大，可是实际公路上应用时，在夏季高温时容易软化，路面泛油、拥包现象较为严重。这是由于沥青中蜡的存在使沥青软化点测定值有假象，蜡的熔点在30～70℃之间，蜡的
邓杨：聚酯纤维在沥青混凝土中的应用研究
结晶软化需要吸收一部分附加热，从而使软化点提高。2.1.2集料
集料包括岩石、自然风化而成的砾石（卵石）、砂以及岩石经人工轧制的各种尺寸的碎石。集料在混合料中起骨架和填充作用的粒料，包括碎石、砾石、石屑、砂等。不同粒径的集料在沥青混合料中所起的作用不同。因此对它们的技术要求也不同。为此将集料分为细集料和粗集料两种。在沥青混合料中，一般粒径小于2.36mm的称为细集料，大于4.75mm的称为粗集料。
沥青混凝土路面的使用质量与集料的性质有着密切的关系。特别是沥青表面层的使用质量对集料提出了更高的要求,要求集料具有强度高、颗粒形状好、表面粗糙、吸水率小、对沥青的粘附性好、磨光值高等特点，国内外的科学研究和工程实践反复证明玄武岩是沥青表面层的一种适宜石料[22]。然而玄武岩集料供应比较紧张，且玄武岩价格比石灰岩高很多，所以选定石灰岩为混合料主体。根据JTGE42-201*《公路工程集料试验规程》进行检验，其集料的各项性能指标都符合要求。2.1.3聚酯纤维
1．聚酯纤维简介
聚酯纤维是采用石油中提炼出的原材料，加入特种添加剂，采用“旋转熔化”法生产的纤维。主要用作沥青混凝土纤维添加剂，与其他纤维添加剂相比，聚酯纤维具有很好的抗风化特性，对酸和其他大多数化学物质具有极强的抵抗力。聚酯纤维由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维。工业化大量生产的聚酯纤维是用聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的，中国的商品名为涤纶。是当前合成纤维的第一大品种。聚酯纤维的比
重为1.38cm；熔点255～260℃,在205℃时开始粘结，安全熨烫温度为135℃；吸湿度很低，仅为0.4%；长丝的断裂强度为4.5～5.5克/旦,短纤维为3.5～5.5克/旦；长丝的断裂伸长率为15～25%，短纤维为25～40%；高强型纤维强度可达7～8克/旦，伸长为7.5～12.5%。涤纶有优良的耐皱性、弹性和尺寸稳定性，有良好的电绝缘性能，耐日光，耐摩擦，不霉不蛀，有较好的耐化学试剂性能，能耐弱酸及弱碱。在室温下，有一定的
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耐稀强酸的能力，耐强碱性较差。涤纶的染色性能较差，一般须在高温或有载体存在的条件下用分散性染料染色。
2.聚酯纤维技术参数
本实验中，聚酯纤维的选择是非常重要的。因为纤维可以与混合料中的沥青发生物理化学作用，加上纤维本身的性质都会影响混合料性能。本实验选用盐城市恒固新材料科技公司的聚酯纤维HG-ZX1。技术参数如表2.2。
表2.2聚酯纤维技术参数聚酯纤维HG-ZX1纤维类型颜色规格/mm抗拉强度/mpa初始弹性模量/pa断裂伸长率/%熔点/℃比重/cm3直径/μm燃点/℃耐热性能/℃卷曲性安全性束状单丝白色6>682>924739.7%约2631.36-1.420±4约554210，2h（体积基本无变化）无无毒材料3.聚酯纤维的作用
（1）聚酯纤维对沥青混凝土路面性能作用机理
聚酯纤维混凝土是继钢纤维混凝土后发展起来的。聚酯纤维表现为惰性，不随着混合料酸碱性的环境影响而衰变，也不吸收湿气，还具有高强度、高弯曲弹性、高延伸率、高取向性、易拌和等性能[19]，在沥青混凝土路面的应用中，能够克服钢纤维沥青混凝土路面经常出现的“腐蚀锈”“凸尖”等路面现象。聚酯纤维的强度以及韧性是由断裂延伸率表示的，断裂延伸率越大，那么该材料的韧性越好，不易拉断，这样掺入沥青混合料中就可提高其抗裂性能。在昼夜温差的热胀冷缩及外力冲击等的影响下，聚酯纤维沥青混合料可以承受很大的拉伸变形，作为沥青凝土纤维加强筋，能够很好地提高沥青混凝土路面的力学性能[19]。另外，其力学性能特点表现为在-40℃～250℃的温度内不脆化、不软化变形，每根纤维都是独立的，具有极强的吸附性，且不缠绕，能够产生巨大的内聚力，可以大大抑制沥青混凝上的开裂、剥落，最终达到提高公路质量和延长寿命的效果。因此，聚酯纤维沥青混凝土的发展非常迅速。据有关研究，聚酯纤维添加在沥青混凝土中的作用机理可以归结为如下几点[19]：
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①加筋作用。沥青混凝土依靠沥青而粘结在一起而不承受拉应力，聚酯纤维均匀分散在混合料中呈三维分布，且数量众多，在混合料中都分布着纤维，增加了沥青与矿料的粘附性，提高了集料之间的粘结力，在纤维沥青混凝土中，纤维的作用等同于钢筋混凝土中钢筋的作用，可承受拉应力[19]。纤维通过与骨料的咬合作用，形成较大的摩擦角，同时加上沥青胶浆的粘聚作用，将基体的拉应力传递给纤维，并主要由纤维来承担，从而提高了路面的自愈能力；
②分散作用。聚酯纤维可以使胶团均匀分散在集料中，减少沥青混合料中因未分散而形成的胶团，能够减少路面油斑的存在；
③吸附沥青作用。聚酯纤维加入混合料能够吸附沥青，间接增加了沥青的用量，使沥青膜变厚，增加沥青混合料在孔隙较大的情况下的粘结力，从而增强沥青混凝土路面的耐久性；
④稳定作用。聚酯纤维能够稳定沥青表面，使其状态达到稳定。当沥青在高温作用下膨胀时，这时候聚酯纤维之间的空隙就可以提供其缓冲而不溢出路面，增强了沥青混合料路面的高温稳定作用。
⑤增粘作用。聚酯纤维的加入可以增加沥青与矿料之间的粘附性。通过沥青油膜的粘接作用提高集料之间的粘结力，从而达到提高水稳定性的目的；
⑥阻裂作用。聚酯纤维在沥青基体内的复合分布为三相随即分布，而且数量庞大，所以纤维可以填补混合料中的小裂纹，直接防止混合料的开裂，从而提高沥青路面裂纹的自愈能力，减少裂缝的出现[19]。
4．聚酯加强纤维主要用途
聚酯加强纤维主要用途有：保护桥石配筋或钢板不受侵蚀；沥青路面的薄层沥青混凝土罩面；钢结构桥铺设沥青土面层路石的修复和补筑；机场跑道与停机坪的加强；新建沥青路面面层和旧沥青面罩层；旧水泥路面罩面；涂补、灌缝、路缘石等[23]。
2.2试验方案
研究拟采用马歇尔稳定度试验、车辙试验、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验，全面比较掺加该纤维前后沥青混合料的各种性能指标的差异。各种试验项目的试验温度及采用的试验方法与所需试件数量见表2.3。
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表2.3试验项目、试验条件、试验方法及试件数量
试验项目马歇尔试验浸水马歇尔试验冻融劈裂试验车辙试验试验温度60℃60℃25℃60℃试验方法T0709-201*T0709-201*T0729-201*T0719-1993试件数量3个×2组3个×2组3个×2组3块×2组
马歇尔试件采用双面击实75次的方式，车辙板试件采用轮碾法成型。马歇尔试件在进行相关试验之前均按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-201*）中的水中重法测试其相对视比重，然后用混合料的实测最大密度按计算试件的空隙率。2.2.1配合比设计
聚酯纤维沥青混凝土配合比设计与密级配沥青混凝土相同，聚酯纤维能适用于密级配沥青混凝土混合料，对沥青混合料中的原材料要求与不掺加纤维时相同。目前用于配合比设计的主要方法有[24]：superpave法、马歇尔法、贝雷法。鉴于马歇尔符合规范要求且便于推广，本文采用马歇尔法作为混合料的配合比设计方法。马歇尔配合比设计方法是在1939年左右由BruceMarshall最先发展起来的，随后在美国陆军工程兵部队的应用中得到完善。该方法主要是通过满足合适的稳定度和流值条件下的密实度来控制和选择集配用量。由于马歇尔法简单且十分经济，是目前应用较为广泛的配合比设计方法。
2.2.2沥青混合料技术性质
1．高温稳定性
通常所说的“高温稳定性”中的“高温”条件是指沥青混合料在使用过程中受到荷载的反复作用，容易产生车辙、推移、拥包等永久变形的温度范围。道路实践表明，在通常汽车荷载条件下，永久变形主要在夏季气温25～30℃，即沥青路面路表温度达到40～50℃以上，已经达到或超过沥青软化点温度的情况下容易产生，且随着温度升高和荷载的加大，变形增大。因此，高温稳定性是指沥青混合料在高温条件下，能够抵抗车辆荷载的反复作用，不发生显著永久变形，保证路面平整度的特性。
目前，我国《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-201*）规定，沥青混合料的高温稳定性以车辙试验的动稳定度指标进行评价。下面介绍我国沥青路面高温稳定性评价方法发展历程[25]：
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①无侧限抗压强度法
用于沥青路面高温稳定性评价最简单和直观的方法。以高温60℃抗压强度RT及常温与高温时抗压强度比值KT（KTRT/R20）来衡量。在20世纪70年代被马歇尔法取代，是因为受力图示与实际相差甚远。
②马歇尔试验
马歇尔试验用于测定沥青混合料试件的破坏荷载和抗变形能力。在规定温度和加载速度下，对试件施加压力，主要力学指标为马歇尔稳定度和流值。稳定度是指试件受压至破坏时承受的最大荷载，以kN计；流值是达到最大破坏荷载时试件的垂直变形，以0.1mm计。但是用马歇尔稳定度来衡量高温稳定性有一定的局限性。
③车辙试验
车辙试验方法首先由英国运输与道路研究试验所开发的，并经过法国和日本等国道路工作者的改善。目前我国车辙试验是采用标准方法成型沥青混合料板块状试件，在规定温度条件下，试验轮以每分钟42±1次的频率，沿着试件表面同一轨迹上反复行走，测试试件表面在试验轮反复作用下所形成的车辙深度。以产生1mm车辙变形所需要的行走次数即动稳定度指标来评价沥青混合料的抗车辙能力。
2.低温抗裂性
沥青路面的低温开裂是路面破坏的主要形式之一。一般低温开裂有三种形式：面层低温缩裂、温度疲劳裂缝以及反射裂缝。路面裂缝危害在于从裂缝中不断进入水分使基层甚至路基软化，导致路面承载能力下降，影响行车舒适性，并缩短路面使用寿命。因此提高沥青路面抗裂性是重要研究内容。
由于实验限制，本实验采用冻融劈裂试验来进行评价聚酯纤维沥青混合料的低温抗裂性能。冻融劈裂试验将马歇尔试件分为两组，第一组试件置于平台上，在室温下保存备用。第二组试件在98.3KPa～98.7KPa真空条件下保持15min，然后恢复常压，在水中放置0.5h。取出试件放入塑料袋加入约10ml水，扎紧口袋，将试件放入-18℃冷冻室，保持16h。取出试件拆去塑料袋在60℃水浴箱中保温24小时，再将两组试件均放入25℃水箱中不少于2h，最后分别进行试验。
3．水稳定性
水稳定性是指沥青混合料由于水侵蚀而逐渐产生沥青膜剥离、松散、坑槽等破坏的能力。水稳性差的沥青混合料在有水存在的情况下，会发生沥青与矿料颗粒表面的局部分离，同时在车载的作用下加剧沥青和矿料的剥落，形成松散薄弱快，飞转的车轮带走剥离或局部剥离的矿粒或沥青，从而造成路面缺失，并逐渐形成坑槽，导致沥青混合料路面的早期损坏，造成路面使用性能急剧下降，进而缩短路面使用寿命。
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本实验采用浸水马歇尔试验评价混合料的水稳定性。浸水马歇尔试验将马歇尔试件分为两组，一组在60℃的水浴箱中保养0.5h后测定其马歇尔稳定度S1；另一组在60℃水浴箱中恒温保养48h后测定其马歇尔稳定度S2；计算两者比值，即残留稳定度S0。
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第三章聚酯纤维沥青混合料配合比设计
3.1沥青与沥青混合料的重要作用
任何工程实体都是用各种材料组成的，沥青、砂石材料和沥青混合料是道路工程的物质基础，它们的性能对道路工程，特别是路面工程的使用性能、耐久性能等起着决定性的作用，同时与工程造价有着密切关系。
材料的发展促进了结构形式和施工工艺的发展；同时结构的多样性与施工工艺的不断发展和进步对材料的要求日益增高。对于路面而言，随着沥青和沥青混合料的使用品质不但提高，路面形式不断翻新和发展，沥青路面的发展不仅使沥青和沥青混合料在品种上日益增多，而且对材料的性能和质量提出了更高的要求。
随着我国经济的迅猛发展，高速公路的里程不断增加。沥青路面由于其平整性好、行车平稳舒适、噪音低、养护方便、易于回收再利用等优点，成为国内外公路和城市道路高等级路面的主要结构类型。在我国已建成的高速公路中，90%以上是沥青路面。在今后的国道主建设中，沥青路面仍将是主要的建设形势。但是近年的交通量不断增加使沥青路面出现了一系列的早期损害，如车辙、开裂等。沥青及沥青混合料的性质及其设计方法应用不当是路面损害的主要原因之一。目前在沥青路面的总造价中，沥青与混合料的费用占总费用的一半以上。因此合理选择材料，充分发挥沥青、集料和沥青混合料的性能，并延长路面的使用寿命具有重要的社会效益和经济效益[26]。
3.2级配设计
本实验主要是对比聚酯纤维混合料和普通混合料之间的性能差异，从而确定出最佳聚酯纤维掺量。鉴于AC属于悬浮-密实结构且属于连续级配，应用广泛，所以采用AC-16级配。
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表3.1AC-16设计级配
通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率（%）筛孔尺寸191610090959513.2927684849.5826071714.75623850502.36482637371.18361726.526.50.6261118.518.50.318712.512.50.151459.59.50.075946.56.5集配上限100集配下限100集配中值100实际集配100
图3-1AC-16级配曲线
3.3最佳沥青用量
沥青混合料的最佳沥青用量可以通过各种理论计算作粗略估计。由于实际材料性质差异，按理论公式计算得到的最佳沥青用量，仍然需要修正，因此理论只能提供一个参考数据。我国《沥青路面施工及验收规范》（GBJ5009296）规定的方法，在马歇尔和美国沥青协会方法的基础上，结合我国多年研究成果和生产实践总结发展起来的方法。步骤如下：1．制备试样
⑴按各级矿料的配合比，计算各集料的用量；⑵根据规范，初步估计沥青用量为4%～6%；
⑶以估计的沥青用量为中值，按0.5%间隔变化，取5个不同沥青用量，按规定成型马歇尔试件，按规定试验方法测定物理指标和力学指标。
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2．测定物理指标
⑴表观密度。采用水中重法测定其表观密度ρs
ρsmaρw式（3.1）
mamwma干燥试件的空中质量；mw试件水中的质量；ρw为常温水的密度，通常为1g/cm3
⑵理论密度ρt
100PawPPPP12...nat
12na式（3.2）
P1，，Pn为各档集料的配合百分比；γ1，，γn为各档集料的相对密度；Pa为油石比，%；γa为沥青的相对密度。
⑶孔隙率VV。
VV(1⑷沥青体积百分率VA。
VAPbss)100%式（3.3）tPb沥青含量
⑸矿料间隙率VMA。
aw式（3.4）
VMAVVVA式（3.5）⑹沥青饱和度VFA。
VAVFA100%式（3.6）VMA
根据测得的各项物理指标，计算结果如表3.2所示。
表3.2试验数据汇总表
油石比（%）毛体积密度稳定度KN8.738.989.018.948.83空隙率（VV）%5.865.314.864.413.7616
饱和度（VFA）%65.3367.0671.1074.9679.20流值0.1mm3.193.263.373.493.61间隙率（VMA）%16.9016.1216.8117.6118.084.04.55.05.56.0
2.3952.3982.3972.3862.3201*届材料科学与工程专业毕业设计（论文）
3．测定力学指标
力学指标主要测定马歇尔稳定度与流值。按标准方法制得的试件在60℃水浴箱中保温30min，将试件放于马歇尔稳定度仪上进行马歇尔试验，测得试件破坏时最大荷载即为马歇尔稳定度。达到最大荷载瞬间试件所产生的垂直流动变形为流值（以0.1mm计）。
4．马歇尔试验结果分析
⑴绘制沥青用量与物理力学指标的关系图。以沥青用量为横坐标，分别以稳定度、表观密度、流值、饱和度、孔隙率等指标为纵坐标，分别绘制关系图如下。
图3-2沥青用量与物理力学指标的关系
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⑵根据稳定度、密度和孔隙率确定沥青用量初始值OAC1。由图3-2可知，稳定度最大值时所对应的油石比a1为4.7，密度最大对应的油石比a2为4.8，孔隙率符合规范范围的中值a3为5.0。
OAC1(a1a2a3)/3(4.74.85.0)/34.83
⑶根据符合各项技术指标的沥青用量范围确定最佳沥青用量初始值OAC2。根据规范规定求出满足稳定度、流值、孔隙率、饱和度四个指标的沥青用量，取其交集
OACmin～OACmax，以其中值作为OAC2，即
OAC2(OACminOACmax)/2(45.6)/24.8
得出最终沥青用量OAC(OAC1OAC2)/2(4.834.8)/24.81，所以本实验采用油石比为4.8。
3.4聚酯纤维掺量的确定
参照网络聚酯纤维厂家建议以及历年来各论文研究表明，掺入聚酯纤维质量为沥青混合料总质量的0.2%～0.3%为最佳，但是掺量范围是根据不同配合比或者不同石料变动的，这个范围仅供参考，根据不同条件进行调整。所以，根据实际情况，本实验通过对掺入纤维量分别为0.15%、0.2%、0.25%、0.3%、0.35%进行马歇尔试验、车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验来确定最佳纤维掺量。
3.5小结
本章根据规范要求确定集料级配范围，通过简单试验选定密级配AC-16级配中值为试验级配。通过马歇尔试验，测定马歇尔试件的稳定度、流值和表观密度，计算理论密度、孔隙率、沥青饱和度、矿料间隙率等物理指标，得出沥青用量与物理力学指标的关系，计算得出最佳沥青用量。以之前研究者得出的最佳纤维掺量值为中值，按0.05%间隔变化，取5个不同的纤维掺量，得出本试验不同纤维掺量值。
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第四章聚酯纤维沥青混合料性能研究
4.1试件成型
4.1.1马歇尔试件成型
马歇尔试件按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-201*）中相关方法进行成型[27]。
（1）将称好的各种规格的矿料放置于163℃烘箱中加热保温4-6小时，矿粉单独加热。将试模和底座放入烘箱加热一小时备用。称取适量聚酯纤维备用。
（2）将拌和机温度调至石油沥青拌和温度(130～160℃)，首先称取需要沥青用量于拌和机中，然后将加热的石料倒入拌和机搅拌1.5min，待搅拌机第一次拌和停止下降稳定后，加入聚酯纤维，继续搅拌。加入纤维后，为了纤维在混合料中分散均匀，拌和时间应延长15s。同时将试模和底座从烘箱中取出，在试模内壁涂抹少量黄油，将底座放回击实架上。
（3）将拌合好的混合料人为搅拌数次，然后均匀而迅速的称量一个试件所需质量，分三次加入试模中，分别用插刀捣实。
（4）将试模放在底座上固定，再将装有击实锤及导向棒的压实头插入试模中，按下开关，击实75次。
（5）试件击实一面后，取下套筒，将试模掉头，装上套筒，以同样的方法击实另一面。
（6）击实结束，用镊子将上下面的纸去掉。测量试件高度，若高度不符合要求时，应按下式调整集料用量，以保证试件高度符合63.5±1.3mm的要求。
调整后混合料数量6.35原用混合料数量
所得试件高度（7）试件击实结束后，立即用镊子取掉上下面的纸，卸去套筒和底座，将装有试件的试模横向放置冷却至室温后(不少于12小时)，在脱模机上脱出试件。用卡尺检查试件的尺寸，如高度不满足63.5±1.3mm或直径不满足101.6±0.2mm要求，试件作废。
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4.1.2车辙试件成型
车辙试件质量=300×300×50×马歇尔标准击实密度×1.03，其中马歇尔密度用水中重法测定，如图4-1。
图4-1水中重法测定马歇尔密度
实验室用轮碾成型机制备试件，试件尺寸为300mm×300mm×50mm。一层碾压厚度不得超过100mm。准备工作、拌和温度以及拌和方法过程和成型马歇尔试件一样。
（1）将预热的试模从烘箱中取出，装好试模框架，在底层铺一张报纸，使底面和侧面均被报纸隔开，将拌合好的全部沥青混合料（注意不得散失）用小铲稍加拌和后均匀地沿试模由边至中按顺序装入试模，中部要略高于四周。
（2）取下试模框架，用预热的小型击实锤由边至中压实一遍，整平成凸圆弧形。（3）当用轮碾机碾压时，应先将碾压轮预热至100℃左右。将乘有沥青混合料的试模置于碾压机平台上，铺上一层纸，轻轻放下碾压轮，调整总荷载为9KN。
（4）启动轮碾机，先在一个方向碾压2个往返，卸荷，再抬起碾压轮，将试件调转方向，在以相同荷载碾压12个往返（24次）。
（5）压实成型后，揭去表面的纸，用粉笔表明碾压方向。
（6）将装有压实时间的试模，置室温下冷却，至少12小时后才可进行实验。
4.2马歇尔稳定度试验
4.2.1稳定度试验所用仪器
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（1）水浴箱。试验采用江苏无锡华南实验仪器有限公司制造的CF-B型标准恒温水浴箱，工作电压220V，自控温度为常温-100℃，如图4-2。
图4-2水浴箱
（2）稳定度仪。采用材料实验室的电脑数控马歇尔稳定度测定仪，如图4-3。
图4-3稳定度仪
4.2.2稳定度试验结果
将马歇尔试件进行稳定度试验。将试件放入60℃水浴箱中保温0.5h，然后进行测定稳定度和流值，结果如表4.1。
表4.1马歇尔稳定度试验结果
纤维掺量稳定度010.620.1511.950.201*.200.2514.410.3014.180.3512.52
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图4-4稳定度曲线图
由图4-4可以看出，随着纤维的用量增大，沥青混合料稳定度先增大后减小。其中，当聚酯纤维加入量为混合料总质量的0.25%时，稳定度达到最大，最大增幅达到35.7%。这是因为聚酯纤维经搅拌均匀后，分布于沥青混合料中，由于其质量轻，加入后要占一定空间，在同样的压实功下密度有所降低，所以稳定度增加，但是，继续增大纤维用量反而会使稳定度降低，这是因为当纤维超过临界含量时，纤维之间会发生缠结，增大了纤维之间的相互作用，从而产生应力集中而使复数模量降低，而且聚酯纤维在混合料中大量吸收沥青中的饱和酚和芳香酚，所以导致稳定度下降[28]。
4.3车辙试验
4.3.1所用仪器
（1）车辙试验仪。采用北京今谷神箭科技发展有限公司生产的车辙试验仪。试验轮：外径200mm，轮宽50mm，橡胶层厚15mm。200℃时为84±2，600℃时为78±2，试验轮行走距离为230mm±10mm，往返碾压速度为42次/min±1次/min；加载装置：使试验轮与试件的接触压强在600℃时为0.7MPa±0.05MPa，施加的总荷重为78kg左右，变形测量装置：自动检测车辙变形并记录曲线的装置，温度检测装置：自动检测并记录试件表面及恒温室内温度的温度传感器，温度计，精密度0.5℃；恒温室：装有加热器、气流循环装置及装有自动温度控制设备，能保持恒温室温度600℃±10℃，温度应能连续记录。
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图4-5车辙试验仪
图4-6车辙试验仪内部
4.3.2试验结果
试件在车辙试验仪中碾压1小时或最大变形达到25mm时结束。其结果如表4.2。其中，沥青混合料试件动稳定度按式（4.1）计算。DS(t2t1)42c1c2式（4.1）
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表4.2沥青混合料车辙试验结果
纤维掺量/%00.150.200.250.300.35第45分钟变形/4.854.574.053.983.884.42第60分钟变形/5.335.034.464.324.224.85动稳定度次/131313671546186518691455
图4-7动稳定度变化趋势图
从图4-7可以看出，随着纤维掺量的增大，第45min和60min的变形先减小后增大，动稳定度先增大后减小。在聚酯纤维掺量为0.3%时变形最小，动稳定度达到最大。这是因为试验初期沥青混合料压密程度会直接导致车辙的形成，并且随后沥青混合料的侧向流动也会有影响，是否加入聚酯纤维对沥青混合料的初期压密变形影响不是很大，但是对纤维混合料后期的侧向流动变形有比较大的影响，加入聚酯纤维后，纤维吸附以及稳定沥青，使沥青的粘稠度和粘聚力增大，同时由于纵横交错的纤维具有加筋作用，使沥青混合料的整体性、抗剪性及抗车辙能力有所增强[29]。由此看出，掺入聚酯纤维可以明显提高沥青混合料的高温稳定性。
4.4冻融劈裂试验
4.4.1所用仪器
⑴试验机。采用马歇尔试验仪，采用40KN或60KN传感器，读书精确到10N⑵恒温冰箱。能保持温度为-18℃，当缺乏专用的恒温冰箱时，可以家用电冰箱
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的冷冻室代替，控温准确度为2℃。
⑶恒温水槽。用于试件保温，温度范围满足实验要求，控制温度准确度为0.5℃。⑷压条。上下各一根。
⑸劈裂试验夹具。下压条固定在夹具上，压条可上下自由活动。⑹其他：塑料袋、卡尺、天平、记录纸、胶皮手套等。4.4.2试验结果
表4.3沥青混合料冻融劈裂试验结果
纤维掺量/%00.150.200.250.300.35未冻融劈裂抗拉强度/MPa1.10451.15431.25011.32081.33681.2638冻融劈裂抗拉强度/MPa0.84830.90611.00761.08831.11091.0338劈裂强度比/%76.878.580.682.483.181.8
图4-8劈裂强度比变化图
从上图可以看出，沥青混合料的劈裂强度比随着纤维的增加先增大后减小，在掺量为0.3%时劈裂强度比达到最大，劈裂强度相比其它掺量也最大。试验表明加入纤维对沥青混合料的水稳性有改善作用，这主要是因为纤维可以吸附部分沥青，从而使沥青用量增加，提高沥青饱和度；并且聚酯纤维还可以使粘附在矿料上的结构沥青膜变厚，防止水对沥青胶浆的侵蚀破坏作用，增强了沥青胶浆抵抗自然环境破坏的能力，使混合料抗水损害能力增强[30]。
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4.5浸水马歇尔试验
准备不同纤维含量的马歇尔沥青混合料试件各6个，分别平均分为两组，放入60℃水浴箱中保温。0.5h后，分别测定其中一组不同纤维含量的马歇尔稳定度。结果如表4.4。
表4.4浸水马歇尔试验结果
聚酯纤维掺量/%00.150.200.250.300.350.5h马歇尔稳定度MS/（KN）10.6211.9512.201*.8815.4112.5248h马歇尔稳定度MS1/（KN）8.319.389.7211.3413.2410.31残留稳定度MS0/%78.378.579.781.785.682.3
图4-9残留稳定度变化趋势
从上图可以看出，残留稳定度随着纤维的增加先增大后减小。其中在0.3%时达到最大值85.6，相比未加纤维混合料增幅为9.3%，说明该纤维的加入能够有效改善混合料的抗侵蚀能力，该纤维对改善混合料的抗水损能力有一定作用。这是因为在沥青混凝土中加入纤维，由于纤维的吸附作用和微观加筋作用使沥青之间的粘滞力增加，延缓了沥青从矿料表面剥离的速度，纤维粘附、裹覆于集料颗粒表面，构成较厚沥青膜，因此抵抗水侵蚀的能力增加，提高了混合料水稳定性，进而增加了沥青路面的耐久性，掺量过多时，纤维易结团，结团位置沥青膜厚度反而更小，因此稳定性反而降低[31]。
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4.6小结
本章研究了不同纤维掺量对沥青混合料的各项路用性能的影响，通过车辙试验、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验及结果得出以下结论：在普通沥青混合料中添加聚酯纤维能显著提高沥青混合料的高温抗车辙能力，同时也提高了沥青混合料低温时的柔韧性，改善了沥青混合料的水稳定性。当聚酯纤维掺量为0.3%时，各项性能最佳。相比普通沥青混合料，动稳定度最大增加了42.3%，劈裂强度比增大8.2%，残留稳定度最大增加了9.3%。但当纤维超过临界含量时，纤维之间会发生缠结导致纤维与纤维间的相互作用增大，产生应力集中而使复数模量下降，刚度随纤维含量的增加而下降，性能也随之降低。
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第五章结论及展望
5.1结论
本文对聚酯纤维沥青混合料进行试验。基于沥青混合料的马歇尔试验方法，聚酯纤维沥青混合料采用AC-16的级配中值，选取掺量为0.15%、0.2%、0.25%、0.3%、0.35%的聚酯纤维加入沥青混合料，对确定混合料最佳沥青沥用量、不同掺量的纤维混合料路用性能对比等问题进行系统研究。通过马歇尔法配合比设计、稳定度试验、车辙试验、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验结果，得出以下结论：
（1）掺聚酯纤维沥青混合料配合比设计方法与普通沥青混合料相同，聚酯纤维掺量的多少并不影响混合料中纤维以及各档集料的百分比。
（2）掺聚酯纤维沥青混合料应适当延长拌和时间，一般延长10～15s。（3）聚酯纤维可以提高沥青混合料的高温性能、低温性能、抗水损害性能。（4）不同纤维掺量对各项性能的影响不同，整体而言，当聚酯纤维掺量为0.3%时各项性能综合最佳。其中，动稳定度最大提高42.3%，残留稳定度和劈裂抗拉强度都有所提高。
5.2展望
本文通过向沥青混合料中掺入不同含量的聚酯纤维来确定聚酯纤维的最佳掺量。利用车辙试验、稳定度试验、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验来测定路用性能。从室内试验的总体效果来看，聚酯纤维可以较好的改善沥青混合料的路用性能。由于实验条件和时间的限制，还有很多方面有待进一步研究。对于本领域的研究还应进行以下几个方面的深入研究：
（1）在配合比设计、原材料的选用、纤维掺量的细化方面进行更深一步的研究。（2）加大试验量，采用多个试验对同一路用性能指标进行评价。
（3）对聚酯纤维进行研究，使纤维加入混合料后分散更均匀，更容易与混合料中的沥青发生有利反应。
通过以上研究试验，可以得到更好性能的纤维混合料，使其在路面应用中寿命更长。研究更广领域的石料、纤维掺量、配合比可以在成本与效果上找到临界点，提高经济效益。同时对纤维改性、分散、吸油等进行研究，可以减少施工麻烦，提高工程效率。
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谢辞
本论文是在王念老师的细心指导下完成的。初期由于经验匮乏，在很长一段没能理清思路，如果没有王老师的督促指导，完成论文难度可想而知。老师平时工作繁忙，但在我做毕业设计的每个阶段都对我耐心提醒、细心指导。老师深厚的学术功底和开阔的眼界使我的论文更加专业，更加严谨。在此向王老师表示衷心地感谢！老师严谨治学的态度，开拓进取的精神和高度的责任心都将使我受益终生！
同时还要感谢同组设计成员王代勇、黎明航、赵伯阳、唐森、张波在实验过程提供的帮助。是你们在平时设计中和我一起探讨问题，并指出我设计上的误区，使我能及时的发现问题把设计顺利的进行下去，没有你们的帮助我不可能这样顺利地结稿，在此表示深深的谢意。
在实验过程中还得到了学校道路实验室老师的大力支持。在此，衷心的感谢你们给予的理解、支持和帮助！
最后感谢各位老师对本文的评阅和指导。
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参考文献
[1]鲁华英．纤维沥青混凝土的作用及机理[A]，中外公路，201*．
[2]陈刚．聚酯纤维沥青混凝土路用性能及应用研究[B]，现代企业文化，201*．[3]张鸿．聚苯胺复合导电纤维的制备与应用基础研究[A]，大连理工大学，201*．[4]郭乃胜．聚酯纤维沥青混凝土的静动态性能研究[J]．大连海事大学，201*．[5]LeibeeBK,ModrakJP.Premixinjectionsystemforasphaltcompositions[P].USPatAppl,US4662759.1987.
[6]Reyerol,Processandapparatusfordispersionandproportioningoffiberusedinthebuildingsectoringenera[P].USPatAppl,US5470145.1995.
[7]刘明，于洋．软纤维沥青混凝土的研究现状[A]，科技创新导报，201*．
[8]彭波，戴经梁，李文瑛．应用博尼纤维加强沥青混合料性能研究[J]．公路交通技术，201*，（2）．
[9]王林攀．聚酯纤维沥青混合料性能及工程应用研究[M]，合肥工业大学，201*．[10]BradleyJ.Putman,effectsoffiberfinishontheperformanceofasphaltbindersandmastics,AdvancesinCivilEngineering,Volume201*,ArticleID172634,11pages.[11]胡敢峰．纤维沥青混凝土改性机理的分型研究，重庆交通大学，201*．[12]马炬龙，沥青路面应用聚酯纤维改性的技术探讨[A]，工程科学，201*，（7）．[13]薛明，朱玮玮，张俊，杨保兴．基于参量优化设计的聚酯纤维沥青混合料性能评价[B]，公路交通科技，201*，（06），5-8．
[14]胡建福．掺聚酯纤维对普通沥青混合料性能的影响研究[J]，浙江科技学院学报，201*，（3）．
[15]马朝庆．浅述纤维沥青混凝土的作用及机理[J]，山西建筑，201*．[16]王颖．浅析纤维对沥青混合料的作用[B]，交通科技与经济，201*．
[17]王成平，王争．掺聚酯纤维沥青混合料性能评价及施工工艺研究[A]，公路交通技术，201*，（6）．
[18]孙艳红,聚酯纤维沥青混凝土路用性能研究，石油沥青，201*，22（2），31-34．[19]谭春霞．聚酯纤维改善沥青混凝土路用性能的时效性研究，重庆交通大学，201*．[20]林菘．聚酯纤维在沥青混凝土中的应用[A]，合成纤维工业，201*．
[21]金海龙．聚苯乙烯改性沥青的高温性能化和稳定化研究，上海交通大学，201*．[22]马翔．沥青混合料高温性能评价方法与技术标准探讨[J]，公路，201*．
201*届材料科学与工程专业毕业设计（论文）
[23]高福权．聚酯纤维沥青混凝土路用性能研究[D],哈尔滨：东北林业大学，201*．[24]崔英明，刘家敏．聚酯纤维对沥青砼路用性能作用分析[A]，四川建材，201*，36（2）．
[25]姜舰，潘洪祥，王兵．纤维加筋沥青混凝土抗裂性能研究[J],中外公路，201*，（10）．
[26]谭忆秋．沥青与沥青混合料，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，201*．[27]JTJ052-201*，公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S]．[28]谢正武．沥青混凝土路用纤维的应用探讨[B]，交通世界，201*．
[29]张俊．纤维沥青混凝土加筋稳定机理研究[D]，上海：同济大学出版社，201*．[30]孙同策，孙国忠．纤维沥青混凝土试验及应用[J]，公路交通科技，201*，（2）．[31]王旭芳．纤维对沥青混凝土性能影响的试验研究[J]，水资源与水工程学报，201*．
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