沥青路面用棉秸秆纤维的制备及性能研究

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1、分类号:TB310710-2013231013专业硕士学位论文沥青路面用棉秸秆纤维的制备及性能研究杨茜导师姓名职称刘开平教授李祖仲副教授专业学位类别申请学位类别硕士材料工程及领域名称论文提交日期2015年5月5日论文答辩日期2015年6月5日学位授予单位长安大学StudyonthePreparationandPerformanceofCottonStalkFibersinAsphaltMixtureAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YangXiSupervisor：Pro.fLiu

2、KaipingAPLiZuzhongChang’anUniversity,Xi’an,China摘要纤维沥青混合料因其优良的高温稳定性、低温抗裂性及抗水损害性能被广泛应用于沥青路面工程。目前，可用于沥青混合料的纤维类型众多，制备工艺复杂，制造成本高。棉花为锦葵科草木类植物，其秸秆富含植物纤维。为了解决棉秸秆资源浪费和环境污染问题，挖掘棉秸秆潜在的可利用价值，进一步拓展棉秸秆的应用范围，探索新型路用棉秸秆纤维的制备与性能评价具有重要的现实意义。基于棉秸秆成分和技术特性，提出将棉秸秆加工成一种可掺入沥青混合料的纤维材料，并对其路用性能进行评价

3、。首先，根据棉秸秆的结构构造和纤维束的分离原理，分析已有纤维加工设备的适应性，选用水平磨盘研磨机、垂直磨盘研磨机、立盘爪式粉碎机、刀片式剪切机、锤式粉碎机，进行棉秸秆纤维制备，评价制备后纤维的技术性能，确定棉秸秆加工设备为刀片式剪切机；随后，在不同工艺条件下，制备棉秸秆纤维，分析其技术性能的差异，确定合理的制备工艺参数。综合所选用的设备和加工工艺参数，确定棉秸秆的最佳制备工艺流程：棉秸秆预处理、锤式粉碎、高速剪切分散、烘干后处理，棉秸秆预处理阶段分为初步碾压与剪切、浸泡，在饱和面干状态进行锤式粉碎，然后在刀片式剪切机中高速剪切分散。最后，

4、得出适用于沥青混合料的棉秸秆纤维长度分布在1~6mm。设计吸油率和纤维耐热老化试验方法，评价棉秸秆纤维的吸油性和耐热性，并于木质素纤维进行对比，结果表明：棉秸秆纤维吸油性略小于木质素纤维，在高温下长时间保存，棉秸秆纤维老化变脆，但性能基本趋于稳定。研究成果为棉秸秆纤维在沥青混合料中的应用提供参考。关键词：沥青路面棉，秸秆纤维，加工设备，制备工艺参数，路用性能IAbstractThefiberasphaltmixtureiswidelyusedinasphaltpavementengineeringbecauseofitsexcellent

5、hightemperaturestability,lowtemperaturecrackresistanceandresistancetothefiberasphaltmixture.Atpresent,manytypesoffiberscanbeusedforasphaltmixture,however,itspreparationtechnologiesareverycomplex,andthemanufacturingcostishigh.Cottonplantsbelongtomalvaceaevegetation,andthes

6、trawisrichinfiber.Inordertosolvetheproblemofwastingcottonstrawresourceandenvironmentalpollution,reducethecostofexistingresources,andtowiderangeofapplicationofcottonstalks.Thispaperexploresthenewwayofpreparationofcottonstalksfiber.Itisimportantsignificancetomakeaseriesofro

7、adperformanceevaluation.Basedoncottonstalkcompositionandtechnicalcharacteristics,thepaperputsforwardthecottonstalkintoakindoffibermaterialwhichcanbemixedwithasphaltpavement.Andthepaperevaluatestheroadperformanceofcottonstalkfiber.Firstofall,accordingtothestructureofcotton

8、stalkandthebasicseparationprincipleoffiberbundle,makingtheanalysisoftheadaptabilityofexistingfib