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纤维稳定剂是沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)的重要组成部分,起到吸油加筋的作用,同时能够显著提高混合料路用性能,延长了道路使用寿命。镍铁矿渣纤维是一种新型环保、变废为宝的无机材料,具有较高的强度以及良好的耐热性能、抗腐蚀性和抗老化性能。本文选取3种化学成分不同的镍铁矿渣纤维,分别命名矿质2号、矿质3号、矿质4号,研究这3种矿质纤维对SMA-13沥青混合料路用性能的作用效果,以选出性能较好的新型纤维稳定剂。本文首先进行原材料的性能研究及矿质纤维SMA-13配合比设计,同时对比分析3种矿质纤维的化学成分、微观形貌以及吸油性;然后采用流变学的方法和扫描电镜观测,研究沥青胶浆性能及微观特性;在原材料试验和配合比设计基础上,进行SMA-13沥青混合料的马歇尔试验、高温车辙试验、低温弯曲试验、水稳定性试验及析漏飞散试验,对木质纤维和3种矿质纤维在不同掺量下SMA-13路用性能进行横向对比研究;最后采用自组织神经网络(SOM)聚类评价法对SMA-13在不同纤维掺量下路用性能相近的混合料聚类区分,综合评价混合料路用性能的优劣性能。通过对矿质纤维沥青胶浆特性及SMA-13混合料路用性能研究,得到以下结论:(1)原材料的各项指标均能满足规范的要求,吸油率大小排序依次为木质纤维、矿质3号、矿质2号、矿质4号。通过马歇尔试验,确定出不同掺量的3种矿质纤维和木质素纤维所对应的最佳油石比。(2)掺加矿质3号纤维沥青胶浆的高低温性能最好,掺加矿质4号纤维沥青胶浆的高低温性能最差;矿质3号纤维表面包覆沥青的均匀程度和与沥青交界处的连续性均要优于2号和4号矿质纤维,说明3号矿质纤维与沥青的相容性更好,4号矿质纤维较差。(3)掺量为0.4～0.5%矿质3号纤维的沥青混合料比掺量为0.3%木质纤维的沥青混合料的高低温稳定性和水稳定性较好,即路用性能较好。3种矿质纤维横向对比可知,在同等纤维掺量下,掺加矿质3号的沥青混合料路用性能最好。(4)木质纤维的析漏损失和飞散损失均最少,说明木质纤维的吸油性强于矿质纤维;3种矿质纤维横向对比可知,在同等纤维掺量下,矿质3号沥青混合料的析漏损失和飞散损失较小,说明矿质3号吸油性较好,这与纤维吸油试验结果相吻合。(5)通过SOM神经网络训练后的聚类结果与路用性能试验结果综合分析,确定出掺加0.4%与0.5%矿质3号的混合料最好,掺加0.4%与0.5%矿质2号、0.3%木质纤维的混合料要好于掺加0.3%矿质2号与0.3%矿质3号的混合料路用性能,掺加0.3%、0.4%与0.5%矿质4号的混合料最差。