不同纤维沥青混合料的路用性能研究.pdf

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1、第6期（总第176期）No.6(SerialNo.176)2014年12月CHINAMUNICIPALENGINEERINGDec.2014DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2014.06.003不同纤维沥青混合料的路用性能研究王　宇（天津城建设计院有限公司，天津300073）摘要：选择木质素、聚酯、玄武岩和聚丙烯腈4种不同的纤维，分别从高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损和抗疲劳方面研究纤维的种类和掺量对沥青混合料性能的影响，并与未掺加纤维的混合料进行对比。结果表明：4种纤维均能不同程度地改善沥青混合料的路用性能，根据动稳定度指标确定木质素纤维

2、、聚酯纤维、玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维的最佳掺量分别为混合料质量的0.3%、0.2%、0.3%、0.3%；在几种纤维中，玄武岩纤维提高沥青混合料性能的幅度最大，建议采用掺量为0.3%的玄武岩纤维来提高沥青混合料的路用性能。关键词：纤维；沥青混合料；掺量；路用性能中图分类号：U414.75文献标志码：A文章编号：1004-4655(2014)06-0008-03近年来我国交通量急剧增大，大型载重车辆比粗细集料为玄武岩，矿粉为磨细的石灰岩。经检验，例较高且超载严重，沥青路面的车辙、雍包、开裂、粗细集料及矿粉均能满足我国现行规范要求。松散等早期破坏更加严重，许多高速公路在

3、通车仅1.2纤维2～3a后便出现严重的早期病害，无法满足设计使选用的4种纤维分别为木质素、聚酯、玄武岩[1-3]用年限的要求。因此，如何改善沥青混合料的路和聚丙烯腈纤维，主要技术性能指标见表1。用性能，延长沥青路面的使用寿命已成为国内外道表14种纤维的主要技术性能指标路工作者面临的首要问题。为此，广大道路工作者指标木质素纤维聚酯纤维玄武岩纤维聚丙烯腈纤维主要从3个方面开展大量试验和尝试[4-5]：一是通过纤维直径/μm44.520.15.018.2短切长度/mm1.26.06.06.0优化混合料的矿料级配来改善沥青混合料的高温稳吸湿率/%13~158.5＜0.11

4、.0定性；二是通过降低沥青胶结料的温度敏感性以改熔点/℃170＞2491500327-3善混合料抵抗永久变形的能力；三是通过掺加纤维比重/g·cm0.911.382.601.18弹性模量/GPa3.530≥9517来增强沥青混合料的整体性能。抗拉强度/MPa＜300＞500≥3000＞910纤维作为一种新型的路用材料受到广大专家学断裂延伸率/%20＞503.224者的关注。已有工程实践表明，纤维的掺入可以显2　混合料配合比设计[6]2.1　矿料级配著提高沥青混合料的高低温及抗水损性能。针对4种纤维对沥青混合料性能的影响进行研究，分别矿料级配采用面层中常用的AC-1

5、3级配，混从高低温、水稳和疲劳方面研究不同的纤维掺量条合料中各档矿料的通过率见表2。件下沥青混合料路用性能的差异，以期为纤维在沥表2混合料中各档矿料的通过率青路面建设中的应用提供一定依据。AC-13各档矿料的通过率/%1　试验原材料级配16.013.29.54.752.361.180.600.300.150.075设计级配10094.172.552.339.224.016.411.98.44.91.1　沥青和集料2.2　最佳沥青用量的确定选用的沥青为SK70号基质沥青，混合料中的通过马歇尔试验法确定未掺纤维的普通沥青混合料的最佳油石比，再将4种纤维分别在掺量为混收

6、稿日期：2014-07-16合料质量的0.1%、0.2%、0.3%和0.4%下加入混作者简介：王宇（1982—），男，工程师，本科，主要从事合料中，确定不同的纤维种类及掺量条件下混合料道路工程的设计及研究工作。8王宇：不同纤维沥青混合料的路用性能研究2014年第6期的最佳油石比（见表3）。加55.3%；聚酯纤维的掺量为0.2%时沥青混合料的动稳定度最大，增幅为65.9%；聚丙烯腈纤维在表3不同纤维沥青混合料的最佳油石比%掺量/%掺量为0.3%时动稳定度最大，增幅为78.1%；玄纤维种类0.10.20.30.4武岩纤维在掺量为0.3%和0.4%时沥青混合料的无纤维4

7、.6木质素纤维4.84.95.05.1动稳定度较大且两者相差不大，增幅分别为92.1%聚酯纤维4.74.95.05.1和97.3%。4种纤维在最优掺量时其混合料动稳定玄武岩纤维4.74.74.84.9聚丙烯腈纤维4.74.84.95.0度大小排序为：玄武岩纤维＞聚丙烯腈纤维＞聚酯3　不同纤维沥青混合料的路用性能纤维＞木质素纤维。3.1　纤维沥青混合料的高温性能3）纤维的掺入可以改善沥青混合料的高温稳按照我国试验规程的相关要求，采用国产车辙定性，这是因为在混合料中掺入纤维后，沥青的化试验评价纤维沥青混合料抵抗高温变形的能力。将学组分发生变化，油分等轻质组分被纤维吸附

8、，使未掺纤