对沥青混合料sma中添加玄武岩纤维和纤维木质素纤维作用的简单分析

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1、对沥青混合料SMA中添加玄武岩纤维和木质素纤维作用的简单分析前言SMA混合料可以认为由两部分组成：一是由粗细料构成的空间骨架结构；二是由沥青、矿粉、纤维构成的玛蹄脂。玛蹄脂填充骨架的空隙，形成密实结构的沥青混合料。因此，SMA必须使用纤维材料作为沥青稳定剂。相对SMA来说，普通沥青混合料（AC）对沥青稳定剂无要求，但随着路面的荷载持续增大，改性沥青逐步形成路面的标准配备，相应的沥青稳定剂——纤维也被赋予更多的作用特点。1、纤维的分类纤维种类很多，有天然纤维和人造纤维，有无机纤维和有机纤维。SMA应用

2、初期主要使用石棉纤维，出于对人体健康的考虑，石棉纤维在许多国家已经禁止使用。现在许多新型的纤维材料代替了石棉纤维，在各种路面上应用广泛。1.1木质素纤维木质素纤维是植物纤维，植物在加工成纸浆和纤维浆液过程中，通过物理、化学处理，形成棉絮状木质素纤维。颗粒状纤维是将木质素纤维与沥青按2：1或4：1质量比拌制而成。木质素纤维原料丰富，价格低廉，在我国使用广泛。其缺点是：易吸水腐烂、耐热耐磨性较差。典型的国产絮状木质素纤维技术性质如表1.1。表1.1絮状木质素纤维技术性质技术指标标准外观絮状湿度约5%相对

3、密度1.40pH值约7.5粒径分布（AIpine空气筛）<800μm约85%<200μm约50%<32μm约15%1.2聚酯纤维在聚合物化学纤维中，聚酯纤维(涤纶)和聚丙烯腈纤维(腈纶)是最通用的纤维品种。一般而言，聚酯纤维是人工有机合成纤维，按生产厂家介绍：其分子链长、强度高、在溶剂中不溶胀、吸油率高、耐温性强、分散性好、强度高，能有效改善沥青胶体结构，形成三维分散状态，起到加筋作用，并且能使沥青、矿粉等组分在沥青混合料中均匀分散，可有效地防止胶团和泛油。国内聚酯纤维生产厂家较多，典型的技术性质如

4、表1.2。表1.2聚酯纤维技术性质名称参数名称参数纤度2.03dtex抗拉强度1200MP直径20μm断裂伸长率14.5%密度1.38g/cm2吸油率6.8~7.0倍熔点250℃回潮率<0.4%燃点500℃织物数80~90万根/g颜色白色分散性很好1.1聚丙烯腈纤维聚丙烯腈纤维和聚酯纤维一样，同属于人工有机合成聚合物纤维。国内很多文献均指出：它拥有高抗拉强度、良好的吸油性、耐高温、不溶胀、吸附性强、化学性质稳定等特点。在沥青混合料中，不仅能充当稳定添加剂，更能改善胶体的结构，起到加筋的作用。典型的技

5、术参数如表1.3。表1.3几种聚丙烯腈纤维技术参数表技术指标IIIIIIIV纤度(dtex)0.9~2.10.9~2.10.9~2.12.1~2.7标称直径(mm)0.010~0.0150.010~0.0150.010~0.0150.015~0.020长度(mm)6±1.56±1.56±1.56±1.5比重(103Kg/m3)1.181.181.181.18颜色淡黄色抗拉强度(MPa)500~900500~600800~1000500~600断裂伸长率(%)2020±515±525±5弹性模量(GP

6、a)12~177~910~208~10熔点(℃)>220纤维数量(根/Kg)8.7亿11亿11亿6.6亿1.2矿物纤维矿物纤维是由岩石为原料，通过高温抽丝而成，与其它纤维相比，具有较高的抗拉强度，抗老化性能好，高温稳定性尤为出色。在美国，较为推崇使用矿物纤维。许多矿物纤维公司研究人员对木质素纤维吸收沥青这一点有质疑。他们认为：木质素纤维本身有吸收沥青的作用，需要多加0.4~0.7%的沥青，通常要比矿物纤维多用0.5%的沥青，这些沥青吸收在木质素的中空管中，而被吸入纤维内部的沥青既不增加沥青油膜的厚度

7、，也不提高路面的强度，相反使沥青用量增加，成本提高，所以吸收沥青是优点，也是缺点。另外，木质素纤维受潮后，会影响沥青与集料间的粘结强度。也有研究认为矿物纤维与集料（纤维主要是玄武岩）属同一种材料，耐老化，特别有利于沥青混合料的再生利用。目前国内使用较多的是玄武岩矿物纤维。其以玄武岩为原料，在1600℃高温下熔融提炼抽丝而成。据介绍它拥有极好的抗拉强度、良好的抗老化性能、良好的化学稳定性、大范围的工作温度，可以适用于各种沥青混合料。此外，还有矿渣纤维、玻璃纤维、钢渣纤维、钢纤维等等。目前名气较响的福倍

8、安道路专用矿物纤维，性能指标见表1.4。表1.4福倍安道路专用矿物纤维性能指标项目性能指标直径平均5μm长度平均6mm相对密度2.60熔点1500℃通过率250μm95%63μm65%2、纤维拌合情况对比就以下不同纤维的表面情况和使用特点列于表2.1中。表2.1纤维的技术指标与使用情况对比纤维类型表观性质干拌后表观主要作用推荐应用目标推荐添加量木质素纤维1絮状絮状，无明显纤维特征吸附沥青，提高沥青用量；使用过程中可略延缓沥青老化；SMA0.2~0.3%木质素纤维2颗粒