沥青混凝土面层路用性能研究之一

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1、沥青混凝土面层路用性能研究之一§5-1原材料性能分析一、原材料性能1纤维性能聚酯纤维是大分子链中各链节通过脂基相连的高聚物纤维，一般为乳白色并带有丝光，表面光滑，横截面近于圆形，具有低的回潮率，其耐热性能较好，软化点为230℃~240℃，熔点为255℃~265℃，在火中燃烧，会发生卷曲，并熔成珠，有黑烟及芳香味。因低的吸湿返潮性，其导电性较差。聚脂纤维除耐碱性能较差外，具有良好的化学稳定性、耐酸和耐微生物性能，以及较强的不受一般非极性溶剂侵蚀的能力。强度高，延伸度适中，模量高，回弹性好。目前市场上沥青路用的聚脂纤维产品主要有BoniFi

2、bers和GoodRoadⅡ。GoodRoadⅡ是一种聚酯材料，是从石油中提炼的聚酯化产品，其主要物化性质指标如下：?化学成分聚脂?纤维类型单丝?直径0.02mm+0.005mm?丹尼尔6.1dpf?长度6mm?比重1.38g/cm3?颜色自然色（白色）?熔点温度大于480F(249℃)?燃点温度大于1，000F(556℃)?抗拉强度77，255psr(517Mpa)?断裂延伸率最大50%?湿度恢复0.2%?卷曲性无GoodRoadⅡ聚脂纤维的拉伸应变（>50）与几种常用纤维（BoniFibers为33±9，Dolanit为8～12）相

3、比最大，抗拉变形能力强的纤维，表现在混合料中结构断裂时，其阻裂效果好，具有良好的增韧性，使沥青路面即使产生了裂缝，也不会出现破碎松散现象。从拉伸强度看，GoodRoadⅡ的拉伸强度比Dolanit小，比BoniFibers大，纤维的加强作用同沥青与纤维以及沥青与矿料形成的界面强度关系密切，只有当纤维的拉伸强度与其界面强度相协调才能充分发挥其增强性能，这是因为当纤维拉伸强度远大于界面强度时，由于两种材料的变形协调性不一致，可能使得纤维极易从混合料中拔出，不能将结构内产生的应力通过纤维分散到基体上；另一方面纤维强度与界面强度相差不大时，根本

4、就起不到增强效果，纤维只是起到象填料一样的填充作用，所以纤维的选择应同沥青的使用相结合，使两者“配伍”得当。长径比也是纤维增强材料的一个重要指标，长径比大，其力学性能也会随着增强，但过长过细的纤维在拌和中易结团，纤维分布不均，影响其工作性和纤维加强性能的发挥。若长径比太小，则其力学增强效果不明显。另外，对纤维的技术指标作了如下试验：（1）纤维耐热性实验由于混合料拌和施工中，温度可能达到180℃~200℃，则要求纤维具有良好的耐热稳定性，不会因受热而产生物化反应，影响使用效果。因此，本课题对所用纤维进行了耐热性试验。试验方法是取GoodR

5、oadⅡ纤维若干，放入烧杯中，在163℃的烘箱中恒温5小时进行观察，观察到纤维的颜色、形态无明显变化，（2）纤维吸湿性试验纤维吸湿性对沥青混合料水稳性影响较大，如果吸湿性大，一方面纤维易受水侵蚀而变质，另一方面水分浸入使纤维沥青界面产生浸蚀与湿胀，出现界面剥离现象，从而降低混合料抗水害性能。通过测试纤维形态变化和吸水率大小可反应纤维的吸湿特性。试验方法：取纤维三份，放入烧杯中，用感量为0.001克的天平准确称量纤维的质量和烧杯的质量。然后将纤维连同烧杯一起置于温度为20℃，相对湿度为90%的保湿箱中。定时测试纤维的形态和质量的变化情况，

6、经过5d后，测出纤维的吸湿情况。结果为GoodRoadⅡ的平均吸湿率为10.21%，吸湿性较小。（3）网篮析出试验根据界面化学理论[14]，处于物系平衡状态下的各相相接触的交界面——界面或界面相，在分子力的作用下连续发生组分或者能量上的变化，在界面接触处形成新的相，甚至产生新的物质，使其表面吉布斯自由能降低，从而使体系处于较稳定的状态。在沥青处于高温状态下，纤维同沥青相互作用，使得纤维这种固态物质表面对液态沥青产生了吸附和湿润现象。而这种吸附作用又可分为化学吸附、选择性吸附和物理吸附之分，前者发生的机率较小，因为沥青与纤维（无论是有机纤

7、维、矿物纤维还是玻璃纤维）在150℃左右基本上处于惰性状态，产生的化学吸附较少，而选择性吸附主要体现在沥青中的小分子物质吸附在纤维的表面上，物理吸附主要是液态沥青在纤维表面的浸润与覆裹。测试一定温度下纤维沥青的平均析出量，并由此评价纤维的可持沥青能力。试验中按照纤维与沥青的最佳比例进行掺配（根据其物化性能以及厂家建议，GoodRoadⅡ以混合料总量的2.25‰加入），比例为1：20。取纤维10克，放入到200克沥青中，在150℃左右拌和均匀，分别取40克纤维沥青混合物两份，经完全冷却后，放到自制的网孔直径为0.25㎜的网篮中，在140℃

8、的温度下恒温2小时，其中每隔30min，测试沥青的滴落量。结果为30、60、90、120min时，析出沥青百分率分别为28.25%、34.75%、35.48%、38.45%。说明140℃时GoodRoadⅡ