纤维沥青混凝土的高温性能试验研究

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1、第三部分：交通土木建筑工程～●P一辟擤a’目督#}丹爿■爿FjE☆脚■O"：j●c：r／．dTr≈”p一庸廿一矿～‘僦}r‘一t，r‘々偕一W蹦‘纤维沥青混凝土的高温性能试验研究郭乃胜，赵颖华(大连海事大学道路与桥梁研究所，辽宁大连116026)摘要：应用马歇尔试验和车辙试验的方法，对不同纤维掺量和长度的聚酯纤维沥青混凝土的高温稳定性能进行了研究。通过对试验结果的分析比较，提出了合理纤维长度范围和最佳纤维掺量为0．20,4，同时对纤维增强的作用机理进行了分析，结果表明沥青混凝土中加入聚酯纤维后提高了其高温稳定

2、性能，在纤维掺量大于眈％时应适当增加沥青用量0．2％。关键词：聚酯纤维沥青混凝土；作用机理；掺量；长度0引言纤维沥青混凝土是由纤维和沥青混凝土基体两部分组成的一种新型复合材料。自20世纪70年代以来，欧美等许多国家对沥青路面路用纤维的研究达到高潮【l叫。美国、加拿大等国已利用纤维修筑了高速公路及其他大交通量的公路，通过观测和研究，加^纤维可以改善沥青路面的高温稳定性，疲劳耐办性，并目具有低温抗裂和防止反射裂缝的性能。众所周知，沥青和沥青混合料的路用性能在很大程度E受到当地地理气候条件的影响，而我国幅员辽阔，有

3、些地区夏季酷暑、冬天严寒、温差变化很大，比世界E绝大部分地区都要严重。国外或其他地区的新技术新结构在他们的气候条件下町能是完善的，但任何指标都有着—定的气候局限性，不可以照搬，我们需要i置合于我国地理气候条件的先进路用材料和技术。我国从20世纪90年代开始进行聚酯纤维沥青混凝土的研究【4'习，且已经应用于高等级公路路面工程中，但其研究成果和应用范围却还十分有限。本文对聚酯纤维沥青混凝土的高温稳定性能进行了_定的试验研究，并通翘刘鼍雠的不同长度、不同掺量的结果比较提出了最佳纤维掺量和合理的纤维长度。1试验材料基

4、本性状1．1纤维沥青混合料的材料组成(1)沥青采用辽河一9侧沥青；(2)纤维选取【I陈泰安产聚酯纤维长度为6mm，12mm；(3)矿料级配类型遴降坑滑层AK一13A，矿料采用玄武岩碎石，石灰岩石屑、矿粉；(4)纤维掺量为沥青混合料总质量的O，0．15％，O．2％，0．25％。1．2沥青混合料的基本性状本试验采用的沥青材料的主要技术指标见表1。普通沥青混合料与纤维沥青混合料都采用同样的集料和填充料，其性能指标见表2、表3。表1沥青试验的物理性能指标材料种类材料来源软化点(环球法y'c针入度(25"C，1009,

5、5s)／0．1mm延度(25"Cycm密度(25"Cyg．锄‘3表2集料性能指标表3填充料的性能指标557名称产地密Wg．cm"3亲水系数含水量‘o。。。。’。。’。。。。‘o‘。--●-。。。。。。。。。。。__●_■oooo一石屑辽宁铁岭2．725矿粉辽宁大连2．656

6、高达160"C以上，而经过特别工艺加工成的聚酯纤维在240"C颜色不变，说明其材料分子结构没有被破坏，较高的熔点温度说明其高温稳定性好。断裂延伸率表征纤维的强度及韧性，断裂延伸率越大说明该材料的韧性越好，不宜拉断，这样掺人沥青混合料中就可改善其抗裂及抗拉性能。而聚酯纤维具有38％的断裂延伸率。这样在昼夜温差的热胀冷缩及夕卜力冲击等的影响下，聚酯纤维沥青混凝土可以承受较大的拉伸变形。综E所述，聚酯纤维艮有敬好的高温稳定性与断裂延伸率，作为沥青混凝土纤维加强筋，能够很好的提高沥青路面的力学性能。表4列出了聚酯纤维

7、的主要性能参数。，表4聚酯纤维的性能参数注：弹性模量是伸长率为5％时的实测值。2纤维沥青混凝土的马歇尔试验研究2．1马歇尔试验结果分析考虑到在普通沥青混合料中加入纤维后，沥青的用量一定有所增加，同时考虑到试验的经济性，经过优化对比分析，采用先得到普通沥青混合料的最佳沥青用量，然后确定增加沥青用量范围为0～O．6％，最后确定纤维沥青混合料的最佳沥青用量。本次试验严洛按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》网进行。按照高等级公路马歇尔试验技术标准中的抗滑层沥青混凝土指标要求确定沥青最佳用量及各力学物理指标，结果见

8、表5、表6。表5不同沥青用量及纤维(6mm)掺量的马歇尔试验结果当纤维长度为6n'Lrn时的不同纤维掺量及不同沥青用量所对应的沥青混凝土密度、孔隙率、饱和度、稳定度及流值的变化J隋况见表5。当纤维掺量为0．15％、O．2％、O．25％时，在沥青用量不变的情况之下，随着纤维的加入，密度减小，孔隙率减小，饱和度增大。另外，在纤维掺量—定的情况下，随着沥青用量的增加，孔隙率2005·8中国·大连第三部分：