不同纤维改善沥青混合料性能探究

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1、不同纤维改善沥青混合料性能探究　　摘要：路用纤维的掺入能有效改善沥青混合料性能。本文通过选取木质素纤维、聚酯纤维、矿物纤维等三种道路纤维进行了马歇尔试验、高温车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验，用以评价不同纤维改善沥青混合料的性能。研究结果表明，不同纤维对沥青混合料的路用性能均有较好改善，但是不同的纤维之间还有一定区别。关键词：纤维、沥青混合料、路用性能、改善中图分类号：TQ177.6+3文献标识码：A文章编号：1引言纤维应用于沥青混合料能够取得良好的路用性能，在稳定性、耐久性、疲劳性能以及抗冲击性能上都有显著的改善，但我国的路用纤维研究总体上落后于国外

2、，特别在有机纤维、植物纤维以及矿物纤维的性能及应用研究上。鉴于纤维在道路上的优点以及前景，本文通过选取木质素纤维、聚酯纤维、矿物纤维等三种道路纤维进行了马歇尔试验、高温车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验，用以评价不同纤维改善沥青混合料的性能，为我国的道路行业提供指导性的研究结果。2材料2．1沥青本试验采用盘锦AH-90#重交通沥青.72.2集料本试验采用陕西石灰岩、机制砂和矿粉。本实验的混合料矿料级配均采用AC-13中值。2.3纤维本试验采用的三种纤维主要性能技术指标如表2所示表2三种纤维的主要技术指标2.4最佳纤维用量本研究通过长安大学张超教授提出的“

3、应变能指标”[2]确定三种纤维的最佳纤维用量。在最佳纤维用量下，制作马歇尔试件，其马歇尔技术指标如表3所示。表3不同纤维在最佳用量下的沥青混合料技术指标3路用性能试验分析为了对比检验不同类型纤维对沥青混合料路用性能的改善效果，根据每种纤维各自的最佳含量下，对其混合料的各种路用性能指标进行分析研究。3.1高温车辙试验及分析7车辙试验是评价沥青混合料在规定温度条件下的抵抗塑性流动变形的能力方法，一般认为沥青混合料的车辙试验评价指标与沥青混合料的高温稳定性呈正相关的关系[3]。在沥青混合料中加入不同纤维，比较不同纤维对沥青混合料高温抗车辙性能的改进作用以及不同纤

4、维改进作用的差别。其车辙试验结果如表4所示。表4不同纤维沥青混合料车辙试验结果对比试验结果分析：纤维的加入对混合料的高温稳定性均有一定的改善提高。不同纤维对混合料的高温稳定性影响不同。在三种纤维中影响最为显著的是聚酯纤维。聚酯纤维对混合料的动稳定度提高了27.1％；其次是木质素纤维，提高了21.4％；矿物纤维对混合料的动稳定度提高了12.9％。纤维的加入对沥青混合料的高温稳定性均有一定的提高。在这三种纤维中，尤其以聚酯纤维对混合料的高温稳定性提高最为明显，其次依次是木质素纤维和矿物纤维。3.2低温性能试验及分析低温弯曲试验作为确定纤维在混合料中最佳含量的试

5、验方法，是评价混合料低温性能的主要指标。以剪切试验仪分别对有机纤维、植物纤维以及矿物纤维混合料以及无纤维混合料进行低温小梁弯曲试验，研究各种纤维对沥青混合料低温性能的改进作用以及不同纤维改进作用的差别。三种纤维在各自最佳含量下的混合料低温弯曲试验性能指标如表5所示：表5三种纤维在各自最佳含量下的混合料低温弯曲试验性能指标如表7试验结果分析：三种纤维沥青混合料的抗弯拉强度都有不同程度的提高，聚酯纤维具有良好的力学性能，均匀的分散在沥青混合料中，提高了沥青混合料的整体的力学性能，聚酯纤维的抗弯拉强度提高最大，比无纤维混合料高出19.6％；木质素纤维的抗弯拉强度

6、最小，比无纤维混合料高出8.2％；矿物纤维混合料的比无纤维混合料高出12％由于沥青混合料中加入了纤维，纤维沥青混合料的延展性有明显改善[4]，纤维沥青混合料的弯拉应变都有增大。其中，木质素纤维的拉应变最大，高出了无纤维混合料约25.3％；聚酯纤维和矿物纤维的弯拉应变相近，比无纤维混合料高出约12％。由上表可以看出，加纤维的混合料在低温下的破坏力和劲度模量降低，低温抗裂性能提高。在环境温度较低的条件下，沥青混合料的劲度模量低一些有利于混合料的低温表现。三种纤维低温抗裂性能：聚酯纤维＞木质物纤维＞矿物纤维。在沥青混合料中加入了纤维，增加了材料之间的粗糙度和摩擦

7、力，使得纤维沥青混合料的应变能都有较大提高，但三种纤维沥青混合料的差距很小。3.3水稳定性研究7本研究主要通过浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验来分析不同纤维对沥青混合料的改善影响。(1)浸水马歇尔试验结果对比浸水马歇尔试验是技术规范中检验混合料水稳定性的常规方法。试验方法是采用标准击实法成型直径101.6±0.2mm、高度63.5±1.3mm的马歇尔试件，并将试件分别置于60℃的恒温水浴中浸水保温30～40min和48h，然后用自动马歇尔稳定度实验仪分别试验上述试件的非条件和条件马歇尔稳定度和，并按照=/*100计算试样的浸水马歇尔残留稳定度，比较不同纤维对试

8、样浸水马歇尔残留稳定度的影响[5]。其测试结果如表6所示表6浸水马