試述纖維對瀝青混合料高溫性能影響

1、<p>　　試述纖維對瀝青混合料高溫性能影響</p><p>　　摘要：隨著科學技術的進步，現(xiàn)代交通對瀝青路面提出了越來越高的要求。由于纖維的加入改善了瀝青混合料的性能，促使瀝青路面抗高溫及穩(wěn)定性能得到改善。因此，筆者就瀝青混合料高溫穩(wěn)定性能進行分析。 </p><p>　　關鍵詞：纖維；瀝青；混合料；高溫性能 </p><p>　　中圖分類號：TQ522

2、.65 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p>　　纖維在瀝青混合料中的應用可以追溯到20世紀60年代，加拿大人N.M.Davis首次研究了纖維對瀝青路面的抗反射裂縫性能的改善作用，而后在歐美許多國家興起了纖維加強路面技術的研究高潮。纖維是經(jīng)過化學處理得到的有機纖維，外觀為棉絮狀，呈白色或灰白色。由于處理溫度高達250℃以上，在通常條件下是化學上非常穩(wěn)定的物質，不為一般的溶劑、酸、堿腐蝕，具有無毒、無味、無

3、污染、無放射性的優(yōu)良品質，不影響環(huán)境，對人體無害，屬綠色環(huán)保產(chǎn)品。 </p><p>　　一、纖維在瀝青混凝土路面中的作用 </p><p><b>　　1、加筋作用 </b></p><p>　　瀝青混凝土是一種靠瀝青粘合在一起的散料組合體，可以認為是不承受拉應力的。而在纖維瀝青混凝土中，纖維的作用等同于鋼筋混凝土中鋼筋的作用，可承受拉應力。

4、纖維在混合料中以三維分散存在，起到了加強筋的作用，增加了瀝青與礦料的粘附性，提高了集料之間的粘結力。 </p><p>　　2、吸附和吸收瀝青的作用 </p><p>　　瀝青混合料中加入纖維穩(wěn)定劑后，這些纖維能夠充分吸附（表面）及吸收（內(nèi)部）瀝青，從而使瀝青油膜用量增加，瀝青油膜變厚，以加強瀝青混凝土在大空隙情況下的粘結力，增強耐久性。其主要用于低噪音、抗滑性能好的瀝青碎石瑪蹄脂類混合料

5、。 </p><p>　　3、穩(wěn)定抗高溫作用 </p><p>　　纖維使瀝青膜處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)，尤其是在夏天高溫季節(jié)，瀝青受熱膨脹時，纖維內(nèi)部的空隙將具有一定的緩沖作用，不至于使之成為自由瀝青而泛油，同時可以改善瀝青混合料高溫穩(wěn)定性。 </p><p><b>　　4、增粘作用 </b></p><p>　　纖維可以

6、提高瀝青的粘結力，增加瀝青與礦物的粘附性，通過油膜的粘結，提高集料之間的粘結力，從力學性能上看，表現(xiàn)為瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度的提高。 </p><p><b>　　6、增韌作用 </b></p><p>　　纖維能夠增強對集料顆粒的握裹力，保證瀝青路面的整體性而不易松散，提高了混合料的低溫抗裂性，從而對瀝青起到了增韌作用。 </p><p>

7、　　二、纖維瀝青混合料高溫穩(wěn)定性能的檢測方法 </p><p>　　檢測瀝青混合料高溫穩(wěn)定方法有很多，如：最常見馬歇爾穩(wěn)定度試驗和三軸壓縮試驗。由于三軸試驗較為復雜，所以馬歇爾穩(wěn)定度被廣泛采用，并且已成為國際通用的方法。根據(jù)國內(nèi)多條高速公路的總結，我國采用車轍動穩(wěn)定度試驗（以正式列入《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTG E20-2011）來評價瀝青混合料的抗車轍能力。 </p><p&

8、gt;<b>　　1、原理 </b></p><p>　　纖維瀝青混合料的車轍試驗是試件在規(guī)定溫度及荷載條件下，測定試驗輪往返行走所形成的車轍變形速率，以每產(chǎn)生1mm變行的行走次數(shù)即用動穩(wěn)定度表示。 </p><p><b>　　2、試件成型 </b></p><p>　　車轍試件采用輪碾法制成，尺寸為300mm*300m

9、m*50-100mm。（厚度根據(jù)需要確定）。也可以從路面切割得到需要尺寸的試件。碾壓輪為與鋼筒式壓路機相似的圓弧形碾壓輪，輪寬300mm，壓實線荷載為300N/cm，碾壓行程為試件寬度即300mm，經(jīng)碾壓后的試件的密度應為馬歇爾試驗標準擊實密度的100±1%。 </p><p>　　3、瀝青混合料車轍試驗方法 </p><p>　　將試件連同試模一起，置于已達到試驗溫度60℃&#

10、177;1℃的恒溫室中，保溫不少于5h，也不得超過12h。之后，將試件連同試模移置于車轍試驗機的試驗臺上，試驗輪在試件的中央部位，其行走方向必須與試件碾壓方向或行車方向一致。啟動試驗機，使試驗輪往返行走，時間1h，記錄儀自動記錄變形曲線及時間溫度。 </p><p>　　DS={（t2-t1）*N/（d2-d1）}*C1*C2 </p><p>　　式中：DS--瀝青混合料的動穩(wěn)定度（次/

11、mm） </p><p>　　d1—對應于時間t1（一般為45min）的變形量（mm）； </p><p>　　d2—對應于時間t2（一般為60min）的變形量（mm）； </p><p>　　C1--試驗機類型修正系數(shù)，曲柄連桿驅動加載輪往返運行走方式為1.0； </p><p>　　C2--試件系數(shù)，試驗室制備的寬300mm的試件為1.0

12、； </p><p>　　N—試驗輪往返碾壓速度，通常為42次/min。 </p><p>　　4、車轍試驗注意事項 </p><p>　　1）稱料。試驗規(guī)程規(guī)定，一個車轍試件混合料用量按試件的體積乘以馬歇爾標準確擊實密度，再乘以系數(shù)1.03計算。根據(jù)筆者的經(jīng)驗，系數(shù)不一定必須是1.03，應根據(jù)現(xiàn)場實際情況而定。高速公路常用的I型瀝青混凝土的密度一般采用毛體積密度或

13、表觀密度，而表觀密度比毛體積密度大，所以同一種混合料如果按表觀密度計算比按毛體積密度計算所需材料用量多。所以在混合料成型時，如果采用表觀密度或者試件表面高出試模，稱料時應降低系數(shù)值，筆者建議選用1.025。2）碾壓次數(shù)。車轍試件正式壓實前，應經(jīng)試壓，決定碾壓次數(shù)。一般先在一個方向上預壓2個往返，再掉轉方向，碾壓12個往返左右可達到馬歇爾密度的100±1%。有的施工單位認為碾壓次數(shù)越多，車轍試驗結果越好，這種想法是錯誤的。其實，

14、如果碾壓次數(shù)過多，不但容易把集料碾碎，而且也不符合車轍試驗的變形機理，實際的試驗結果不一定好。3）拌和及碾壓溫度。普通瀝青混合料的拌和溫度為163℃，碾壓溫度為130-140℃；改性瀝青混合料拌和溫度為180℃，碾壓溫度為150-160℃。需要強調的是：碾壓溫度一定要保證，如果碾壓溫度低，就是碾壓次數(shù)再多，試件的亮度也不能達到要求，造成試驗</p><p>　　二、纖維瀝青混合料高溫穩(wěn)定性能的影響因素 </

15、p><p>　　加入纖維的瀝青混合料是由瀝青結合料粘結礦料組成的，其高溫穩(wěn)定性的形成機理來源于礦料之間的嵌擠力與粘聚力的原材料、礦料級配、瀝青用量以及施工質量成為影響瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的主要因素。 </p><p><b>　　1、材料 </b></p><p>　　纖維瀝青混合料由瀝青、集料以及礦粉混合組成，這些材料的物理力學直接影響瀝青混合料

16、的高溫穩(wěn)定性。 </p><p>　　1）集料。集料包括粗集料和細集料。不論是粗集料還是細集料，其表狀況和化學成分對瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性有很大的影響。通常，表面破碎、堅硬、紋理粗糙、多棱角、顆粒接近立方體的堿性集料，其相應的瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性就比較好。細集料中機制砂大大增加了混合料的流動性，使整體混合料表面粗糙、有較好棱角的集料組成的混合具有較大的嵌擠力和內(nèi)摩阻力。2）瀝青。瀝青本身的性質對瀝青混合料高溫穩(wěn)

17、定性的影響很大。通常瀝青的60℃粘度越高、軟化點越高，相應的瀝青混合料的高溫抗車轍能力就越強。筆者根據(jù)國內(nèi)多條高速公路改擴建工程LAC-25型瀝青混合料與LAC-20型瀝青混合料車轍試驗，摻量為5%的纖維瀝青混合料做車轍試驗，試驗結果為1850次/mm、3340次/mm。試驗結果表明，使用加纖維瀝青比普通瀝青能大大擔高瀝青混合料的抗車轍能力。 </p><p><b>　　2、礦料級配 </b&g

18、t;</p><p>　　瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性能，就是瀝青混合料抵抗車輛反復壓縮變形及側向流動的能力，它首先取決于礦料骨架的嵌擠作用即礦料級配的空隙率值。空隙率過大或過小動穩(wěn)定度都會下降，空隙率大，瀝青混合料的水穩(wěn)定性不好，瀝青與礦料的粘附性下降使動穩(wěn)定度降底?？障堵市。f明級配中粗集料少，細集料多，不能形成礦料骨架的嵌擠作用，從而降低了瀝青混合料的高溫抗車轍能力。 </p><p>&

19、lt;b>　　3、施工 </b></p><p>　　瀝青路面在施工過程中，施工單位應制定質量保證和質量控制體系，加強施工中的質量控制。首先要嚴把原材料的質量關，其次，應對施工中的混合料的各項指標如：馬歇爾試驗各項指標、礦料級配、油石比、動穩(wěn)定度等進行嚴格的控制；同時控制好施工溫度（包括拌和、攤鋪及碾壓溫度）及壓實度。只有嚴格控制施工質量，才能使鋪筑的瀝青混合料獲得最佳嵌擠作用和粘結作用，提高瀝

20、青混凝土路面的高溫穩(wěn)定性。 </p><p><b>　　結束語 </b></p><p>　　影響瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的因素很多，除了有材料、礦料級配、油石比及施工質量的影響外，與荷載、溫度、時間（含車速）的關系也很大。為了提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，從主觀上應采用表面粗糙、破碎面積大、堅硬并且與瀝青粘附性好的集料；適當?shù)奶岣邽r青的稠度，或采用改性瀝青在級配允許范圍

21、內(nèi)增加骨料用量，控制空隙率，使集料形成空間骨架結構，以提高混合料的內(nèi)摩阻力，嚴格控制瀝青用量，嚴格控制施工質量。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 蔡姍.瀝青混合料空隙率變異性對路用性能的影響及對策[J].科學之友,2010(12):84- 85. </p><p>　　[2] 羅純文.瀝青混合料空