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關(guān)鍵詞：瀝青混合料；玄武巖纖維；聚酯纖維；木質(zhì)素纖維

0 引言

 1 原材料

2.1 AC-13 瀝青混合料纖維最佳摻量

分別制作玄武巖纖維 AC-13 瀝青混合料、聚酯纖維 AC-13 瀝青混合料和木質(zhì)素纖維 AC-13 瀝青混合料 ，均按 0%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6% 六種摻入比 例 ，最 佳 油 石 比 試 驗(yàn) 結(jié) 果 如 圖 1 所 示 ，穩(wěn) 定 度 試 驗(yàn)結(jié)果如圖 2 所示。

由圖 1 可知，玄武巖纖維、聚酯纖維和木質(zhì)素纖維的最佳油石比均隨著纖維摻量的增加而增大，最佳油石比最高為木質(zhì)素纖維，最低為聚酯纖維。由圖 2 可知，三種纖維混合料穩(wěn)定度曲線變化規(guī)律基本一致，均呈現(xiàn)先增大后減小規(guī)律，玄武巖纖維、聚酯纖維、木質(zhì)素纖維穩(wěn)定度最高值分別出現(xiàn)在纖維摻量為 0.4%、0.3%、0.4% 時(shí) ，說明三種纖維最佳摻量分別為 0.4%、0.3%、0.4%。同 時(shí) ，由 于 三 種 纖 維 自 身 特 性 的 影 響 ，摻量相同時(shí)玄武巖纖維穩(wěn)定度改善效果最佳。

2.2 SMA-13 瀝青混合料纖維最佳摻量

采 用 AC-13 同 種 方 式 制 作 摻 入 不 同 纖 維 及 摻 量的 SMA-13 瀝青混合料 ，最佳油石比試驗(yàn)結(jié)果如圖 3所示，穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果如圖 4 所示。

圖 3 表明，纖維摻量增加，三種 SMA-13 瀝青混合料最佳油石比均增大，相同摻量條件下，最佳油石比大小與 AC-13 瀝青混合料一致。圖 4 表明混合料穩(wěn)定度隨纖維摻量增加先增大后減小，玄武巖纖維 、聚酯纖維 、木質(zhì)素纖維穩(wěn)定度在纖維摻量分別為 0.5%、0.4%、0.4% 時(shí)達(dá)到最大，說明三種纖維最佳摻量分別為 0.5%、0.4%、0.4%，穩(wěn) 定 性 改 善 效 果 為 玄 武 巖 纖 維表現(xiàn)最佳。

高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和水穩(wěn)定性是評(píng)價(jià)瀝青混合料路用性能的主要指標(biāo)，根據(jù)上文確定的 AC-13、SMA-13 混合料最佳油石比和最佳纖維摻量，按照礦料級(jí)配設(shè)計(jì)配合比要求制作混合料試件，設(shè)置 6% 瀝青用量的無纖維混合料作為對(duì)照組，分別進(jìn)行高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和水穩(wěn)定性試驗(yàn)。

3.1 高溫穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

瀝青混合料由于自身特性容易受高溫影響產(chǎn)生塑性變形，在溫度越高、重軸載車流量越大的情況下表現(xiàn)尤為明顯。對(duì)摻入三種纖維的 AC-13、SMA-13 混合料開展車轍試驗(yàn)，得到動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果如圖 5 所示。

由圖 5 可知 ，摻入纖維的 AC-13 和 SMA-13 瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度均明顯高于未摻入纖維混合料對(duì)照組，且摻入不同纖維對(duì) AC-13 和 SMA-13 瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度提升效果的規(guī)律相同，均表現(xiàn)為玄武巖纖維提升幅度最大，聚酯纖維提升幅度最小。同時(shí)，對(duì)比摻入同種纖維下 AC-13 和 SMA-13 混合料動(dòng)穩(wěn)定度提升情況，三種纖維均呈現(xiàn) SMA-13 瀝青混合料提升幅度大于 AC-13 瀝青混合料的規(guī)律。說明摻入纖維能有效提高 AC-13 和 SMA-13 瀝青混合料的高溫穩(wěn)定 性 能 ，玄 武 巖 纖 維 對(duì) AC-13、SMA-13 瀝 青 混 合 料的 高 溫 穩(wěn) 定 性 提 升 效 果 最 好 ，聚 酯 纖 維 對(duì) AC-13、SMA-13 瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性提升效果最弱。這是因?yàn)闉r青黏性、膠漿流動(dòng)性和瀝青膜厚度是影響瀝青混合料高溫性能的主要因素，摻入三種纖維都能改善瀝青混合料中瀝青的黏性和瀝青膜厚度，提高瀝青混合料高溫流動(dòng)性，起到加筋、增韌的效果，減緩塑性變形的形成。三種纖維比較而言，玄武巖纖維的物理性能和抗拉性能優(yōu)于聚酯纖維及木質(zhì)素纖維，其高溫抗車轍能力提升更加明顯。

3.2 低溫抗裂性評(píng)價(jià)

瀝 青 路 面 是 由 多 層 瀝 青 混 合 料 壓 實(shí) 形 成 的 一 種柔性結(jié)構(gòu)層，長期受低溫環(huán)境影響時(shí)容易形成裂縫，繼而演變形成坑槽、龜裂等路面病害。不同纖維瀝青混合料低溫性能試驗(yàn)結(jié)果如圖 6、圖 7 所示。

由圖 6、圖 7 可知，摻入纖維的 AC-13 和 SMA-13瀝青混合料抗彎拉強(qiáng)度和最大彎拉應(yīng)變均高于未摻入纖維對(duì)照組，且摻入不同纖維對(duì) AC-13 和 SMA-13瀝青混合料抗彎拉強(qiáng)度和最大彎拉應(yīng)變提升效果的規(guī)律相同，均表現(xiàn)為玄武巖纖維提升幅度最大，聚酯纖維提升幅度最小，但聚酯纖維與木質(zhì)素纖維提升幅度相差不大；對(duì)比摻入同種纖維下 AC-13 和 SMA-13混合料抗彎拉強(qiáng)度和最大彎拉應(yīng)變提升情況，三種纖維 均 呈 現(xiàn) SMA-13 瀝 青 混 合 料 提 升 幅 度 大 于 AC-13瀝青混合料的規(guī)律。說明摻入纖維能有效改善 AC-13和 SMA -13 瀝 青 混 合 料 低 溫 抗 裂 性 ，玄 武 巖 纖 維 對(duì)AC-13、SMA-13 瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性的提升效果最好，聚酯纖維對(duì) AC-13、SMA-13 瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性的提升效果較弱，且聚酯纖維和木質(zhì)素纖維對(duì)低溫抗裂性提升效果的差別不大。這是因?yàn)槔w維摻入瀝青混合料后亂向分布在混合料內(nèi)部，使其搭接更為緊密，而玄武巖纖維自身具有與瀝青混合料融合好、高強(qiáng)度、抗老化等特點(diǎn)，混合料抗折斷能力優(yōu)于聚酯纖維和木質(zhì)素纖維，從而更好地阻礙路面裂縫的發(fā)展。

3.3 水穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

雨水損害是瀝青路面病害形成的重要原因之一，瀝青路面需長期經(jīng)受雨雪天氣侵蝕，在車輛重軸載的加速作用下，表層瀝青易從礦料表層脫落，從而形成坑槽、松散等典型的水穩(wěn)定性差的路面病害。不同纖維瀝青混合料凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果如圖 8 所示。

圖 8 表明 ，摻入纖維的 AC-13 和 SMA-13 瀝青混合料凍融劈裂強(qiáng)度比均高于未摻入纖維對(duì)照組，且摻入不同纖維對(duì) AC-13 和 SMA-13 瀝青混合料凍融劈裂強(qiáng)度比提升效果的規(guī)律相同，均表現(xiàn)為玄武巖纖維提升幅度最大，聚酯纖維提升幅度最??；對(duì)比摻入同種纖維下 AC-13 和 SMA-13 混合料凍融劈裂強(qiáng)度比提升情況，三種纖維均呈現(xiàn) SMA-13 瀝青混合料提升幅度大于 AC-13 瀝青混合料的規(guī)律。說明摻入纖維能夠有效提高 AC-13 和 SMA-13 瀝青混合料抗水毀能力，增強(qiáng)其水穩(wěn)定性能，其中玄武巖纖維提升效果最好，聚酯纖維提升效果最差。這是因?yàn)樾鋷r纖維的分散性、抗拉強(qiáng)度及網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)強(qiáng)度均優(yōu)于聚酯纖維和木質(zhì)素纖維，在受到凍融劈裂作用時(shí)，玄武巖纖維加筋 、增韌作用更為突出，使瀝青混合料顆粒間的黏結(jié)強(qiáng)度更高。

通 過 摻 入 三 種 纖 維 各 六 種 不 同 摻 量 ，分 別 制 作AC-13 和 SMA-13 瀝青混合料試件，得到三種纖維最佳纖維摻量，并在最佳摻量下分別開展瀝青混合料路用性能相關(guān)試驗(yàn)，得出如下結(jié)論：第一，玄武巖纖維在AC-13 和 SMA-13 瀝青混合料中的最佳摻量分別為0.4%、0.5%；聚酯纖維在 AC-13 瀝青混合料和 SMA-13 瀝青混合料中的最佳摻量分別為 0.3%、0.4%；木質(zhì)素纖維在 AC-13 瀝青混合料和 SMA-13 瀝青混合料中 的 最 佳 摻 量 分 別 為 0.4%、0.4%。第 二 ，摻 入 纖 維后，AC-13 和 SMA-13 瀝青混合料的路用性能均得到明顯提升，且三種纖維對(duì) AC-13 和 SMA-13 瀝青混合料路用性能提升效果的規(guī)律相同，均表現(xiàn)為玄武巖纖維提升效果最好，聚酯纖維提升效果最差。第三，摻入相同種類的纖維時(shí)，SMA-13 瀝青混合料的路用性能優(yōu)于 AC-13 瀝青混合料。

[1]中華人民共和國交通運(yùn)輸部 . 公路工程瀝青及瀝 青 混 合 料 試 驗(yàn) 規(guī) 程 ：JTG E20—2011[S]. 北 京 ：人 民交通出版社，2011.