纤维沥青混凝土在路面工程中应用探究

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1、纤维沥青混凝土在路面工程中应用探究摘要：随着中国经济的大跨步发展，整个交通行业也面临着巨大的挑战，主要是路面的病害问题比较严重，因此掺加纤维等来改善沥青混合料的路用性能。文章探讨了纤维沥青混凝土在路面工程中的应用，旨在为纤维沥青混凝土相关的研究提供有益的借鉴。关键词：沥青混凝土；路面工程；公路建设；纤维中图分类号:U416文献标识码：A文章编号:1009-2374(2013)02-0055-031概述到2011年底，我国高速公路总里程达8.5万公里。新增公路通车里程达到7.14万公里，其中高速公路1.10万公里，新改建农村公路19万公里。沥青混凝土路面由

2、于具有非常多的优点，在高等级路面中都得到了应用，比例达到了95%以上。当前，中国的公路交通也面临着一些实际的问题，需要接受一定的挑战。在实际的路面建设过程中，沥青混凝土的应用还有很多问题需要解决，例如许多技术和质量问题，主要是路面破损严重、路面使用寿命短等，由于受到车辆多、车速快、车辆重载等因素的影响，这些情况更容易产生。如何解决上述问题，改善沥青路面的路况和质量、增加沥青路面的使用期限、提高投资的效益是亟待解决的重要问题。2纤维沥青混凝土国内外研究现状中国在研究纤维沥青混合料起步相对比国外发达国家要晚，到了20世纪90年代才有人关注此类研究。陈华鑫主要

3、进行了沥青混合料的室内试验研究，这里使用的沥青混合料是由6种纤维和3种矿料级配组成的。他的论文全面分析了纤维对沥青混合料路用性能的影响。在此基础之上，他又结合复合材料理论和界面化学的相关知识，较系统地讨论了纤维对沥青混合料路用性能的改善作用机理。对纤维沥青混合料进行马歇尔试验研究，得出了纤维沥青混合料马歇尔试验指标的变化规律。侯金成的研究结果表明，沥青混凝土面层的静、动态蠕变变形对路表面最大弯沉有很大影响，纤维加入到沥青路面后，能够明显改善路面抵抗变形的能力。结果表明，不同种类的纤维在沥青混合料中对应着不同的最佳掺量。在该用量下，混合料表现出较高的低温弯

4、拉强度和弯11应变，对应的低温劲度模量也处于适宜状态。纤维的可承受的应力发生在路面的表面层，进行了马歇尔稳定性试验，测定了样品的使用的聚集体的最佳沥青含量值。结果表明，所确定的最佳的沥青含量（5.5%）,三个试样的一系列不同的纤维率（0%、0.25%.0.50%、0.75%.1.0%.1.5%.2.0%的每一个、2.5%）,制备和纤率的最佳值，在稳定性最好值的结果被确定为0.75%O试验分析了沥青混合料对石棉纤维改性沥青的影响，并进行了包括弹性模量、低温度的直接拉伸、车辙性和耐疲劳性等的测试。首先表明，纤维改性混合物的空隙与未改性的沥青和两个弹性体改性混

5、合物相比，同时保持最高的百分比。对专有的混合材料改性粘合剂进行了评价。一个未修改的混合物用作对照样品。测试程序包括马歇尔稳定性、间接拉伸强度（IDT）、湿气损坏易感性、冷冻/解冻的敏感性、弹性模量和反复负载变形。含有聚丙烯纤维的混合物中发现有较高的拉伸强度和抗开裂。没有纤维改性的混合物表明耐湿气诱导，冷冻/解冻损坏。纤维改性混合物在剥离潜在未见改善。IDT结果预测，控制和聚丙烯混合物的热裂解，而聚酯纤维和聚合物的混合物不会有问题。中温度范围的弹性模量试验表明，聚丙烯纤维改性混合物是硬的，而高温弹性模量测试测量所有混合物在控制刚度增加。只有聚丙烯改性样品被

6、发现可以减少车辙潜力的重复荷载变形测试。复合体中均匀分布的纤维混合物是混合料性能的关键。从实验室测试得出的结论，纤维改性混合物略硬并表明提高了疲劳寿命。聚丙烯纤维所遇到的最大的问题是由于纤维的熔点低的热沥青粘合剂的固有的不符合。普通沥青粘结剂和纤维的混合物是间接拉伸强度最高的。但是，变量统计分析证明，蠕变模量和回收效率较好的混合物含有纤维和普通的粘合剂，而不是纤维和聚合物改性剂。研究的结论是SMA与纤维素纤维没有显著提高，是在两个组合的基础上进行的测试。笔者认为，纤维分布可能已经造成了有限的改善。3纤维在路面沥青混凝土施用中的优点分析3.1纤维对沥青混合

7、料抗疲劳性能的改善疲劳破坏的过程，首先是在结构的某个部位开始产生微小裂纹，裂纹的起点为疲劳源。对沥青混凝土结构来讲，荷载、温度及内部不均匀结点的存在是裂纹产生的主要因素。当混合料受荷载作用时，裂纹尖端发生应力集中，裂纹扩展，当裂纹尺寸达到临界值时，出现失稳扩展，产生较大的裂缝直至断裂破坏。由于三维随机各向短纤维阻滞了裂纹的扩展，延长了材料失稳扩展、断裂出现的时间，因而复合的混合料的抗疲劳性能得到明显改善。另外，纤维的拔出需要额外的能量，建立新表面时应力的重新分布等也需要消耗能量，这就对复合体产生了增韧效应，从而增强了混合料（复合体）的抗疲劳能力。进行了纤

8、维改性的沥青混合料与普通沥青混合料的疲劳试验后，以作对比。结果表明在同样180X