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1、掺加纤维沥青混合料路用性能试验研究 摘要：本文对沥青混合料掺加纤维后的路用性能进行了试验分析，试验中选择了两种级配类型和不同的纤维掺量，对沥青混合料的高温性能，水稳定性及低温稳定性进行了研究。研究结果表明，掺加纤维后可以显著的提升两种沥青混合料的路用性能，且纤维的掺量存在合适的范围。关键词：道路工程；沥青混合料；纤维；路用性能中图分类号：U41文献标识码：A文章编号：1前言随着国民经济的发展,交通量的日益增长、车辆大型化以及重载超载的比例不断增加,加之气候条件的影响,交通对路面的要求越来越高。传统的沥青路面己很难适应现代交通的作用,路
2、面的车辙、松散、开裂等破坏现象在许多道路上时有发生。为了解决该问题。我国公路研究人员开展多方面的研究，目前主要是从两个角度进行考虑。一方面通过调整沥青路面的结构来改善路面内部的受力情况，另外就是对沥青路面的原材料进行考虑。由于我国的沥青路面结构一般为当地的典型路面结构，对其进行调整不太现实。目前多通过提高材料的质量要求，并采用改性措施提供沥青混合料的路用性能。7本文通过在沥青混合料中外掺纤维，并对掺加纤维后的沥青混合料的路用性能进行了试验分析。2原材料及试验内容试验采用的沥青类型为克拉玛依70号沥青，集料选用玄武岩性质的材料。纤维选用的
3、是木质素纤维，其是由天然木材在加工成纸浆和纤维浆时,通过一些列物化处理,最终将一部分纤维素剩余后,经洗涤.过滤.喷雾.干燥等工艺过程而得到一种有机纤维。本次路用性能的验证中，选择了沥青混合料的级配为AC-13级配中值和AK-13A两种级配类型。并针对不同的纤维掺量及级配类型研究沥青混合料对应高温性能、低温性能及水稳定性能。3试验结果3.1沥青混合料的高温性能高温稳定性是指在夏季气温较高情况下,在交通荷载作用下沥青路面抵抗车辙、推移、拥包等永久变形的能力。沥青混合料的特点就是强度和抗变形能力随着温度的升降而变化,温度高的时候,沥青的粘滞度
4、降低,矿料之间的粘结力削弱,导致路面的抗剪强度不足,导致矿料在外力作用下发生滑移与错位,细集料相对集中,并产生剪切破坏。本次试验不同的级配在不同纤维掺量下的高温性能变化。图1沥青混合料高温性能7从试验结果看出在沥青混合料加纤维之后,无论是那种级配其稳定度都提高。纤维在沥青混合料中掺入时具有加筋作用，还可以使沥青胶团适当地分散，纤维是沥青膜处于稳定状态,尤其是在夏天高温季节,沥青受热膨胀,纤维内部还将成为一种缓冲地余地,不致于成为自由沥青而泛油，此外可具有吸附和吸收沥青的作用，可以充分吸附(表面),以及吸收(内部)沥青,从而使沥青用量增加
5、,沥青油膜变后,提高沥青混合料的耐久性。从本次试验结果可知，纤维的掺量并非越多越好，其存在合理的范围，在纤维掺量为0.4%时，沥青混合料的动稳定度为最大值，相比于未掺加纤维的沥青混合料，其动稳定度提高到了一倍左右。这表明通过掺加纤维，可以显著的提高沥青混合料的车辙性能。而且试验也发现，虽然AC-13的未掺加纤维时的动稳定度要小与AK-13的，但是当纤维含量的超过了0.1%时，AC-13的动稳定度即超过了AK-13的，这表明对于两种沥青混合料，AC-13沥青混合料掺加纤维后的抗车辙性能提高明显。3.2沥青混合料的低温性能7沥青路面在温度速
6、降和温差较大的地区,会由于温度应力而产生裂缝。沥青路面的低温开裂有两种形式:低温缩裂和疲劳开裂。在宁夏地区，低温开裂较为普遍，裂缝的产生会使水分深入基层乃至路基,软化基层和路基,导致路面承载力下降,影响行车的舒适性,降低路面使用寿命。本次试验通过试验室成型试件，在-10℃的环境下进行低温性能试验，试验结果如图所示。图2沥青混合料低温性能木质素纤维的加入,都使得沥青混合料得极限抗弯拉强度增大。这是因为纤维的加入使得沥青用量增加,而且沥青稠度中轻组分被吸附而变硬,所以低温的时候沥青混合料的劲度模量增加。因为纤维对混合料有一定的桥接和加筋作用
7、,因此抗弯拉强度要比不加纤维的抗弯拉强度要提高,所以纤维的添加可以提高混合料的低温抗裂性能。试验发现，AC-13沥青混合料的低温性能要优于AK-13,这是因为AC-13比AK-13沥青用量要大,所以低温性能要优越。在低温的时候沥青的用量对于低温的抗裂性能有很大的影响。同时加入纤维后,纤维对于AC-13沥青混合料比AK-13沥青混合料的低温抗裂性能提高得幅度要大,这是因为在AC-13中细料偏多,所以更便于纤维能有效的发挥其桥接作用,能使得细料更好的被纤维包裹和加筋。3.3沥青混合料的水稳定性能7水损害就是沥青路面在水或冻融循环的作用下,由
8、于汽车车轮动态的作用下,由于汽车车轮动态荷载的作用下,进入路面空隙中的水不断的产生动水压力或真空负压抽吸的反复循环作用下,水份逐渐深入到沥青与集料的界面上,致使沥青与集料的粘附性能降低而逐渐散失粘结力,沥青
