研究论文~聚酯纤维在机场道面薄层罩面沥青混合料中的应用

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1、泛美施土木工程技术有限公司聚酯纤维在机场道面薄层罩面沥青混合料中的应用一、概述机场道面在使用过程中承受机轮荷载、机场专用车辆荷载、飞机产生的高温高速喷气流，以及自然界冷热、干湿、冻融等因素的作用，严厉的气候条件和使用条件对于机场道面来说是非常不利的。通常在短短的几年时间内混凝土道面就会出现裂缝或表面松散。特别在我国，机场交通流量的迅猛增长也是过早发生混凝土道面表面磨损、光滑、断角及断板等的原因之一。    一般情况下，解决方案是把原道面缺陷处理后，然后再覆盖一层薄层沥青混凝土。目前国内外，薄层罩面分为两种：①薄层沥青路面这种路面厚3—4cm，作为面层，其骨料最大粒径为14mm、10mm、6

2、mm，并根据用途分别采用连续级配和间断级配。这种路面致密截水性较好，抗疲劳性和耐候性好，沥青量为6.6％一7.8％。这种路面适用于开裂面层的罩面和用作混凝土桥面板上的路面。由于沥青的含量多，所以可以抑制开裂的发展并大大延迟裂缝再发生的时间。另外，由于是超高密度、完全非透水型的路面，所以也可以适用于停车场、储水池、堤坝等。②超薄层沥青路面超薄罩面层是一种2~3cm厚的沥青混凝土磨耗层。这种技术仅适用于坚固的路基。虽然它比一股的磨耗层薄，但它能承受重交通的持续冲击、温度的剧烈变化及防止雨水侵入路基。此种路面采用强力粘结层进行施工，骨料最大粒径为10mm的间断级配式路面。沥青量为6.3％一6.8

3、％。法国从1983年开始铺筑纤维沥青超薄层路面，目前己铺筑了2000万m2。粘结层使这种路面具有粘结性和非透水性。利用超薄层路面可以获得良好的平整度和抗滑性。这种路面在各种交通条件下还没产生车辙。为了保证飞机在任何气候条件下都能正常使用，薄层沥青混凝土罩面应具有良好的性能，主要包括以下几个方面：（1）防反射裂缝的能力根据国内外研究结果，水泥混凝土路面沥青加罩层的反射裂缝主要来源于两部分，即水泥路面接缝处的应力集中和沥青加罩层底部的弯拉应力。11泛美施土木工程技术有限公司在沥青罩面层与水泥砼路面结合良好的前提下，水泥路面接缝处应力集中使得裂缝直接扩展进入罩面层，而应力集中来源于温度变化、使用

4、荷载及两者的综合作用。反射裂缝出现的另一个原因就是在使用荷载的作用下使罩面层在接缝处产生最大的弯沉，相应产生最大的应力，从而使接缝顶部的沥青罩面层成为反射裂缝产生的最可能部位。影响因素主要包括外界因素和内在因素。外界因素包括温度和行车荷载；内在因素指路面结构本身的特征，主要包括罩面层与水泥路面之间的结合能力、沥青混凝土的抗弯拉强度、罩面层厚度和水泥路面的传荷能力等等。（2）耐磨性在机轮的摩擦、冲击下，沥青混凝土道面表面会发生磨耗、甚至剥落。长期的磨耗不仅减薄其厚度、降低道面的整体强度，而且会降低混凝土表面的平整、抗滑性，当引起集料松散时，还会对飞机的安全行使构成严重危害。沥青混凝土的耐磨性

5、能与沥青混合料集料的级配、硬度和沥青的种类以及沥青混合料的密实度等有关。（3）良好的气候稳定性道面袒露与自然环境中，在水分和温度的影响下，其强度和刚度以及其他使用品质会随着气候条件的变化而发生波动或下降。耐冻性能不良的沥青混合料在冻融交替作用下会发生破坏。沥青混合料孔隙率大，可能存留的水分也多，对道面的耐冻性不利。（4）耐久性沥青混凝土道面在其使用年限内，受轮载和气候因素长期、反复的作用，其结构整体或某一组成部分会逐渐出现疲劳损坏和塑性变形积累。因此，沥青罩面设计必须保证道面结构在其使用年限内保持较高的抗疲劳和抗塑性变形能力，即耐久性。为了提高机场薄层罩面的耐久性，延长使用寿命，减少平时的

6、维修工作量、节省维护费用，谋求机场道面建设一次性投资的高效益，聚酯纤维加强沥青混合料薄层罩面是解决这些问题的最佳方案之一。二、聚酯纤维解决方案聚酯纤维是最常见的沥青路用纤维，在美国、加拿大等国已用于机场道面、桥面铺装、受费站的沥青混合料中，以改善沥青路面的高温性能、疲劳耐久性、低温抗裂性和防反射裂缝能力。11泛美施土木工程技术有限公司1聚酯纤维加强沥青混合料的作用机理（1）吸附作用纤维直径一般小于20µm，有很大的比表面积，每克纤维提供的表面积可达数平方米之多。纤维分散在沥青中，其巨大的表面积成为浸润界面。在界面层中，沥青与纤维之间会产生物理和化学作用，使沥青单分子排列在纤维表面，形成结合

7、力牢固的结构沥青界面层。结构沥青比界面层以外的自由沥青黏结性强。与此同时，由于纤维及其周围的结构沥青一起裹覆在集料表面，使集料表面厚的沥青膜增大，同普通密级配沥青混合料相比，沥青膜约增厚65%~110%。集料表面的沥青膜，有利于减缓沥青老化的速度，延长路面使用寿命。（2）稳定作用纵横交错的纤维所吸附的沥青，增大了结构沥青的比例，减少了自由沥青，使沥青砼的粘滞性增强，软化点提高，其提高的程度比传统沥青混合料中沥青砂浆的软化