摻加纖維瀝青混合料路用性能試驗(yàn)研究

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1、摻加纖維瀝青混合料路用性能試驗(yàn)研究　　摘要：本文對(duì)瀝青混合料摻加纖維后的路用性能進(jìn)行了試驗(yàn)分析，試驗(yàn)中選擇了兩種級(jí)配類型和不同的纖維摻量，對(duì)瀝青混合料的高溫性能，水穩(wěn)定性及低溫穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，摻加纖維后可以顯著的提升兩種瀝青混合料的路用性能，且纖維的摻量存在合適的范圍。關(guān)鍵詞：道路工程；瀝青混合料；纖維；路用性能中圖分類號(hào)：U41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1前言隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,交通量的日益增長(zhǎng)、車輛大型化以及重載超載的比例不斷增加,加之氣候條件的影響,交通對(duì)路面的要求越來(lái)越高。傳統(tǒng)的瀝青路面己很難適應(yīng)現(xiàn)代交通的作用,路

2、面的車轍、松散、開(kāi)裂等破壞現(xiàn)象在許多道路上時(shí)有發(fā)生。為了解決該問(wèn)題。我國(guó)公路研究人員開(kāi)展多方面的研究，目前主要是從兩個(gè)角度進(jìn)行考慮。一方面通過(guò)調(diào)整瀝青路面的結(jié)構(gòu)來(lái)改善路面內(nèi)部的受力情況，另外就是對(duì)瀝青路面的原材料進(jìn)行考慮。由于我國(guó)的瀝青路面結(jié)構(gòu)一般為當(dāng)?shù)氐牡湫吐访娼Y(jié)構(gòu)，對(duì)其進(jìn)行調(diào)整不太現(xiàn)實(shí)。目前多通過(guò)提高材料的質(zhì)量要求，并采用改性措施提供瀝青混合料的路用性能。7本文通過(guò)在瀝青混合料中外摻纖維，并對(duì)摻加纖維后的瀝青混合料的路用性能進(jìn)行了試驗(yàn)分析。2原材料及試驗(yàn)內(nèi)容試驗(yàn)采用的瀝青類型為克拉瑪依70號(hào)瀝青，集料選用玄武巖性質(zhì)的材料。纖維選用的

3、是木質(zhì)素纖維，其是由天然木材在加工成紙漿和纖維漿時(shí),通過(guò)一些列物化處理,最終將一部分纖維素剩余后,經(jīng)洗滌.過(guò)濾.噴霧.干燥等工藝過(guò)程而得到一種有機(jī)纖維。本次路用性能的驗(yàn)證中，選擇了瀝青混合料的級(jí)配為AC-13級(jí)配中值和AK-13A兩種級(jí)配類型。并針對(duì)不同的纖維摻量及級(jí)配類型研究瀝青混合料對(duì)應(yīng)高溫性能、低溫性能及水穩(wěn)定性能。3試驗(yàn)結(jié)果3.1瀝青混合料的高溫性能高溫穩(wěn)定性是指在夏季氣溫較高情況下,在交通荷載作用下瀝青路面抵抗車轍、推移、擁包等永久變形的能力。瀝青混合料的特點(diǎn)就是強(qiáng)度和抗變形能力隨著溫度的升降而變化,溫度高的時(shí)候,瀝青的粘滯度

4、降低,礦料之間的粘結(jié)力削弱,導(dǎo)致路面的抗剪強(qiáng)度不足,導(dǎo)致礦料在外力作用下發(fā)生滑移與錯(cuò)位,細(xì)集料相對(duì)集中,并產(chǎn)生剪切破壞。本次試驗(yàn)不同的級(jí)配在不同纖維摻量下的高溫性能變化。圖1瀝青混合料高溫性能7從試驗(yàn)結(jié)果看出在瀝青混合料加纖維之后,無(wú)論是那種級(jí)配其穩(wěn)定度都提高。纖維在瀝青混合料中摻入時(shí)具有加筋作用，還可以使瀝青膠團(tuán)適當(dāng)?shù)胤稚ⅲw維是瀝青膜處于穩(wěn)定狀態(tài),尤其是在夏天高溫季節(jié),瀝青受熱膨脹,纖維內(nèi)部還將成為一種緩沖地余地,不致于成為自由瀝青而泛油，此外可具有吸附和吸收瀝青的作用，可以充分吸附(表面),以及吸收(內(nèi)部)瀝青,從而使瀝青用量增加

5、,瀝青油膜變后,提高瀝青混合料的耐久性。從本次試驗(yàn)結(jié)果可知，纖維的摻量并非越多越好，其存在合理的范圍，在纖維摻量為0.4%時(shí)，瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度為最大值，相比于未摻加纖維的瀝青混合料，其動(dòng)穩(wěn)定度提高到了一倍左右。這表明通過(guò)摻加纖維，可以顯著的提高瀝青混合料的車轍性能。而且試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，雖然AC-13的未摻加纖維時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定度要小與AK-13的，但是當(dāng)纖維含量的超過(guò)了0.1%時(shí)，AC-13的動(dòng)穩(wěn)定度即超過(guò)了AK-13的，這表明對(duì)于兩種瀝青混合料，AC-13瀝青混合料摻加纖維后的抗車轍性能提高明顯。3.2瀝青混合料的低溫性能7瀝青路面在溫度速

6、降和溫差較大的地區(qū),會(huì)由于溫度應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。瀝青路面的低溫開(kāi)裂有兩種形式:低溫縮裂和疲勞開(kāi)裂。在寧夏地區(qū)，低溫開(kāi)裂較為普遍，裂縫的產(chǎn)生會(huì)使水分深入基層乃至路基,軟化基層和路基,導(dǎo)致路面承載力下降,影響行車的舒適性,降低路面使用壽命。本次試驗(yàn)通過(guò)試驗(yàn)室成型試件，在-10℃的環(huán)境下進(jìn)行低溫性能試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如圖所示。圖2瀝青混合料低溫性能木質(zhì)素纖維的加入,都使得瀝青混合料得極限抗彎拉強(qiáng)度增大。這是因?yàn)槔w維的加入使得瀝青用量增加,而且瀝青稠度中輕組分被吸附而變硬,所以低溫的時(shí)候?yàn)r青混合料的勁度模量增加。因?yàn)槔w維對(duì)混合料有一定的橋接和加筋作用

7、,因此抗彎拉強(qiáng)度要比不加纖維的抗彎拉強(qiáng)度要提高,所以纖維的添加可以提高混合料的低溫抗裂性能。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，AC-13瀝青混合料的低溫性能要優(yōu)于AK-13,這是因?yàn)锳C-13比AK-13瀝青用量要大,所以低溫性能要優(yōu)越。在低溫的時(shí)候?yàn)r青的用量對(duì)于低溫的抗裂性能有很大的影響。同時(shí)加入纖維后,纖維對(duì)于AC-13瀝青混合料比AK-13瀝青混合料的低溫抗裂性能提高得幅度要大,這是因?yàn)樵贏C-13中細(xì)料偏多,所以更便于纖維能有效的發(fā)揮其橋接作用,能使得細(xì)料更好的被纖維包裹和加筋。3.3瀝青混合料的水穩(wěn)定性能7水損害就是瀝青路面在水或凍融循環(huán)的作用下,由

8、于汽車車輪動(dòng)態(tài)的作用下,由于汽車車輪動(dòng)態(tài)荷載的作用下,進(jìn)入路面空隙中的水不斷的產(chǎn)生動(dòng)水壓力或真空負(fù)壓抽吸的反復(fù)循環(huán)作用下,水份逐漸深入到瀝青與集料的界面上,致使瀝青與集料的粘附性能降低而逐漸散失粘結(jié)力,瀝青