纤维沥青胶浆的高温性能研究
为了进一步认清纤维对沥青胶浆的高温性能的影响， 技术性能如下 ： 聚酯纤维 ： 直径 （． ６ ０ ０ ５ｍ 长 ０ １￣ ． ２ ） ｍ。 ０ ０ 本文 采用 目前最 常使 用 的两 种 纤维 ： 聚酯 纤 维 和木 质 度 ６ａ 相 对 密 度 １ ２ １ ０ 白色 ， 融 温度 ２ ８Ｃ， ｔ ｍ， ． ￣． ， ３ ４ 熔 ４￣ 素纤 维 ，通 过 对 其 微 观 特性 的 比较 和 动 态 剪 切 流 变 燃 点 ５ ８Ｃ， 拉 强 度 （１ ￣４５ ＭＰ ， 限拉 伸应 变 ３ｏ 抗 ５ ７ ３ ．） ａ极 （ｙａ ｉＳｅｒ ｈｏ ｅ ｒ简称 Ｄ Ｒ 试验分析 ， Ｄ ｎｍ ｃ ｈａＲ ｅｍ ｔ ， ｅ Ｓ） 比较 （３ ９ ％。木质素 絮状纤维 ：Ｈ值 ７ ￣ ，体积密度 ３± ） ｐ ．１ ５ 了不同纤维对沥青胶浆高温特性 的作用特点 ， 并分析 ２ ￣ ０／ ， 大 长 度 ５００￣ 平 均 长 度 １ ０ １ 平 ５ ３ｇＬ 最 ０ １ ｍ， ０ ｍ， １ ￣ 了其作用机理 ， 结果表明纤维可显著提高沥青胶浆的 均直径 ４ Ｉ ５ ｍ。为了清晰地判断纤维同沥青的作用效 ￣ 高 温特 性 ， 聚酯 纤维 的作 用效 果 明显 优 于 木质 素纤 果及纤维沥青胶浆的作用特性 ， 且 采用 日 Ｓ ５０扫描 立 －７
但在使用这些新材料和新结构时 ， 由于需要有较高 的 为 １ ３区 ， 择 了韩 国 Ｓ － 选 Ｋ基 质 沥青 ， 主要性 能 指标 其 工程技术条件或需添加一些额外的工程设备 ， 要得到 如表 １ 所示。采用的沥青为 Ｓ Ｓ成品改性沥青 ， Ｂ 其技 广泛推广应用 尚需一段时间。而纤维沥青路面因其性 术性能指标如表 １ 所示。
现代 交通 轴 载重 、 轮压 高 、 交通 渠 化 明显 ， 面车 路 辙成 为 目前 公路 主要 的病 害之一 。为 了提高路 面 使用 １ 试 验材 料 性 能 ， 材料 、 结构 不断 涌 现 ， 取 得 了一 定 成 效 。 新 新 并
．
试 验 中根 据所 在 工程 所处 的环 境气 候 特 点 ， 确定
维普资讯
◎
纤 维 沥青 胶 浆 的高 磁 能 研 究 温
。 。 黎永皆 陈牮ｌ 。 盎
－ Ｔ
（ 海南公路工程公司 长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室 ）
＿
摘要： 从聚酯纤维和木质素纤维的微观特性出发， 结合动态剪切流变试验， 分折了纤维的自身特性对沥青胶浆
高 温性能的影响并从界面化 ， 学和复合 理论的角度对 的加强翱改善作用机理进行了分析， 材料 纤维 结果表明， 纤维
的加入可以显著提高沥青胶 浆的高温性能 ， 且聚酯纤维作用效果更加阴显 。
．
－
关键词： 纤维沥 青胶浆； 微观特性； Ｓ ； Ｄ ｔ 车辙因子； ｋ 高温性 理分析 一 能ｉ ｊ ． 一 － 帆 ’
应力 、 剪应变和相位角。试验原理如图 ２ 所示 ， 其中沥
青试 样 的剪 应 力 Ｔ剪 应变 、 、 复数 模 量 及 相位 角 可 按 圳 ～ ４ 计算 。 ‘
＝— ● —
死ｒ：
（） １ ｌ ， （） ２
Ｏ ｒ
： ＿
（） ３
一
Ⅱｉ ｌ
聚酯纤维
木质索纤维
＝
２ｆ ｔ ｘＡ
ｉ ｆ ３
４． ２６
１ ９
七５ ７
书２ Ｏ
４８ ：
收 稿 日期 ：０ ５ １ ２ ２ ０ —１ —２
上冯 盔堍 Ｎ ２６ ｏ１０ ０
４ １
维普资讯
◎
来 回转 动 。 动频 率 １ｒｄｓ试 验 得 出正弦 变 化 的 剪 转 ０ａ／ ，
维， 为合理 选 择纤维 类 型提 供 了参 考依 据 。 电镜 拍摄 了纤维 微 观 Ｓ Ｍ 照片 ， 图 １ 示 。 Ｅ 如 所
表 １ 沥 青 性 能指 标
项 目 针 八度 （ ５ ／．ｎ ２＂ Ｃ） ０ １ｆ １ ｎ 针入度指数 延度 （ｃ／ ｔ．０ ５ ｍｍ ｎ １’ Ｃ）／ｍ ｃ
（） ４
圈 １ 纤 维 扫 描 电镜 纤维 图
式 中 ： 一 最 大 扭矩 Ｔ
一
振荡板半径 （２ ｍ １． ｍ或 ４ ｍ ； ５ ｍ ）
—试样承受的最大、 最小剪应力；
由图 １ 可见木 质素纤维质地疏松， 分支较多， 各纤
维相互缠绕， 比表 面积较 大 ， 表 面 粗 糙 不 平， 细 不 且 粗 均； 聚酯 纤 维 端 部 有 明 显 的突 起， “ 角 ” ， 利 于 似 触 状 有 纤 维 之 间 的相 互 搭 接 。直观 来 看 ， 质素 纤 维 由于 比 木 表 面积 较 大 ， 对纤 维 的 吸 附作 用 强 ， 利 于减 少 沥 青 有
ｈ ～ 试 样 高度 （ｍ 或 ２ ｍ） １ｍ ｍ ； ｆ 一 ．ｒ —试样承受的最大、 ｉ ｍ 最小剪应变； 一相 位角 滞 后时 Nhomakorabea间 。
溶解度 （ 三辙 乙烯 ）／ ％ 一 质 篮损失／ ％
１０９ ．２９
９ ． ９７ ０ ６ ．ｌ
实测
啦９． ９５ 丰０ ８
旋转 薄膜烘 箱
（６ ℃．７ｔｎ １３ ５ ｉ） ｕ
针 入度 比 （５ ）／ ２℃ ％
延座 （ ５ １＇ ｃ Ｃ）／ｍ
延度 （０ １ ℃）／ ｍ ｃ
＾
原涮青 ９ １ ０７１ ８ ４ ５ 一 ６５ ４ ． ２０ ５ ０８ １ ．４
标准 ８ 、ｌ０ ０ ０ —． １０ １５ ． 书２ Ｏ ４ ５ 士２ ５ ４
－
软化 点／ ℃ 点／１ ＇ ２ 宙蜡艇 （ 蒸馏法 ）／ ％
丰２ ２ ．
密度 （５ １＂ Ｃ）／ ｃ ｇ／ ｍ
聚合物纤维沥青混凝土高温性能研究
好不要 超过 ４ ｉ。湿 法 拌 和 是 预 先 将 纤 维 与沥 ｍｎ 青按 规定 的用 量 比进行 拌和 ， 到纤维沥 青胶体 ， 得
入纤维材料， 以改善沥青混合料的整体物理力学 性能 。沥 青混 合料 具 有 明显 的粘 弹 性特 性 ， 强 其 度和 刚度随温 度变化 差别很大 。而在混合 料 中添 加纤维后 ， 在高 温 下纤 维 对沥青 的稳 定和 加筋 作 用 ， 提高混合 料 的高 温性能 。 可
１１ 拌和 温度 ．
由于加入纤维 ， 沥青混 合料 的粘度增大 、 使得 空 隙率增大 ， 样 在 同样 的击 实功 作 用 下和 不加 这
入纤维相 比， 就有击 而不 实 的现 象 ， 以有必要在 所
考虑在 本试 验 因 为加 入纤 维 的缘 故 ， 以在 所 试验 中将 沥青加 热到 １０ 一１０ ７℃ ８ ℃。集 料和矿 粉
１０ ７
～１０ 。 ８
１２ 拌 和时 间和顺 序 ．
提 出了更 高 的要 求 。因此 ， 改善沥 青 路 面 的使用 品质 ， 长道路 的使用 寿命 ， 高公路建设 投资效 延 提 益， 是我 国道路 工程技 术人员所 面临的重要课 题 。 目前 在改善 沥 青 混 合 料 路 用 性 能 方 面从 事 的研 究 ， 面通过 改 善骨 料 的级 配来 提 高沥 青 混合 一方
在烘箱 的加 热 温 度为 １５ 拌 和 的 温 度控 制在 ７ ％，
收 稿 日期 ：２０ —０ —１ ０８ ９ ５ 修 订稿 １期 ｉ２０ —１ ３ ０８ ０—１ １ 于 东 北 林 业 大
不加 纤维拌 和温度基础 上提高 ｌ ， 实温度 为 ０℃ 击 １５ ±５ 试模 要Байду номын сангаас烘箱里 加热 。 ４℃ ℃，
福塔纤维沥青混凝土高温性能研究
第 ９卷 第 ４期
２０ ０ ６年 ８ 月
建
筑
材
料
学
报
Ｖｏ ． ，Ｎｏ ４ １９ ．
Ａｕ ｇ．， ００ ２ ６
Ｊ ０Ｕ ＲＮＡＬ ０Ｆ ＢＵＩ ＤＩ Ｌ ＮＧ ＡＴＥＲＩ Ｍ ＡＬＳ
文 章 编 号 ：０ ７ ９ ２ （ ０ ６ ０ － ０ ３ 一Ｏ １０ — ６ ９ ２ ０ ）４ ４ ６ ６
福 塔 纤 维 沥 青 混凝 土 高温 性 能研 究
袁 峻 曹丽 萍 孙 立 军 ， 赵 晓冬 王 倩 ， ， ，
（．同济大学 道 路与 交通 工程 教育部 重点 实验 室 ， 海 ２ ０ ９ ； １ 上 ０ ０ ２ ２ ．北京 特希 达科 技有 限公 司 ， 京 １ ０ １ ） 北 ０ ０ １
摘 要 ： 了改善 沥青 混凝 土 的 高 温性 能 ， 其 中添 加 了由芳 纶 和聚 丙烯 两种 纤 维 混合 而 为 在 成 的福 塔 （ ＯＲ Ａ ＡＲ） 维． 用 Ａ Ａ（ Ｆ Ｔ 纤 使 Ｐ 沥青路 面 分析 仪 ） 分析 了芳纶 和 聚 丙烯 这 两 种 纤维在 改善 沥青 混凝土 高温稳 定 性方 面的作 用 ； 用 环境 扫描 电 子显 微镜 观 察 了沥青 使
ＹＵＡＮ ｎ Ｊｕ ， ＣＡＯ — ｎ ， ＳＵＮ － ｕ ， ＺＨＡＯ ａ — ｏ ｇ Ｌｉ ｐｉ ｇ Ｌｉ ｎ ｊ Ｘｉｏ ｄ ｎ ， ＷＡＮＧ ａ Ｑｉ ｎ
（１ Ｋ ｅ ｂｏ ａ ｏ ｙ ｏ ａ ｎｄ Ｔｒｆｉ ｇｎ ｅｉｇ ｏ ｈ ｉｉｔｙｏ ｕ ａｉｎ，Ｔｏ ｇｉ ． ｙ Ｌａ ｒ ｔ ｒ ｆＲｏ ｄ ａ ａｆ Ｅｎ ｉｅｒｎ ｆｔ ｅＭ ｎｓｒ ｆＥｄ ｃ ｔ ｃ ｏ ｎ ｊ Ｕｎｖ ｒ ｉ ， ｉｅ ｓｔ ｙ
不同类型纤维沥青胶浆性能试验研究
d o i :10.3963/j .i s s n .1674-6066.2023.05.013不同类型纤维沥青胶浆性能试验研究李光伟,桑伟宁(安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司,合肥230088)摘 要: 研究三种类型的纤维(聚酯纤维㊁玄武岩纤维㊁木质素纤维)掺入对沥青胶浆性能影响的好坏程度㊂通过D S R (动态剪切流变试验)㊁B B R (弯曲蠕变劲度试验)分析不同类型纤维掺入后沥青胶浆的高低温性能㊂结果表明:纤维掺入对沥青胶浆的高温性能有显著的提升作用,尤其以聚酯纤维提升效果最好,其高温抗车辙因子是不掺纤维沥青胶浆的2.7倍㊂在对沥青胶浆低温性能的提升效果上,木质素纤维最好,玄武岩纤维最差㊂关键词: 道路工程; 纤维; 沥青胶浆; 性能试验E x p e r i m e n t a l S t u d y o nP r o p e r t i e s o fD i f f e r e n t T y p e s o fF i b e rA s ph a l tM o r t a r L IG u a n g -w e i ,S A N G W e i -n i n g(A n h u iT r a n s p o r t a t i o nP l a n n i n g D e s i g na n dR e s e a r c h I n s t i t u t eC o ,L t d ,H e f e i 230088,C h i n a )A b s t r a c t : T h e i n f l u e n c e o f t h r e e t y p e s o f f i b e r s (p o l y e s t e r f i b e r ,b a s a l t f i b e r a n d l i g n i n f i b e r )o n p e r f o r m a n c e o f a s -p h a l tm o r t a rw a s s t u d i e d .T h e d e g r e e o f i m p r o v e m e n t o r d e t e r i o r a t i o n i n t h e p r o p e r t i e s o f t h e a s p h a l tm o r t a rw a s a n a -l y z e du s i n g D S R (d y n a m i c s h e a r r h e o l o g i c a l t e s t )a n dB B R (b e n d i n g c r e e p s t i f f n e s s t e s t )a f t e r d i f f e r e n t t y pe s of f i b e r s w e r e a d d e d .T h e s t u d y i n d i c a t e s t h a t :T h e a d d i t i o n o f f i b e r s s ig n i f i c a n t l y i m p r o v e s th e hi g h -t e m p e r a t u r e p e r f o r m a n c e o f a s p h a l tm o r t a r ,e s p e c i a l l yp o l y e s t e r f i b e r sw h i c h s h o wt h e b e s t p e r f o r m a n c e .T h e h i g h -t e m p e r a t u r e r u t t i n g f a c t o r o f a s -p h a l tm o r t a rw i t h p o l y e s t e r f i b e r s i s 2.7t i m e s t h a t o f a s p h a l tm o r t a rw i t h o u t f i b e r s .A s f o r t h e i m p r o v e m e n t o f l o w -t e m p e r a t u r e p e r f o r m a n c e o f a s p h a l tm o r t a r ,l i g n i n f i b e r s s h o wt h e b e s t p e r f o r m a n c ew h i l e b a s a l t f i b e r s s h o wt h ew o r s t p e r f o r m a n c e .K e y wo r d s : r o a de n g i n e e r i n g ; f i b e r ; a s p h a l tm o r t a r ; p e r f o r m a n c e t e s t 收稿日期:2023-06-27.作者简介:李光伟(1994-),助理工程师.E -m a i l :1249678169@q q.c o m 纤维是一种经济有效的添加剂,能在少量添加的情况下显著提高沥青混合料的各项性能[1]㊂在J e n q 等[2]于20世纪90年代进行的比较研究中,聚酯纤维与聚丙烯纤维都能提高混合料的高低温性能,防止路面开裂㊂张宏武[3]在高温下的车辙实验中发现,玄武岩纤维对沥青路面材料的高温抗变形能力具有显著提升效果㊂杨盼盼[4]则通过两种不同的加载模式进行疲劳加载试验,结果发现玄武岩纤维能够较好地提升S MA (沥青玛蹄脂-碎石混合料)及S U P (高性能沥青混合料)类型沥青路面的抗疲劳开裂能力㊂根据B a t i s t a 等[5]对木质素改性沥青胶浆的物理和化学性能的分析,木质素纤维能够明显改善沥青胶浆的抗氧化性㊁抗老化性和高温抗车辙性能,其中以6%的木质素沥青胶浆改性效果最佳㊂综合以上研究成果,不难发现纤维是一种极具潜力的沥青添加剂,可以显著提高沥青的多种性能,特别是在高温和老化等恶劣环境下,其表现尤为出色㊂因此,有必要加强对纤维等高分子材料的研究和应用,以进一步提升沥青的性能表现,推动可持续发展和生态保护的目标的实现㊂1 纤维物理指标与微观形貌为了提高S MA 沥青混合料的耐久性和抗裂性等性能,往往会向沥青混合料中添加纤维㊂虽然纤维在35建材世界 2023年 第44卷 第5期沥青混合料中的比例很小,但对混合料的性能影响重大㊂选用了三种常用的纤维:聚酯纤维㊁木质素纤维和玄武岩纤维,并对它们的性能进行分析㊂试验使用产自四川的聚酯纤维㊁江苏的木质素纤维和安徽的玄武岩纤维,其物理性能指标见表1㊂此外,使用热场发射扫描电子显微镜对三种纤维的表面形态特征进行了观察,如图1所示㊂微观状态下聚酯纤维呈束状形态,每根纤维之间紧密联系,高倍数电镜下可看出,聚酯纤维呈圆柱体,表面较为光滑㊂单根纤维表面有凹槽㊂木质素纤维呈网状,相互之间交错复杂㊂木质素纤维形态不规则㊂单根纤维的长短㊁粗细㊁形态有差异,有些纤维表面有破损,表面不光滑㊂单根玄武岩纤维呈圆柱状,形态笔直,多根玄武岩纤维呈紧密束状排列,单根玄武岩纤维表面呈折页状㊂表1 纤维物理技术指标技术指标玄武岩纤维聚酯纤维木质素纤维颜色金褐色乳白色乳白色直径/μm 1421-长度/mm 66<6抗拉强度/M P a 3800530-断裂伸长率/%3.228-密度/(g ㊃c m -3)2.741.330.97熔点/ħ1450~1500245~260-灰分含量/%--17.7密度/(g ㊃c m -3)--0.972 纤维沥青胶浆试验2.1 动态剪切流变试验(D S R )按照‘公路工程沥青及沥青混合料试验规程“(J T GE 20 2011)进行D S R 试验㊂根据合肥市夏季气温,选定试验温度㊂合肥市近30年来,夏季最高温度为41ħ,钢桥面温度比气温高30~35ħ,D S R 试验温度取80ħ㊂制作木质素纤维㊁聚酯纤维㊁玄武岩纤维沥青胶浆及不同纤维混掺沥青胶浆,用D S R 试模制作直径为24mm 的圆形试件,每组试验成型2个试件㊂将三种纤维分别作为填料与S B S 改性沥青形成沥青胶浆,比较三种纤维的抗高温性能㊂D S R 试验用抗车辙因子表征沥青胶浆的抗高温性能,其值越大,表明沥青胶浆的抗高温性能越好㊂将纤维的掺量均取为4.5%(占沥青质量的百分比),每组试件取平均值,结果见表2㊂K =|G *|/s i n δ式中,K 为高温抗车辙因子,k P a ;|G *|为复数剪切模量,P a ;δ为相位角,ʎ㊂表2 不同纤维沥青胶浆D S R 试验结果纤维δ/(ʎ)|G *|/P a K /k P a 不掺90.028452.845聚酯90.075697.569木质素90.042294.229玄武岩90.043224.32245建材世界 2023年 第44卷 第5期建材世界2023年第44卷第5期实验结果表明,不同类型的纤维掺入沥青胶浆后,抗车辙因子会出现显著差异㊂在掺纤维量为4.5%的情况下,聚酯纤维掺入后的沥青胶浆抗车辙因子为7.569k P a,是不掺纤维胶浆的2.7倍㊂而木质素纤维和玄武岩纤维的抗车辙因子分别只有聚酯纤维掺入胶浆抗车辙因子的55.9%和57.1%㊂基于实验结果,可以得出不同类型纤维掺入沥青胶浆后抗车辙性能的大小顺序为:聚酯纤维>玄武岩纤维>木质纤维>原沥青㊂聚酯纤维的抗车辙性能最佳,能将胶浆的抗车辙因子提高到较高的水平,而木质素纤维和玄武岩纤维的抗车辙因子相比聚酯纤维而言相对较低㊂2.2弯曲蠕变劲度试验(B B R)沥青弯曲蠕变劲度试验是用来测定沥青胶浆在低温条件下抗裂性能的一项重要试验方法㊂该试验的主要测试指标包括弯曲蠕变劲度和蠕变曲线斜率m㊂弯曲蠕变劲度反映了沥青胶浆在低温环境下的变形能力,其数值越大表明其低温性能越差;而m值则反映了沥青胶浆的应力释放速度和松弛能力,数值越大表明其应力释放速度越快,松弛能力越强[6]㊂进行沥青弯曲蠕变劲度试验时,需要按照‘规程“T 0627制作标准试件㊂试验中,需要将试件置于恒定的低温环境下,进行多次往复弯曲加载,以获得其弯曲蠕变劲度和蠕变曲线斜率m的数据,得到沥青胶浆在低温环境下的变形能力和断裂特性信息㊂使用三种纤维制作沥青胶浆(沥青为S B S改性沥青),纤维掺量均取4.5%,测试不同纤维沥青胶浆的低温性能,试验结果见表3㊂表3不同纤维沥青胶浆B B R试验结果纤维压力P/m N形变d/mm实测劲度/M P a预估劲度/M P a m值聚酯9721.34363.563.40.464玄武岩9711.22064.364.20.445木质素9731.25062.862.90.485由表3可以看出,三种不同类型的纤维沥青胶浆在低温条件下的性能表现不同,m值的大小关系为:木质素纤维>聚酯纤维>玄武岩纤维㊂沥青胶浆的劲度大小关系为:木质素纤维<聚酯纤维<玄武岩纤维㊂木质素纤维沥青胶浆的m值最大,劲度最小,低温性能最好;而玄武岩纤维沥青胶浆的低温性能最差㊂可知,木质素纤维在低温环境下具有较强的松弛能力,能够防止沥青胶浆在低温下发生裂缝㊂3结论a.纤维胶浆D S R试验中,纤维沥青胶浆抗车辙因子最大的是聚酯纤维单掺,达到7.569k P a,是不掺纤维沥青胶浆的2.7倍,是木质素㊁玄武岩纤维沥青胶浆的1.79倍㊁1.75倍,高温性能最佳㊂b.沥青胶浆B B R试验中,木质素纤维沥青胶浆的m值最大,劲度最小,低温性能最好;玄武岩纤维沥青胶浆低温性能最差㊂参考文献[1]李宁宁.玄武岩纤维沥青混合料裂缝扩展研究[D].呼和浩特:内蒙古工业大学,2018.[2]J e n q YS.P e r f o r m a n c eE v a l u a t i o no fF i b e rR e i n f o r c e dA s p h a l tC o n c r e t e[M].O h i oS t a t eU n i v e r s i t y:D e p a r t m e n t o fC i v i lE n g i n e e r i n g,1994.[3]张宏武.玄武岩纤维沥青混合料高温性能评价[J].湖南交通科技,2018,44(4):68-70,73.[4]杨盼盼.玄武岩纤维沥青混合料高温及疲劳性能试验研究[D].扬州:扬州大学,2019.[5] B a t i s t aKB,P a d i l h aRPL,C a s t r oT O,e t a l.H i g h-t e m p e r a t u r e,L o w-t e m p e r a t u r e a n dW e a t h e r i n g A g i n g P e r f o r m a n c e o fL i g n i n M o d i f i e dA s p h a l tB i n d e r s[J].I n d u s t r i a l C r o p s a n dP r o d u c t s,2018,111:107-116.[6]吴萌萌,李睿,张玉贞,等.纤维沥青胶浆高低温性能研究[J].中国石油大学学报(自然科学版),2015,39(1):169-175.55。
沥青胶浆高温性能的正交试验研究
２ ，对 疲 劳贡献率 为 ５ ，对温 度裂 缝 的贡献 ９／条件 的 限制 ，对纤维 增 ７ ２ ］ 强沥 青胶浆 性能 的研 究并不 多 ，为分析 和评价 纤 维用 量 、纤 维种 类及 粉油 比对沥 青胶浆 高温性 能
的影 响 ，采用 动态剪 切流变 仪对 沥 青胶 浆进 行拟
表 ５ 沥 青 胶 浆 性 能 试 验 结果
３７ ８ ８ ０ ． ４
２１ ６ ９ ．６ ２ ３ ０７ ． ４ １ ９ ３９ ９ ３ ３ ． ４
６ ． ０ ４ ２ ６ ． Ｏ ５ ３ ６ ． Ｏ ４ ８
４ １ ． ７ １ ４ ９
２ ． Ｏ ２ ５ １． ９ ０ ０ １ ． ７ ４ ６ １． ３ ０ ４
纤 维 种 类差 异 的影 响 比纤 维 用量 的影 响 大 ，表 明 温 度 较 低 时 ，纤 维 的增 强作 用 更 突 出。
关 键 词 动态 剪 切流 变仪 沥青 胶 浆 正 交试 验 高温 性 能
由于沥 青混合 料所 固有 的粘 弹特性 、影 响沥 青路 面高温特 性 因素 的多样 性 、车辙 形成 的复杂 性 ，使 得永 久性 变形成 了一个世 界性 的难题 ，是 沥 青路 面 的最有 危害 的破 坏形 式 之一 ｌ 。聚合物 １ ］ 纤 维是 一种 新 型增强材 料 ， 具有高 强 、 模量 、 高 可 吸附 沥青等 优 点 ，可 用在 沥青混 合料 中作 增强剂 和稳 定剂 ，改 善沥 青混合 料高温 性 能 ，使 用越 来 越广 泛 。 青胶 浆是 混合 料 中粗 集料 的分 散介质 ， 沥 虽然 在沥 青混 合料 中所 占 比例 不大 ，但 它 的组 成 结构 决 定了沥 青混合 料 高温稳 定性 和低温 抗变 形 能 力 ，对 路 面 的 性 能 起 十 分 重 要 的重 用 。根 据 Ｓ Ｐ研 究 成 果 ，沥 青 对 高 温 车 辙 的 贡 献 率 为 ＨＲ
试述纤维对沥青混合料高温性能影响
试述纤维对沥青混合料高温性能影响摘要：随着科学技术的进步，现代交通对沥青路面提出了越来越高的要求。
由于纤维的加入改善了沥青混合料的性能，促使沥青路面抗高温及稳定性能得到改善。
因此，笔者就沥青混合料高温稳定性能进行分析。
关键词：纤维；沥青；混合料；高温性能纤维在沥青混合料中的应用可以追溯到20世纪60年代，加拿大人N.M.Davis首次研究了纤维对沥青路面的抗反射裂缝性能的改善作用，而后在欧美许多国家兴起了纤维加强路面技术的研究高潮。
纤维是经过化学处理得到的有机纤维，外观为棉絮状，呈白色或灰白色。
由于处理温度高达250℃以上，在通常条件下是化学上非常稳定的物质，不为一般的溶剂、酸、碱腐蚀，具有无毒、无味、无污染、无放射性的优良品质，不影响环境，对人体无害，属绿色环保产品。
一、纤维在沥青混凝土路面中的作用1、加筋作用沥青混凝土是一种靠沥青粘合在一起的散料组合体，可以认为是不承受拉应力的。
而在纤维沥青混凝土中，纤维的作用等同于钢筋混凝土中钢筋的作用，可承受拉应力。
纤维在混合料中以三维分散存在，起到了加强筋的作用，增加了沥青与矿料的粘附性，提高了集料之间的粘结力。
2、吸附和吸收沥青的作用沥青混合料中加入纤维稳定剂后，这些纤维能够充分吸附（表面）及吸收（内部）沥青，从而使沥青油膜用量增加，沥青油膜变厚，以加强沥青混凝土在大空隙情况下的粘结力，增强耐久性。
其主要用于低噪音、抗滑性能好的沥青碎石玛蹄脂类混合料。
3、稳定抗高温作用纤维使沥青膜处于比较稳定的状态，尤其是在夏天高温季节，沥青受热膨胀时，纤维内部的空隙将具有一定的缓冲作用，不至于使之成为自由沥青而泛油，同时可以改善沥青混合料高温稳定性。
4、增粘作用纤维可以提高沥青的粘结力，增加沥青与矿物的粘附性，通过油膜的粘结，提高集料之间的粘结力，从力学性能上看，表现为沥青混合料的马歇尔稳定度的提高。
6、增韧作用纤维能够增强对集料颗粒的握裹力，保证沥青路面的整体性而不易松散，提高了混合料的低温抗裂性，从而对沥青起到了增韧作用。
纤维对沥青胶浆性能的影响
青胶浆 中存在纤维颗粒 。 在采用针人度 试验 时， 由于针入度 的针
尖较小 ．试验时有可能扎到纤维颗粒 ，导致试验结果 的不统一 性。 为了对纤维 沥青胶浆进行试验研究 ， 目前多采用锥入度试验 方法 ， 该方法是借用针入度的原理而改成 的， 锥人针 的角度为 ３ ０
２ ５ ０ （ ］ 的弹性 回复为 ８ ２ ％．可见 其性能 均满足现行规 范 的要求 。 所 用的纤维 为玄 武岩纤维 ， 其颜色 为黄色 ， 形状 为集束状 ， 拉伸 强 度为 ３ ８ ９ ０ Ｍ Ｐ ａ ， 熔 点为 ７ ４ ５ ℃， 纤维 长度为 ０ ． ６ ｍ ｍ， 含水 率为 ０ ． ０ ９ ％， 吸油 率为 １ ８ ５ ％， 分散性 较好 。 １ ． ２ 胶浆 制备 在制 备纤 维沥青胶浆时 ， 先将 沥青加热到 １ ６ ５ ％， 而后分别 按 照沥青用 量的 ０ ． ２ ％～ ０ ． ５ ％掺加纤维用量 ，用量 的变 化步长为 ０ ． １ ％。 纤维部分后 ， 对沥青进行搅拌 ， 而后边搅拌边掺加纤维 ， 在 纤维加入 完毕后 ， 继续搅拌 １ ５ ｍｉ ｎ ， 保 证纤维在沥青 中能够分散 均匀 ， 同时为了保证试验 的精度 ， 每个掺 量制备三个平行样 。试 样制备后 。 按照现行的试验规程对沥青胶浆 的锥人度 、 软化点及
件下会使得纤 维更 容易吸附和吸收沥青中的 自由组分 ，其与沥
２ 玄武岩纤维沥青胶 浆性 能
２ ． １ 软化点试验
青胶浆之 间发生 了一系列的物理 化学 反应 ，使得沥青与纤维的 粘 附性大大提高 。
３ 结 论
沥青胶浆 的软化点在加 入纤 维后 ， 呈 现明显 的提 高。从试
摘
要： 为 了分析研 究纤维沥青胶 浆的路用性能影响 ， 本文采用 了玄武岩纤维 ， 通过调整不 同的纤维掺量 ， 喇 用锥入度试 验、 软
掺加纤维增强沥青混凝土高温性能试验研究
沥青胶浆对沥青混合料高温性能的影响
图１ 。
（ ［． ）４ ］ 卜 ４ ＋ （ ）一（ ０ ） ｏ ． ｓ
式中： ——沥青胶 浆的粘度 ，ａ ｓ ｍ Ｐ ・；
１ ——沥青的粘度 ，ａ ｓ １ Ｐ ・； 击 —— 填料 的体积率；
— —
依赖于填料颗粒形状 的临界体积率。
Ｂｃｒｎ ｉ ａＯ方程考虑 了填料的体积 增强作用 ， ｅ 因此根据几种常
２ ５号胶浆 中填料变 化趋势是 以水泥等质量 替代矿粉 ， ～ 逐
步 增 大 水 泥 所 占比例 。
用填料 的密度 （ 矿粉 为 ２ ． ７左右 ， 水泥 为 ３１ ． 左右 ， 消石 灰为 ２２ ．
载 的增 大， 青路面车辙 问题 日益严 重， 沥 尤其在南方 地区 ， 夏季 气温 高， 持续时间长 ， 路面最高温度 可超 过 ７ ℃， Ｏ 对沥青 混合料 的高温性能面临严峻考验 。 本文从沥青胶浆 的角度， 通过不 同类
７２ ０
１ ５ １ ０
暴ｓ
Ｏ
型胶浆 的粘度试验和 混合料车辙试验研究沥青胶浆对沥青混合
料 高温性能 的影响。
填料 类 型
图 １ 不同填 料类型 的沥青胶浆粘度曲线
橡胶改性沥青提 高近 ｌ 。 ４倍 可见矿粉和水泥在沥青胶浆中起到
非常显著的增粘作用 。 根据 Ｂｃｒ ｏ ｉｅａ 方程 ｊ ｎ ｊ 青胶浆的粘度 与填 料含量的关系可表达为 ：
１ 填料对 沥青胶 浆粘度 的影响
引 言
胶浆理论认 为，沥青混合料是一种 ３级空间 网络结构的分
沥青类型 ７＃ ０ 沥青
表 ｌ不 同沥青胶浆 １５ ３ ℃布氏粘度 （ａｓ Ｐ・ ）
沥青胶浆高温及疲劳性能研究
沥青胶浆高温及疲劳性能研究李曙斌【摘要】The index including unrecoverable creepcompliance,unrecoverable creep com-pliance difference,the time required for the attenuation of complex modulus to 50% of the initialmodulus(50%|G?|)were used to appraise the high-temperature perform-ance and fatigue properties of asphalt binder with different mineral powder,gelatine rati-o and asphalt by DSR.The test result indicates that the phenomenon,the unrecoverable creep compliance of the asphalt mortar reduced and high-temperature resistance to de-formation enhanced,was happened beacause of the mineral fillers,but the effect of in-creasing modulus was limited.When the unrecoverable creep compliance difference de-scended to be 0%,a stable state occured on the bitumen slurry.The unrecoverable creep compliance difference of matrix asphalt mortar as 0% was suggested to use on the most suitable for the asphalt mixture.The effect of mineral powder on the fatigue property of asphalt was not favorable,and the difference of fatigue life of asphalt binder with differ-ent mineral powder was obvious.High-temperature performance and fatigue properties of asphalt mortar with high viscosity are superior to that of the matrix asphalt mortar. Therefore,compared to the use of mineral powder in the solid road,the asphalt with high temperature properties,high viscosity and better fatigue performance should be chosen.%通过动态剪切流变仪,采用不可恢复蠕变柔量、不可恢复蠕变柔量差及复合模量衰减至初始模量50%时所需的时间作为评价指标,分别对不同矿粉、粉胶比和沥青组成的沥青胶浆进行了高温性能和疲劳性能试验.试验结果表明:矿粉使沥青胶浆不可恢复蠕变柔量减小,使高温抵抗变形的能力增强,但矿粉的模量增效作用有限;当不可恢复蠕变柔量差为0%时,沥青胶浆处于稳定态.建议采用基质沥青胶浆不可恢复蠕变柔量差为0%时的粉胶比作为沥青混合料粉胶比.矿粉对沥青的疲劳性能不利,不同矿粉沥青胶浆疲劳寿命的差值明显.高粘沥青胶浆的高温性能和疲劳性能均优于基质沥青胶浆的.建议:在实际道路中,矿粉的使用应通过试验,在合理比对后进行选择,且选用高温性能和疲劳性能更优的高粘沥青材料.【期刊名称】《交通科学与工程》【年(卷),期】2018(034)001【总页数】7页(P13-18,73)【关键词】矿粉;粉胶比;高温性能;疲劳性能;模量增效【作者】李曙斌【作者单位】云南省建设投资控股集团有限公司,云南昆明 650501【正文语种】中文【中图分类】U416.217沥青混合料属于非线性粘弹性体的温敏性材料。
外掺纤维对沥青混合料高温性能的影响
图 3 不同纤维掺量下 Jnr3.2 指标变化情况
动稳定度试验是评价沥青混合料抗车辙性能最普遍的 方法，以沥青胶浆试验中确定的两种纤维的最佳掺量为依
136
交通世界 TRANSPOWORLD
据，在混合料的拌和过程中加入纤维进行改性，即木质纤 维掺量 4%，矿质纤维掺量 6%，使用轮碾法成型车辙板试 件，进行动稳定度试验，以进一步验证纤维外掺的改性效 果，同时检验沥青胶浆流变试验用于评价混合料高温性能 的可靠性，试验结果见表 7。
对 MSCR 试验结果进行分析可以发现，随着纤维的掺 加，沥青胶浆的不可恢复蠕变柔量逐渐下降，说明沥青胶 浆的高温性能逐渐变好，而纤维掺量较高时，Jnr3.2 指标的 下降幅度逐渐变小，表明纤维存在最佳掺量，约在 4% 时达 到拐点，同理，矿质纤维的最佳掺量 6%。同时，对比 Jnr0.1 和 Jnr3.2 指标的变化情况，在纤维掺量从 0 增至 10% 的过程， 两种纤维沥青胶浆 Jnr0.1 指标分别下降了 61% 和 63%，Jnr3.2 指标分别下降了 64% 和 67%，这是由于当应力水平较低时， 沥青在应变恢复中占据主要作用，而随着应力水平的升高， 应变恢复中纤维作用所占比重逐渐增加，说明了纤维对沥 青混合料高温性能具有良好的改进效果。 2.3 动稳定度试验
≥4
5
延度 15℃/cm
≥30
33.3
质量损失（%）
≥±0.8