对沥青混合料SMA中添加玄武岩纤维和纤维木质素纤维作用的简单分析
玄武岩纤维对沥青混合料的路用性能影响分析

合成材料老化与应用2023年第52卷第6期95玄武岩纤维对沥青混合料的路用性能影响分析洪 渊1,陈国伟1,唐建亚2,王金生1,张韩帅21浙江省交通投资集团有限公司Ὃ浙江杭州3100202江苏中路工程技术研究院有限公司Ὃ江苏南京211800Ὀ摘要:沥青混合料路用性能差异会直接影响路面工程使用寿命、行车舒适度等方面,掺入不同种类纤维能够对沥青混合料路用性能产生不同改良效果。
为探究掺入玄武岩纤维后的沥青混合料路用性能变化,通过室内试验与配合比设计,分析掺入不同掺量玄武岩纤维后SMA-13沥青玛蹄脂混合料的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂能力。
试验结果显示:最佳纤维掺量条件下,玄武岩纤维沥青混合料的高温稳定性显著优于掺入木质素纤维的沥青混合料;沥青混合料的低温抗裂能力以及抗水损破坏性能在玄武岩纤维掺入后均得到了有效增强;玄武岩纤维掺入的最佳长度为6mm 、最佳掺量为0.3%。
关键词:玄武岩纤维;沥青路面;路用性能;沥青玛蹄脂中图分类号:U 414Analysis of the Infl uence of Basalt Fiber on the Road Performance of Asphalt MixtureHONG Yuan 1, CHEN Guo-wei 1, TANG Jian-ya 2, WANG Jin-sheng 1, ZHANG Han-shuai 2(1 Zhejiang Communications Investment Group Co., Ltd., Hangzhou 310020, Zhejiang, China;2 Jiangsu Zhonglu Engineering Technology Research Institute Co., Ltd., Nanjing 211800, Jiangsu, China)Abstract: The diff erence in road performance of asphalt mixture directly aff ects the service life and driving comfort of pavement engineering. Adding diff erent types of fi bers can have diff erent improvement eff ects on the road performance of asphalt mixture. To explore the changes in road performance of asphalt mixture after adding basalt fi bers, indoor experiments and mix design were conducted to analyze the high-temperature stability, water stability, and low-temperature crack resistance of SMA-13 asphalt mastic mixture after adding diff erent amounts of basalt fi ber. The experimental results show that under the optimal fi ber content, the high-temperature stability of basalt fi ber asphalt mixture is signifi cantly better than that of asphalt mixture mixed with lignin fi ber; The low-temperature crack resistance and water damage resistance of asphalt mixtures have been eff ectively enhanced after the addition of basalt fi ber; The optimal length and dosage of basalt fi ber addition are 6 mm and 0.3%, respectively.Key words: basalt fi ber; asphalt pavement; road performance; asphalt mastic作者简介:洪渊,硕士,高级工程师,主要从事高速公路投资建设管理方面的研究工作。
不同纤维对SMA沥青混凝土性能的影响

不同纤维对SMA沥青混凝土性能的影响摘要:SMA沥青混合料沥青用量较一般沥青混合料大,需要添加专门的纤维稳定剂解决沥青的离析问题。
本文通过大量试验,比较三种国内有代表性的木质素纤维、聚酯纤维、矿物纤维的吸油率、拌和和易性以及掺加此三种纤维的SMA沥青混合料的路用性能,以此推荐适合于SMA沥青混合料的价格合理、性能优良的纤维稳定剂。
关键词:SMA纤维稳定剂吸油率拌和和易性路用性能SMA沥青混合料作为一种骨架嵌挤型混合料,具有典型的“三多一少”的特征。
为了解决SMA中沥青的稳定性问题,必须在SMA混合料中掺加适量的纤维稳定剂。
当前SMA沥青混合料中常用的纤维稳定剂有木质素纤维、聚酯纤维、矿物纤维三类,其中以木质素纤维应用最为普遍。
纤维在SMA沥青混合料中的主要作用有以下几方面:(1)纤维保证SMA沥青混合料在储存、运输和摊铺过程中不发生析漏和流淌。
(2)纤维可以提高沥青和矿粉形成的玛蹄脂的粘附性,起到增粘的作用,提高混合料的抗剥离性能。
本文通过在SMA-13沥青混合料中掺加不同类型纤维,从纤维的施工和易性、SMA沥青混合料的路用性能等几个方面进行比较,比较几种不同纤维对SMA沥青混合料性能的影响。
1纤维类型概述木质素纤维是天然木材经过化学处理,所含有的木质素和大部分的纤维被分解后,留下来的惰性有机物所形成的一种显纤维结构连。
由于是经过高温处理的,所以其化学性质非常稳定,不易被酸碱所腐蚀。
聚酯纤维是以聚酯为主要原料,添加一定的功能母料,通过熔融、挤出、高速喷丝、高倍率拉伸后,经特殊表面处理工艺生产而成。
其外观为多根纤维单丝交聚而成的束状结构。
聚酯纤维除具有纤维细度大、强度高、易分散的特点,还具有突出的耐高温性能。
矿物纤维是一种无机材料,系采用玄武岩和石灰岩在1600℃高温熔融、编纺、抽丝并经表面处理上胶而成。
矿物纤维软化点高(1200℃),具有更好的耐高温能力及低温稳定性。
2采用不同纤维的SMA混合料性能研究选择国内常用的SMA13级配,分别掺加0.3%木质素纤维,0.3%聚酯纤维,0.4%矿物纤维,分别进行配合比设计,最终确定掺加木质素纤维的SMA13的最佳油石比为6.1%,掺加聚酯纤维的SMA13的最佳油石比为5.8%,掺加矿物纤维的SMA13的最佳油石比为5.6%。
SMA-13_沥青混合料掺不同纤维路用性能研究

0引言随着我国高速公路的蓬勃发展,沥青路面作为主要的铺装形式得到大面积推广。
由于我国交通运输量不断增加,在环境因素和持续重交通荷载量的作用下,沥青路面往往过早出现松散脱粒、车辙、水损害、开裂等病害现象,而沥青混合料掺入纤维材料后可有效提升其各项性能、防止路面病害的发生,该结论已得到相关文献的证实[1-3]。
纤维材料主要应用于SMA 沥青混合料中,起到减少路面破坏、延长道路使用年限的作用。
目前,纤维材料在SMA 沥青混合料中应用较多的主要是木质素纤维和玄武岩纤维。
刘福军[4]对比分析玄武岩纤维、木质素纤维、聚酯纤维改善AC-16C 、SMA-13两种沥青混合料性能的效果,得出结论:玄武岩纤维改善沥青混合料性能方面优于木质素纤维和聚酯纤维。
对于聚合物化学纤维的研究,也有大量的结论可供参考[5]。
矿物纤维和聚合物化学纤维造价成本较高,木质素纤维大部分取自原木,生长周期慢,并且为积极响应国家退耕还林及绿色生态环境环保的政策,应尽量采用绿色环保材料。
我国具有丰富的竹资源[6],竹纤维是一种天然环保的有机纤维,具有良好的强度、韧性[7]、较高的耐磨性和良好的染色性。
鉴于竹纤维SMA 沥青混合料路用性能的研究较少,本文以包括竹纤维在内的3种纤维对SMA-13沥青混合料综合性能的影响进行对比分析,优选纤维种类,为工程实践的选择提供参考依据。
1原材料及配合比1.1沥青本文采用SBS 改性沥青作为胶结料,沥青为国产品牌,相关技术指标见表1。
表1SBS 改性沥青技术指标项目指标针入度(25℃,100g ,5s )/(0.1mm )软化点(℃)5℃延度(cm )135℃运动黏度/(Pa·s )25℃弹性恢复(%)闪点(℃)溶解度(%)密度/(g/cm³)TFOT 加热试验后质量损失(%)针入度比(%)5℃延度(cm )试验结果5169281.58326099.61.0300.26920规范要求40~60≥60≥20≤3≥75≥230≥99实测±1≥65≥151.2矿料采用的集料来自广西来宾市某石场,粗集料为辉绿岩、细集料为石灰石石屑,矿粉为磨细石灰石粉,性能均满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)的要求。
玄武岩纤维特性对沥青混合料路用性能影响分析

维棉对混合料进行改性 [9] . 本文对 CBF 玄武岩纤
现早期病害ꎬ严重影响道路通行能力. 道路工作者
模量、热稳定性、吸湿性、吸油性等物理性能的对
从改良材料性能的角度进行研究ꎬ发现在沥青混合
比.热稳定性检测方法为: 分 别 取 10 g道路也相继出
料中掺加各类纤维材料可以显著改善整体力学性
辙板试件切割成 35 mm × 30 mm × 250 mm 的小梁ꎬ
mm、11 μm ~ 6 mm 和 11 μm ~ 3 mm 的 3 种 规 格
计ꎬ根据实践经验拟采用沥青用量 6%ꎬ通过室内
VMA17%为控制指标ꎬ确定不掺加纤维时的最优配
合比.在此基础上以上述 3 种玄武岩纤维和木质素
纤维掺量 0.4%、空隙率 4%为控制指标成型马歇尔
第 27 卷 第 3 期
Vol.27 No 3
兰州工业学院学报
2020 年 6 月
Journal of Lanzhou Institute of Technology
Jun.2020
文章编号:1009-2269(2020)03-0028-03
玄武岩纤维特性对沥青混合料路用性能影响分析
贺玲玲
( 山西省交通规划勘察设计院有限公司ꎬ山西 太原 030006)
摘要:为研究不同生产工艺和规格的玄武岩纤维对沥青混合料路用性能的影响ꎬ优化混合料设计
方法ꎬ以木质素纤维作为参照ꎬ对 3 种不同规格的 SCBF 短切玄武岩纤维进行路用性能研究.结果
表明:CBF 短切玄武岩纤维的物理性能优于木质素纤维和聚酯纤维ꎻ6 mm 长玄武岩纤维稳定度
5 g纤维置于甘油中搅拌 15 min 静置 5 minꎬ纤维倒
入筛网中静置 5 min 后检测吸油质量ꎬ分析其吸油
玄武岩纤维SMA-13高弹模沥青路面施工工法(2)

玄武岩纤维SMA-13高弹模沥青路面施工工法玄武岩纤维SMA-13高弹模沥青路面施工工法一、前言玄武岩纤维SMA-13高弹模沥青路面施工工法是一种新型路面施工工法,通过在沥青混凝土中添加玄武岩纤维,提高了路面的强度和耐久性。
本文将介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点玄武岩纤维SMA-13高弹模沥青路面施工工法的特点如下:1. 高强度:通过添加玄武岩纤维,提高了沥青混凝土的强度和耐久性,延长了路面的使用寿命。
2. 耐水性好:玄武岩纤维具有良好的抗水性能,可以有效防止路面水分渗入,减少路面龟裂和坑洞。
3. 降噪效果好:由于玄武岩纤维的声学性能优良,该工法能够有效降低车辆行驶时的噪音污染。
4. 施工周期短:相比传统施工工法,玄武岩纤维SMA-13高弹模沥青路面施工工法施工周期短,可以大幅度缩短施工工期。
三、适应范围玄武岩纤维SMA-13高弹模沥青路面施工工法适用于以下路面类型:1. 高速公路和城市道路:适用于高速公路、城市道路等高交通量、高载荷的道路。
2. 机场跑道:适用于机场跑道等对路面平整度和耐久性要求较高的场所。
3. 港口码头:适用于港口码头等需要承受重型机械和车辆运输的区域。
4. 高寒地区:适用于在低温、冰雪等恶劣环境下使用,具有较好的抗冻融性能。
四、工艺原理玄武岩纤维SMA-13高弹模沥青路面施工工法采用了一系列的技术措施,以实现路面强度和耐久性的提升。
1. 玄武岩纤维:玄武岩纤维具有良好的抗水性能和高强度,通过在沥青混凝土中添加一定比例的玄武岩纤维,可以增加路面的抗裂能力和承载能力。
2. SMA-13高弹性沥青:SMA-13高弹性沥青是一种具有优异弹性和粘附性的沥青,可以提高路面的柔性和抗龟裂性能。
3. 施工温度控制:在施工过程中,需要控制沥青的温度,以确保沥青的流动性和粘附性能。
五、施工工艺玄武岩纤维SMA-13高弹模沥青路面施工工法包含以下施工阶段:1. 基层处理:清理基层,修补破损部分,进行铺垫和压实。
玄武岩纤维沥青混合料性能研究

玄武岩纤维沥青混合料性能研究【摘要】玄武岩纤维沥青混合料是一种新型的路面材料,在道路工程中具有广泛的应用前景。
本文对玄武岩纤维沥青混合料的性能进行了研究,通过详细分析其成分及特点、纤维对混合料性能的影响、性能测试方法和研究结果,揭示了玄武岩纤维沥青混合料在工程中的应用优势。
结论部分对玄武岩纤维沥青混合料的发展前景进行了展望,提出了未来研究方向,并总结了本文的研究成果。
通过本文的研究,有望为玄武岩纤维沥青混合料在道路工程中的推广和应用提供理论支持和技术指导。
【关键词】关键词:玄武岩纤维沥青混合料、性能研究、成分、特点、影响、测试方法、结果、应用、优势、发展前景、未来研究方向、总结、工程。
1. 引言1.1 研究背景在这样的背景下,本文旨在对玄武岩纤维沥青混合料的性能进行深入研究,探讨其在道路建设中的应用前景,为道路建材领域的发展与进步提供参考。
1.2 研究目的研究的目的是通过对玄武岩纤维沥青混合料性能的深入研究,探讨其在道路工程中的应用潜力及优势。
具体包括分析玄武岩纤维沥青混合料的成分及特点,探讨玄武岩纤维对沥青混合料性能的影响,建立相应的性能测试方法,揭示玄武岩纤维沥青混合料的性能特点,并总结其在工程中的实际应用效果。
通过这些研究,旨在为道路建设领域提供新型的材料选择和施工技术,促进道路工程的可持续发展,提高道路工程的质量和耐久性,为交通运输行业的发展做出积极贡献。
也为相关领域的研究提供新的思路和方法,拓展沥青混合料材料的研究领域,促进该领域的学术交流和发展。
1.3 研究意义玄武岩纤维沥青混合料是一种新型的路面材料,具有很好的性能和应用前景。
对玄武岩纤维沥青混合料进行研究具有重要的意义。
玄武岩纤维是一种天然的环保材料,其加入可以有效减少对沥青的使用量,降低工程成本,同时减少自然资源的消耗,具有很好的经济效益和环保效益。
玄武岩纤维的加入可以改善沥青混合料的性能,提高路面的抗裂抗疲劳性能,延长路面的使用寿命,减少维护和修复次数,降低路面养护成本。
纤维对SMA沥青混合料性能影响试验研究

讨 [1 结这 些 研 究 成 果 。 存 在 一 些 不 足 。首 先 , 同 类 型 1。总 4 仍 不 的纤维 在 S MA 沥 青 混 合 料 中增 强 作 用 机 理 还 需 进 一 步 完
善 : 入 纤 维 后 S A 沥 青 混 合 料 的 水 稳 定 性 指 标 与 飞 散 损 掺 M 失 之 间 的关 系需 要 进 一 步 完善 ; 后 , 维 的 高 温 性 能 增 强 最 纤
5 —5 0 7 6 1
2~4 0 3 2 4
1~ 6 5 2 2 l
1- 4 4 2 l 8
1- 0 2 2 1 . 55
l~ 6 0 1 1 3
9 5 -1 1 1
8 2 ~1 95 .
2肯 塔堡 飞散 试 验
3.2
3
定 沥 青玛 蹄 脂 碎 石 混 合 料 ( MA) 排 水 性 开 级 配 磨 耗 层 沥青 S 、
纤维对 S MA沥青混合料性能影响试验研究
林 丽 , 魏 永 强 . 陈 丽 芳 。
2 .
1 郑州市弘锐工程技术咨询有限公司(50 2 2 4 0 0 ) 郑州市交通规划勘察设计研究院(50 2 400 ) 3 郑州市交通规划勘察设计研究院(50 2 40 0 )
摘 要: 过 在 S 通 MA一 3沥 青 混 合料 中外掺 木 质 素 纤 维 和 玄 武 岩 矿 物 纤 维 . 行 肯塔 堡 飞 散 试 验 、 1 进 水
验 为 依 托 究 纤 维 沥青 胶 浆 的性 能 、 研 纤维 沥 青 混凝 土 的 高 、
低 温 等 路用 性 能 以及 纤 维 沥 青 混 凝 土 的 动 态 性 能, 用 复 合 运
玄武岩纤维在沥青混凝土路面中的应用分析

48总398期2016年第20期(7月 中)道路工程收稿日期:2016-04-15作者简介:柳朝印(1974—) ,男,高级工程师,从事高速公路路桥工程项目养护工作。
玄武岩纤维在沥青混凝土路面中的应用分析柳朝印(河北路桥高速公路养护有限公司,河北 石家庄 050000)摘要:对沥青、集料等原材料性能进行分析,详细介绍了北美孚玄武岩纤维产品特点,沥青玛蹄脂碎石混凝土中BMF®玄武岩矿物纤维的作用以及玄武岩纤维添加拌和的相关工艺,并对沥青胶浆性能做出深入研究,望能为日后相关工作提供借鉴。
关键词:SMA ;玄武岩纤维;沥青玛蹄脂碎石混凝土中图分类号:U416.21文献标识码:B0 引言在我国首次使用SMA 路面是在上世纪的90年代,北京机场高速公路铺筑了SMA 路面,至此,先后在我国其他省、市的高速公路以及一些桥面铺装中采用了SMA 路面结构,取得了良好的效果,到现在,SMA 路面结构已经成为全世界沥青路面建设中的重要组成部分。
1 原材料性能1.1 沥青SMA 沥青混合料对沥青黏度要求较高,较高的沥青黏度使其与集料保持良好的黏附性,这样才能确保沥青玛蹄脂胶浆有较强的高温稳定性和足够的低温柔韧性,以上所述工程项目采用的是江苏宝利的SBS 改性沥青材料,实践证明,用改性沥青作为胶结材料铺筑的路面,在高温环境下不会软化,在低温环境下不会开裂,而且这种路面抗磨能力强,还可以迟滞路面的老化速度。
我国所用的SMA 沥青性能必须符合相关规范的规定,而对于SMA 混合料中是否采用改性沥青作为黏结材料,专业人员大家看法不一,但据调查研究发现:在有特殊要求的路段或在路面特殊环境下,SMA 混合料采用改性沥青作为胶结材料的效果会更好,例如高速公路路面、荷载承受大的一般公路路面、环境温度过高或环境温度过低的公路路面。
1.2 集料SMA 混合料对粗集料的要求比较苛刻,一般常用轧制的碎石,究其原因是因为SMA 混合料对骨料的质量要求较高,这就要求所用岩石粗骨料要具有较高的强度和刚度,例如经常采用玄武岩、花岗岩等符合要求的石料,而最好不使用质地较软的石灰石作骨料。
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对沥青混合料SMA中
添加玄武岩纤维和木质素纤维作用的简单分析
前言
SMA混合料可以认为由两部分组成:一是由粗细料构成的空间骨架结构;二是由沥青、矿粉、纤维构成的玛蹄脂。
玛蹄脂填充骨架的空隙,形成密实结构的沥青混合料。
因此,SMA必须使用纤维材料作为沥青稳定剂。
相对SMA来说,普通沥青混合料(AC)对沥青稳定剂无要求,但随着路面的荷载持续增大,改性沥青逐步形成路面的标准配备,相应的沥青稳定剂——纤维也被赋予更多的作用特点。
1、纤维的分类
纤维种类很多,有天然纤维和人造纤维,有无机纤维和有机纤维。
SMA应用初期主要使用石棉纤维,出于对人体健康的考虑,石棉纤维在许多国家已经禁止使用。
现在许多新型的纤维材料代替了石棉纤维,在各种路面上应用广泛。
1.1木质素纤维
木质素纤维是植物纤维,植物在加工成纸浆和纤维浆液过程中,通过物理、化学处理,形成棉絮状木质素纤维。
颗粒状纤维是将木质素纤维与沥青按2:1或4:1质量比拌制而成。
木质素纤维原料丰富,价格低廉,在我国使用广泛。
其缺点是:易吸水腐烂、耐热耐磨性较差。
典型的国产絮状木质素纤维技术性质如表。
表絮状木质素纤维技术性质
1.2聚酯纤维
在聚合物化学纤维中,聚酯纤维(涤纶)和聚丙烯腈纤维(腈纶)是最通用的纤维品种。
一般而言,聚酯纤维是人工有机合成纤维,按生产厂家介绍:其分子链长、强度高、在溶剂中不溶胀、吸油率高、耐温性强、分散性好、强度高,能有效改善沥青胶体结构,形成三维分散状态,起到加筋作用,并且能使沥青、矿粉等组分在沥青混合料中均匀分散,可有效地防止胶团和泛油。
国内聚酯纤维生产厂家较多,典型的技术性质如表。
表聚酯纤维技术性质
1.3聚丙烯腈纤维
聚丙烯腈纤维和聚酯纤维一样,同属于人工有机合成聚合物纤维。
国内很多文献均指出:它拥有高抗拉强度、良好的吸油性、耐高温、不溶胀、吸附性强、化学性质稳定等特点。
在沥青混合料中,不仅能充当稳定添加剂,更能改善胶体的结构,起到加筋的作用。
典型的技术参数如表。
表几种聚丙烯腈纤维技术参数表
1.4矿物纤维
矿物纤维是由岩石为原料,通过高温抽丝而成,与其它纤维相比,具有较高的抗拉强度,抗老化性能好,高温稳定性尤为出色。
在美国,较为推崇使用矿物纤维。
许多矿物纤维公司研究人员对木质素纤维吸收沥青这一点有质疑。
他们认为:木质素纤维本身有吸收沥青的作用,需要多加~%的沥青,通常要比矿物纤维多用%的沥青,这些沥青吸收在木质素的中空管中,而被吸入纤维内部的沥青既不增加沥青油膜的厚度,也不提高路面的强度,相反使沥青用量增加,成本提高,所以吸收沥青是优点,也是缺点。
另外,木质素纤维受潮后,会影响沥青与集料间的粘结强度。
也有研究认为矿物纤维与集料(纤维主要是玄武岩)属同一种材料,耐老化,特别有利于沥青混合料的再生利用。
目前国内使用较多的是玄武岩矿物纤维。
其以玄武岩为原料,在1600℃高温下熔融提炼抽丝而成。
据介绍它拥有极好的抗拉强度、良好的抗老化性能、良好的化学稳定性、大范围的工作温度,可以适用于各种沥青混合料。
此外,还有矿渣纤维、玻璃纤维、钢渣纤维、钢纤维等等。
目前名气较响的福倍安道路专用矿物纤维,性能指标见表。
表福倍安道路专用矿物纤维性能指标
2、纤维拌合情况对比
就以下不同纤维的表面情况和使用特点列于表中。
表纤维的技术指标与使用情况对比
一、原材料及矿料级配
沥青结合料使用中海产SBS改性沥青,粗集料采用玄武岩石料,石屑采用卵石加工料,矿粉为石灰岩矿粉。
矿料级配采用热料仓4#:3#:2#:1#:矿粉=33:38:6:13:10
二、不同木质纤维混合料性能比较
三、试验数据显示
1、同一油石比时,采用玄武岩纤维的SMA混合料稳定度,流值均大于采用木质纤维的SMA混合料,而空隙率则偏小。
但是玄武岩纤维混合料的粒料间空隙率、饱和度不符合规范要求。
2、从试验过程中发现玄武岩纤维吸油能力较差,混合料显得富油,不易于施工。
3、本次试用的玄武岩纤维,在%的用量下,基本无法形成网络骨架,其加筋作用基本无体现。
吸附沥青的作用使其在AC级配中可使用更多的沥青,使裹覆更完整,强度更高;在SMA中,由于吸附沥青作用相对木质素纤维较差,因此建议增加玄武岩纤维的用量或使用木质素纤维。
若使用%以上的用量,则纤维将形成一定的网络彼此搭接,这将大大提高吸附沥青的性能,并且可赋予混合料一定的抗开裂、抗疲劳性能,但由于矿物纤维刚性较大,因此在同体积下,抗开裂、抗疲劳
的加筋效果必不及聚酯纤维和聚丙烯腈纤维。
建议在沥青混合料中使用%以上的此类纤维。
综上所述,本次试用的玄武岩纤维具有一定的玻纤的特点,添加后会使沥青混合料性能有所提高,但在吸附沥青作用上不及木质素纤维,在加筋作用上不及聚合物纤维。
若价格合适,可在AC混合料中添加使用。