玄武岩纤维加入沥青混凝土中的作用
纤维在沥青混合料中的应用
纤维在沥青混合料中的应用作者：石硕王大明来源：《科学大众·教师版》2021年第11期摘要：随着中国经济的飞速发展，交通量及重载车辆数量的快速上升，對路面造成的破坏日益严重，这种情况下对沥青路面材料的要求也越来越高。
本文介绍了不同纤维对沥青混合料各种性能的改善，其中重点介绍了玄武岩纤维的作用机理及路用性能。
关键词：沥青混合料; 纤维; 玄武岩纤维中图分类号：U414 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2021）11-227-0021.前言沥青混凝土路面在使用过程中受到温度，湿度，汽车荷载等影响，其强度、刚度、稳定性会逐渐下降，从而出现车辙、坑槽、疲劳开裂等病害。
为了提高沥青混凝土路面的性能，各种纤维被添加到了沥青混合料中。
不同纤维分散在沥青混合料之中，增强了混合料的强度和刚度，使其具有更高的模量、粘度、水稳定性及高温稳定性和低温抗裂性、耐久性，使沥青混合料作为路面材料的使用寿命得以延长。
玄武岩纤维作为具有代表性的纤维，对沥青混合料性能的改善效果较为全面，在提高沥青混凝土路面路用性能方面发挥了重要的作用。
2.纤维类型简介2.1纤维素纤维纤维素纤维一般是由植物的种子颗粒、果实、根茎、枝叶等部位经过加工处理得到的纤维。
多数情况下，纤维素纤维的比表面积比聚酯纤维和矿物纤维高出10倍以上，表面吸附沥青的能力比较强。
木质纤维对于高温稳定性能的改善不明显，但对于低温抗裂性能的提高较大。
椰子纤维虽然会使沥青混合料的疲劳强度下降，但对于冻融劈裂强度以及间接抗拉强度还是有所提高。
竹纤维表面粗糙并且与沥青的浸润性好，通过试验研究竹纤维对于沥青混合料的性能提升超过聚酯纤维以及木质纤维[1]。
玉米秆饱水以后剪切得到的纤维，表面粗糙，容易分散，在加入到沥青混合料中时，可以明显提高混凝土高温稳定度，低温弯拉强度以及水稳定性。
2.2矿物纤维矿物纤维是由纤维状结构的岩石中经过处理得到的纤维。
石棉曾经也被添加到沥青混合料中用于提高性能，但是由于石棉所具有的致癌性，现在已经逐渐停止使用。
玄武岩纤维沥青混合料增强机理及路用性能研究
(3) The three kinds of fibers with different dosage of asphalt, asphalt three index test,
III
bending beam test and dynamic shear rheological test, to investigate the performance of fiber asphalt. The test results show that after the incorporation of fibers, the high-temperature performance of asphalt binder is obviously improved, but the low temperature performance was reduced. According to the test results of three kinds of asphalt mortar, basalt fiber is the best choice for polyester fiber and lignin fiber.
玄武岩纤维在AC-13沥青路面中的应用
＜２５０ １２～１５
＜２５０ ２．０
与沥青的粘附力
很好
好
好
差
耐酸碱性
好
一般
差
好
耐老化性
很好
一般
差
差
加筋桥接作用力
很好
一般
差
差
高温结构稳定性
很好
一般
差
差
在我国，与木 质 素 纤 维 和 聚 合 物 化 学 纤 维 相 比，矿 物 纤 维 的 应用还很少。玄武岩纤维具有耐高温、原料来源广泛和可以再生
玄武岩纤维具有优良的物理化学性能，原材料分布广且价格 低廉，具有广阔的 应 用 前 景。在 沥 青 混 合 料 中，掺 加 适 量 玄 武 岩 纤维，可有效提高 沥 青 混 合 料 的 路 用 性 能，弥 补 沥 青 老 化 给 混 合 料带来的损伤，具有显著的延缓沥青混合料老化的效果。且施工 工艺简单，适用性广，经济节约，对环境无不良影响。
玄武岩纤维（ＢａｓａｌｔＦｉｂｒｅ，简称 ＢＦ）属于矿物纤维的一种，以 特选玄武岩为原料，经过预处理后，在 １６００℃高温下熔融通过拉 丝漏板高速拉制制成，外表光滑呈圆柱状，颜色一般为褐色，有些 似金色。在沥青混合料中掺加适量玄武岩纤维，有助于发挥其较 高强度和弹性模 量 性 能，具 有 显 著 的 加 筋、分 散、吸 附、稳 定 及 增 粘效果，使得混合 料 存 在 的 抗 拉 性 能 差、低 温 脆 性 大 的 不 足 得 到 显著改善，减少路面泛油的发生，提高沥青混合料的高温稳定性。
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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。
玄武岩纤维增强沥青混凝土试验与性能研究
玄武岩纤维增强沥青混凝土试验与性能研究许婷婷;顾兴宇;倪富健【摘要】为研究玄武岩纤维对沥青混凝土性能的影响,在采用车辙试验和低温弯曲试验优选纤维类型和掺加量的基础上,通过劈裂试验、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验、车辙试验、60℃动态蠕变试验以及-10℃低温弯曲试验,将无纤维添加剂、掺加聚酯纤维、木质素纤维与玄武岩纤维的沥青混凝土性能进行对比研究.结果表明:掺加0.25%、经膨化及特定浸润剂处理的长径比为13μm/4.5mm的玄武岩纤维对沥青混凝土具有最好的增强效果;玄武岩纤维可以改善沥青混凝土的各项路用性能,尤其在高温稳定性和低温抗裂性方面效果显著,提高幅度均能达到80%.%To study the impact of basalt fibers on the performance of asphalt concrete, the performance of asphalt concrete without the fibers and with polyester fiber, lignin fiber and basalt fiber were compared by splitting test, freeze-thaw splitting test, immersi on marshall test, rutting test, 60℃ dynamic creep test and-1O℃ bending test, on the basis of optimum selecting the fiber type and dosage.The test data supported that the basalt fiber, which was expanded, specific infiltrating, with a longth and radius rati on of 13μm /4.5 mm and the content of 0.25％, gave the optimum enhancing effect.The results showed that the basalt fiber could enhance all the pavement performances of asphalt concrete,especially, in high-temperature stability and low-temperature anti-cracking, increased by 80％.【期刊名称】《交通运输工程与信息学报》【年(卷),期】2011(009)002【总页数】7页(P115-121)【关键词】玄武岩纤维;沥青混凝土;类型优选;纤维掺量;路用性能【作者】许婷婷;顾兴宇;倪富健【作者单位】东南大学,交通学院,南京210096;东南大学,交通学院,南京210096;东南大学,交通学院,南京210096【正文语种】中文【中图分类】U214.1+80 引言在沥青混合料中掺加纤维是改善沥青混凝土路用性能的有效手段之一，目前在道路工程中广泛应用的纤维主要有木质素、聚合物纤维和矿物纤维。
玄武岩纤维在沥青混凝土路面中的应用之研究
玄武岩纤维在沥青混凝土路面中的应用之研究发表时间：2020-02-24T12:48:03.103Z 来源：《基层建设》2019年第29期作者：陈昱匡许翔宇潘琪张龙[导读] 摘要：在公路和市政工程领域，沥青混凝土最大的问题就是路面容易裂缝，为了解决这个问题，可以在沥青混凝土面层中添加玄武岩纤维，玄武岩纤维应用在沥青混凝土路面中，可以延长路面的使用寿命，对公路和市政道路建设的可持续发展具有强大的社会意义。
中国电建市政建设集团有限公司 300384摘要：在公路和市政工程领域，沥青混凝土最大的问题就是路面容易裂缝，为了解决这个问题，可以在沥青混凝土面层中添加玄武岩纤维，玄武岩纤维应用在沥青混凝土路面中，可以延长路面的使用寿命，对公路和市政道路建设的可持续发展具有强大的社会意义。
本文主要针对玄武岩纤维在沥青混凝土路面中的应用进行分析研究。
关键词：玄武岩纤维；沥青混凝土；路面应用沥青混凝土路面具有无接缝耐磨，振动小，行车舒适，噪音小，施工简单以及工期短等诸多特点，在公路和市政道路建设中被广泛的应用，尤其是高速公路中，但是沥青路面也具有一定的缺点，就是在早期使用的时候非常容易受到损害，例如车轮挤压路面变形，路面裂缝以及早期的水破坏。
随着研究的不断深入，发现利用改性剂在一定程度上改善沥青性能，但是改性剂对沥青性能的改善能力有限，玄武岩矿物纤维的出现让玄武岩纤维作为沥青混合料之一，让沥青混凝土路面有了持续的发展。
一、纤维沥青路面的发展纤维沥青路面在西方国家已经有了非常成熟的应用，但是我国是在20世纪90年代才开始逐步使用，起初由于纤维材料不溶于沥青，它可以吸附于沥青，降低沥青的流动性，减少路面裂缝的优点引发了公路建设方面的关注。
因此对纤维材料进行了针对性的研究[1]。
为了提高沥青路面的使用性能与寿命，纤维材料在沥青混合料中的应用越来越广泛，在路面工程中应用较多的有木质素纤维、有机纤维和石棉纤维等，每种纤维都有着自己独特的优点，但是也无可避免地存在一些缺点，例如：木质素纤维，需要耗费大量的木材资源，而且木质素纤维非常容易受潮，对环境要求非常严格，有机纤维耐火性能差，在公路路面使用过程中安全性不好，石棉纤维不仅对环境污染，而且对人体也有害，并不适合绿色环保社会的发展需要。
市政道路玄武岩纤维排水沥青混合料配合比设计及应用
179智能施工NO.10 2020智能城市 INTELLIGENT CITY 市政道路玄武岩纤维排水沥青混合料配合比设计及应用王利（中交广州航道局有限公司，广东 广州 510290）摘 要：玄武岩纤维是市政道路工程中较为关键的材料，文章通过室内试验的方式对比掺加玄武岩纤维排水沥青混合料和未掺加玄武岩纤维排水沥青混合料的性能情况，从中提出合适的配合比设计方案。
试验结果表明，在玄武岩纤维的作用下有助于改善沥青混凝土的性能，使其在高温稳定性、水稳定性等方面的表现更为良好。
关键词：玄武岩纤维；沥青混合料；配合比设计1 玄武岩纤维的特点随着我国城市化建设快速发展，交通网逐渐完善，随之产生的路面噪声及雨天出行的行车水雾等严重影响了行车舒适性及安全性[1]。
而空隙率＞18%的低噪声排水路面能很好地解决上述问题，该类型路面中的空隙可吸收车辆行驶中的噪声，并将雨水迅速排出路面结构，从而达到排水、降噪、抗滑的目的。
在排水沥青混合料中添加玄武岩纤维可增强沥青与集料的黏附性，使路面具有高温稳定性、水稳定性及抗滑性，从而提高低噪声排水路面的路用性能[2]。
从现阶段的路面工程来看玄武岩纤维是重要掺料，常通过原丝短切的方式制得，相较于木质素纤维等传统材料而言其综合性能更为良好，具体体现在如下几个方面：（1） 温度适用范围广，在-269~650 ℃的环境中都可正常使用，可适应温度的极端变化。
沥青混合料拌制温度较高，由于玄武岩纤维的耐温效果良好，因此其性能依然可以维持在正常水平，沥青混合料的整体质量有所改善。
（2） 力学性能良好，根据现有研究资料以及工程经验来看玄武岩纤维抗压强度高，掺入沥青混凝土中有助于提高整体强度。
（3） 耐久性优良，伴随使用时间的延长玄武岩纤维依然可以维持原性能水平[3]，不会因外界环境的作用而出现性能大幅衰减的情况。
（4） 结构合理，玄武岩纤维由于具有较为光滑的表面，投入使用后不会出现大规模吸水现象，有助于缓解沥青老化[4]。
性能最佳的路用矿物纤维
性能最佳的路用矿物纤维一、产品技术背景近年来，在沥青混凝土中加入纤维以改善沥青路面的路用性能得到了越来越多的重视和应用。
玄武岩纤维作为继木质纤维、聚合物纤维之后出现的又一种沥青混凝土加筋材料，以其优良的技术性能受到人们的普遍关注。
美国已经在乔治亚州铺筑了世界上第一条掺加玄武岩纤维的沥青混凝土路面，并且取得了良好的路用性能。
我国从2006年开始了玄武岩纤维沥青混合料的研究，对玄武岩纤维沥青混合料和聚酯纤维沥青混合料进行了水稳定试验和车辙试验，试验证明玄武岩纤维比聚酯纤维能更好的提高沥青混合料的水稳定性和高温稳定性。
2008年以来，玄武岩矿物纤维在多个实体工程中应用，杭金衢高速公路罩面养护试验段，湖南株洲绕城高速公路等。
实际工程表明，沥青路面掺加玄武岩纤维能够有效减少裂纹产生，提高路面的抗车辙能力，从而提高了路面的使用寿命。
为今后新建道路和道路养护维修提供了一种新技术，其不仅在经济效益方面，还是社会效益方面都具有很好的应用前景。
二、产品简介“速路”采用国际先进生产技术，以天然玄武岩等优质矿物为主要原料，再添加其他原料作为纤维增强剂，经特定的预处理后，在1600℃以上的高温熔化制成的超细纤维。
速路TM矿物纤维与普通玄武岩矿物纤维相比，其路用性能更佳，且纤维表面经活化处理，抗水损性能优异。
“速路”牌玄武岩纤维高温稳定性好，耐化学腐蚀强，抗老化、抗水损性、电热性以及抗疲劳等力学性能较其他种类的纤维及同类矿物纤维都具有明显的优势，同时，对人畜不会造成任何危害，是一种绿色环保的纯天然矿物纤维。
三、产品技术特点（1）与沥青亲和力强（2）吸油效果好（3）耐高温性能优良（4）力学性能好（5）分散性好（6）耐酸碱能力强（7）抗老化性能好（8）防水浸蚀且不吸水（9）对人畜无害四、玄武岩矿物纤维在沥青混合料中的特殊作用（1）提高高温抗车辙能力；（2）提高混合料疲劳耐久性；（3）提高沥青混合料的粘聚性能；（4）提高沥青混合料的低温抗裂能力；（5）提高抗水损害能力五、玄武岩矿物纤维的关键指标（1）长度，典型最大纤维长度6mm（2）直径，平均直径5μm（3）筛分，通过250μm筛为95%，通过63μm筛为65%（4）熔点，1500℃（5）抗拉强度，≥2500 MPa（6）弹性模量，≥90 Gpa六、目标市场1．常规SMA路面及其他类型的沥青路面2. 高温地区的沥青路面与同类纤维相比，在同样环境温度条件下，速路玄武岩矿物纤维的抗车辙性能是木质素纤维产品的两倍。
玄武岩纤维在桥面铺装混凝土维修中的应用
玄武岩纤维在桥面铺装混凝土维修中的应用玄武岩纤维是一种新型的纤维材料，因其有较高的环保价值和经济价值正在被快速推广使用。
本文主要通过玄武岩纤维在桥面铺装混凝土维修中的应用特点和优势进行分析和总结，提出了玄武岩纤维在桥面铺装混凝土中的一些施工方法和措施。
标签：玄武岩纤维；桥面铺装；维修；应用1、前言近年来，随着我国新材料技术的不断进步，玄武岩纤维技术也取得了飞跃式发展，各种成果不断运用。
同时我国的基础设施建设也飞速发展，道路的里程数和桥梁的数量呈现级数级增长。
随着时间的推移，由于设计理念的不同和超负荷使用等因素的影响早期建成的桥梁相继进入病害高发期。
作为桥梁最直接受力部位的桥面铺装出现网裂、纵向裂缝、脱皮等病害，直接影响桥梁的使用性能和耐久性。
这些病害的发生主要还是桥面铺装混凝土性能不能满足相关性能要求造成的。
玄武岩纤维的运用能有效的改善桥面铺装砼的性能，是一种良好的增强材料。
本文将结合工程实例对玄武岩纤维在桥面铺装维修应用进行一些探讨。
2、工程背景某桥位于平原地区某市，是东北方向进入主城区的主要通道，交通流量大。
该桥建于上世纪九十年代，桥梁全长70米，采用20+30+20的布跨形式，梁板采用1.24米的低高宽比的宽幅梁板。
经专业检测公司检测评定，该桥技术状况为D级——不合格状态，应进行大中修。
桥面铺装的主要病害是全桥网裂，墩顶横向贯穿开裂。
病害原因分析：①桥梁位于城市交通要道，由于城区限行，众多货运车辆绕经此路，交通流量大，超限超载车辆多。
②桥梁采用宽幅梁板高宽比小且桥梁跨度大，在使用时产生较大挠度，超出桥面混凝土抗弯拉强度。
另外，由于该桥处于城市交通要道，不能全封闭施工，只能采用边通车边施工的施工方案，因此也增加了施工难度。
为了更好的达到桥梁维修加固的目的，进一步提升桥梁使用性能。
设计时充分分析和考量了目前主要使用的纤维混凝土的不同优缺点。
（1）钢纤维混凝土其技术特点是较早运用于工程实践中，材料韧性和抗拉性能较好。
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玄武岩纤维沥青混合料是一种新型的道路材料，其具有良好的耐久性、抗裂性和抗老化能力。
近年来，随着道路交通的不断发展和交通量的不断增加，对道路材料的性能要求也越来越高。
对玄武岩纤维沥青混合料的性能进行研究，对于提高道路材料的性能以及延长道路使用寿命具有重要的意义。
本文将从玄武岩纤维沥青混合料的原理和特点出发，探讨其性能研究的现状及发展趋势，希望能对相关领域的研究提供一定的参考和借鉴。
一、玄武岩纤维沥青混合料的原理和特点玄武岩是一种富含铁镁矿物的火成岩，其在地壳中广泛分布，因其质地坚硬、抗压强度高等特点，被广泛用于道路建设。
而玄武岩纤维沥青混合料则是在玄武岩基本原料的基础上，通过特殊的工艺加工制备而成，具有以下特点：1. 高耐久性：玄武岩纤维沥青混合料具有良好的抗冻融性能，能够在极端气候条件下保持较高的稳定性。
2. 抗裂性能：玄武岩纤维沥青混合料中添加了玄武岩纤维，可以有效增加材料的抗裂能力，减少裂缝的产生。
3. 抗老化能力：玄武岩纤维沥青混合料中的玄武岩具有优良的耐磨损和抗老化能力，能够有效延长道路使用寿命。
目前，关于玄武岩纤维沥青混合料的研究主要集中在其力学性能、耐久性能、热稳定性能等方面。
力学性能包括抗压强度、弯曲强度等指标，耐久性能主要包括抗冻融性能、耐久留痕性能等指标，热稳定性能则包括软化点、流动值等指标。
通过对以上性能指标的研究，可以全面地评价玄武岩纤维沥青混合料的性能表现，为其在实际道路应用中提供科学依据。
在研究方法方面，目前主要采用的是实验室试验和室内模拟试验相结合的方法。
实验室试验主要包括抗压强度试验、弯曲强度试验、抗裂性试验等，通过这些试验可以获得材料的基本力学性能指标。
而室内模拟试验则通过模拟道路实际使用环境的温度、湿度等条件，对材料的耐久性和热稳定性进行研究。
随着交通基础设施的不断完善和交通运输的日益发达，对道路材料的性能要求也越来越高，这就对玄武岩纤维沥青混合料的性能提出了更高的要求，未来的研究重点主要集中在以下几个方面：1. 多性能综合研究：当前的研究主要着眼于玄武岩纤维沥青混合料的单一性能研究，未来需要在保持单一性能研究的基础上，进行多性能综合研究，建立全面的评价体系，为其在实际应用中提供更为全面的科学依据。
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玄武岩纤维加入沥青混凝土中，可以增加沥青油膜的强度及抗疲劳性能，增强沥青油膜的水稳定性，抗氧化及抗老化性进而提高耐久性，玄武岩纤维具有紧密的晶体结构，表面具有很好的浸润性（wetaility），可与沥青、水泥及塑料等各种基体材料紧密粘合。
纤维表面能很好地吸附沥青从而防止沥青析漏。
掺加纤维可增大沥青膜的厚度，有助于减缓沥青老化，降低沥青温度敏感性及长期保持粘弹性。
玄武岩纤维具有很好的表面亲和力或表面浸湿性，纤维－沥青界面上存在很大的界面张力和粘着力，可起到稳定沥青的作用，增强弹性恢复能力。
高强度且细微的玄武岩纤维（相当于配筋）可抵消或释放温差应力，从而抑制沥青混凝土的裂纹形成与扩展，提高沥青胶浆的裂纹自愈能力及弹性恢复能力，从而提高沥青混凝土的韧性，克服沥青混凝土的低温脆性，对防止沥青混凝土冷脆破坏具有非常理想的效果。
玄武岩纤维具有较高的弹性模量及适宜的断裂延伸率，有助于提高沥青混凝土弹性变形恢复能力，减少永久塑性变形及裂纹的产生。
微裂纹生成后，均匀分布的空间纤维网络可帮助释放裂纹尖端形成的应力集中，从而阻止裂纹的进一步失稳扩展直至断裂破坏。
添加纤维的沥青混凝土疲劳寿命几乎是未加纤维的普通沥青混凝土的100倍。