纤维沥青胶浆的影响因素研究
复合纤维沥青胶浆性能研究
复合纤维沥青胶浆性能研究摘要：目前，纤维单掺沥青混合料已逐步开始广泛应用，通过掺入纤维增强沥青混合料路用性能具备研究价值。
不同纤维由于物化性质差异对混合料路用性能改善不同。
通过将不同纤维复掺以期实现各类型纤维优势互补，可实现沥青胶浆性能全面提升。
鉴于此，本文开展复合纤维沥青胶浆性能研究。
本文以玄武岩纤维为基础，分别与聚酯、木质素纤维以不同质量比例复掺制备纤维沥青胶浆，研究了纤维对沥青的吸附性能、纤维沥青胶浆的锥入度、软化点等常规性能。
关键词：复合纤维；沥青；胶浆；引言纤维作为当前沥青路面中常用的材料，可通过吸附稳定沥青、桥接加筋与沥青混合料结合形成稳定的三维增强网络，有效增强沥青胶浆性能。
在沥青应用领域中纤维种类繁多，其中主要可分为植物纤维、合成纤维和矿物纤维三类。
这三种类型的典型代表是木质素纤维、聚酯纤维和玄武岩纤维。
不同纤维由于其成分、体积参数不同导致物理化学性能差别较大，因而与沥青结合的程度区别较大，对进一步推广复核纤维沥青胶浆工程应用，具有参考意义。
纤维作为沥青混合料中常用的外掺材料，其自身的物理特性及其与沥青的结合性能则对沥青混合料性能的提升效果起决定性作用。
因此针对纤维及纤维沥青胶浆的常规性能进一步开展研究。
1、原材料试验分别选用新加坡Esso A-70#道路石油沥青及高粘SBS改性沥青，试验选用纤维稳定剂分别为木质纤维素（以下简称“CF”）、聚酯纤维（以下简称“PF”）及玄武岩纤维（以下简称“BF”）。
2 复合纤维沥青胶浆常规性能试验2.1 复合纤维沥青制备在复合纤维改性沥青制备中，参考现有研究确定总纤维掺量为沥青质量的3%[1,2]。
以玄武岩纤维为基础，分别选择聚酯纤维和木质素纤维复掺，按纤维复掺的掺配比例为3:0、2:1、1:1、1:2、0:3的掺配比例混合分别掺配至70#基质沥青、高粘SBS改性沥青中，制备复合纤维沥青胶浆。
主要制备步骤如下：①将所需掺加的纤维放置烘箱于105℃下保温2h，烘干至恒重，确保纤维干燥；②将试验用的沥青放置烘箱保温2h（70#基质沥青选择160℃、高粘SBS改性沥青选择175℃），使得沥青加热至液体流动状态；③在特定加热条件下，按预定的掺配比例及掺量称取纤维，将纤维多次缓慢掺入沥青中，同时用玻璃棒均匀搅拌分散后再进行下一次添加。
纤维对沥青混合料性能影响试验分析
论文THESIS110 China Highway近年来，我国高温多雨地区的新建高速公路沥青路面容易出现裂缝、坑槽、抗滑性能衰减较快等早期病害，对出行安全及行车舒适性造成了不利的影响，沥青混合料是造成早期病害最为显著的因素。
为了改善沥青混合料的路用性能，减少路面早期病害的发生，本文采用高温抗车辙试验、低温劈裂试验、冻融劈裂试验和表面构造深度试验，通过实验研究了掺加聚酯纤维和玄武岩纤维的AC-13C、SMA-13沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和抗滑性，并分析了其作用机理，并对每种纤维的适用场合及特点进行了分析。
原材料技术指标及要求集料采用玄武岩，沥青为SBS 改性沥青，技术指标均满足相关规范及标准。
选用的SBS 改性沥青、玄武岩纤维及聚酯纤维材料的检测结果如表1、表2所示。
试验方案表3为AC-13C 和SMA-13两种常用级配，验证两种纤维对沥青混合料路用性能的改善效果。
两种纤维掺量纤维对沥青混合料性能影响试验分析文/广东冠粤路桥有限公司 刘志华均为0.2%，设置不掺加纤维沥青混合料的性能为对照组，共进行4组试验，每组试验进行5个平行试验，取平均值为最终结果。
鉴于混合料油石比相差较小，因此忽略油石比变化对沥青混合料路用性能的影响，每组试验的油石比如表4所示。
试验结果与分析高温稳定性能不同纤维种类、不同纤维掺量的沥青混合料的高温抗车辙性能试验结果如表5所示。
由表5可知，玄武岩纤维和聚酯纤维均可以有效提高两种混合料的动稳定度，与不添加纤维的混合料相比，添加玄武岩纤维后的AC-13C 和SMA-13混合料的动稳定度分别提高了43.7%和28.6%，掺加聚酯纤维后动稳定度分别提高了31.4%和11.9%，表明玄武岩纤维对沥青混合料高温性能的提升作用更加明显，且沥青玛蹄脂沥青混合料高温稳定性明显优于密级配沥青混合料。
玄武岩纤维与聚酯纤维均能提高沥青混合料的高温稳定性能，主要原因是由于纤维具有加筋作用，且可增强混合料内部抗拉作用，消耗或缓解部分行车荷载传递的应力。
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。
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。
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.
纤维对沥青混凝土性能影响的作用及机理
纤维对沥青混凝土性能影响的作用及机理摘要：本文探讨了纤维对沥青混合料性能改善的原因，分析了纤维增强沥青混合料性能的机理及其在沥青混合料中的作用。
关键词：纤维沥青混凝土；作用；机理中图分类号：tu528.42文献标识码： a 文章编号：目前由于纤维的加入改善了沥青混合料的性能。
分析其原因主要是沥青混凝土是一种靠沥青粘合在一起的散料组合体，很难承受拉应力，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，可增强承受拉应力，纤维通过与骨料的咬合作用，形成较大的摩擦角，同时加上沥青胶浆的粘聚作用，将基体的拉应力传递给纤维，并主要由纤维来承担，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。
1 纤维在沥青混凝土路面中的作用1.1 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。
1.2 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。
1.3 稳定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。
1.4 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。
1.5 阻裂作用近代胶浆理论认为沥青混凝土是以沥青为唯一连续相的多级空间网状结构的分散体系，因此沥青的破坏将意味着结构体系的破坏。
玄武岩纤维增强沥青胶浆试验与性能研究
玄武岩纤维增强沥青胶浆试验与性能研究张庆宇;翟晓静;丁永盛【摘要】沥青胶浆作为沥青混合料的重要组成部分,对沥青混合料的性能有非常重要的影响.根据SHRP研究结果,沥青与矿粉对于高温车辙的贡献率为29％,对疲劳的贡献率为52％,对温度裂缝的贡献率为87％.在混合料中,沥青吸附在填料表面形成薄膜并和填料一起组成沥青胶浆后,既对其它的粗细集料产生粘附作用,又起到填充粗细集料孔隙的作用,对沥青混合料强度的形成有着重要的影响.玄武岩纤维改性沥青胶浆是在沥青胶浆中掺入合适用量的玄武岩纤维,通过对纤维沥青胶浆的高温、低温和疲劳性能研究,深入了解玄武岩纤维及其掺量对沥青胶浆性能的影响.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2012(000)010【总页数】4页(P143-146)【关键词】玄武岩纤维;沥青胶浆;试验;性能研究【作者】张庆宇;翟晓静;丁永盛【作者单位】河北交通职业技术学院,河北石家庄050035;河北交通职业技术学院,河北石家庄050035;河北蔚县交通运输局,河北蔚县075700【正文语种】中文【中图分类】TU535玄武岩纤维GBF®是采用组分相近的玄武岩高温熔制而成的一种高性能无机纤维。
以纯天然玄武岩矿石为原料，将矿石破碎后放进池窑中，经1 450℃ ～1 500℃的高温熔融后，通过喷丝拉拔形成连续纤维。
玄武岩纤维和集料属于同一种材料(大部分都为玄武岩或者石灰岩)，具有天然的与砂浆混凝土和沥青混凝土的亲和力和耐碱性，因此能更有效地参与矿料和沥青混合料之间的结合。
1 玄武岩纤维GBF®性能1.1 玄武岩纤维性能检测1.1.1 密度测定精确称量两份GBF®纤维，放置在两个400ml的烧杯中。
放入真空仪中，进行抽真空15min，称量各项质量。
从表1中可以看出，GBF®纤维的密度比玄武岩矿石的密度(约3.0)稍小，但远大于木质素纤维和聚酯纤维的密度。
表1 玄武岩纤维体积密度测定参数纤维类型A B C D E F G H体积密度/(g/cm3)2.35 2.49 2.30 2.25 2.16 2.37 2.02 2.19变异系数/% 5.30 4.90 6.10 5.20 5.50 4.60 4.30 4.701.1.2 力学性能常见路用纤维力学性能比较见表2，可以看出，相比木质素纤维和聚酯纤维，玄武岩纤维具有突出的拉伸强度、较高的弹性模量及适宜的断裂延伸率。
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王洋李雪萍薛冰摘要为预防沥青路面病害的形成，将纤维添加到沥青混合料中已得到广泛应用。
为了研究玄武岩纤维对沥青路面的影响，本文选用动态剪切、拉伸试验对掺有6%纤维沥青胶浆的抗剪能力、延展性及纤维沥青混合料性能进行研究。
研究表明：纤维的掺入能够增强沥青胶浆的抗剪切能力及高温稳定性;当纤维掺入量为0.4%时，混合料路用性能最优。
关键词玄武岩纤维;纤维胶浆;沥青混合料;路用性能1沥青混合料级配设计1.1原材料性能沥青为SBS改性沥青，其主要技术指标检测结果见表1，玄武岩纤维为GBF17μm-12mm短切纱，其主要技术指标检测结果见表1。
1.2配合比设计及马歇尔试验结果本文选用AC-13C混合料进行研究，粗集料为10-15mm、5-10mm、3-5mm石灰岩碎石，细集料为0-3mm石灰岩机制砂，矿粉由石灰岩磨细制成，粗、细集料及矿粉主要技术指标均满足相关规范要求，矿料级配设计结果见表2。
对普通AC-13C混合料及掺有0.4%玄武岩纤维的AC-13C混合料开展马歇尔试验，试验结果见表3。
2玄武岩纤维沥青胶浆性能将加热好的沥青置入高速剪切机，同时添加6%的玄武岩纤维，均匀搅拌30min，配置纤维沥青胶浆。
2.1高温性能本文选用动态剪切仪进行不同温度下沥青胶浆的抗剪切试验。
不同温度下沥青胶浆动态剪切强度检测结果见表4。
由表4得出：温度越高，抗剪切强度试验结果越低，这主要因为沥青胶浆随温度升高黏度降低，抗剪切能力降低引起的;同一温度时，玄武岩纤维的掺入可以增强沥青胶浆的抗剪切性能。
2.2低温性能将加热后的沥青胶浆进行浇模，室温下放置24h，将脱模后的试件放入温度为（20±1）℃的高低温恒温水浴中2h，最后开展沥青胶浆低温性能试验，试验结果见表5。
由表5得出：掺有6%纤维的沥青胶浆抗拉伸强度试验结果明显大于未掺纤维的，而断裂延伸率试验结果刚好相反。
这是因为纤维对沥青起到加筋、增韧的效果，提高沥青的抗拉能力，降低了延展能力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
纤维沥青胶浆的影响因素研究
摘要：通过三种纤维与沥青的作用机理进行了分析，研究了不同纤维种类和聚酯纤维掺量对沥青胶浆粘度性能的影响。
结果表明，聚酯纤维具有较好的增粘性能，其次为木质素纤维。
当聚酯纤维的掺量低于0.5%时，其对沥青胶浆增粘效果不明显，低温时的沥青胶浆粘度大于高温时粘度。
关键词：沥青路面；沥青胶浆；纤维
中图分类号：u414.3 文献标识号：a 文章编号：2306-1499（2013）02-
沥青胶浆在沥青混合料的三级体系中占比例较小，然而其在该多级空间网状结构的分散系中最为重要，是影响沥青混凝土粘弹性的根本因素。
同时，沥青胶浆或混合料的流变特性对沥青混凝土的抗永久变形能力具有决定性的影响。
研究表明沥青胶浆对于沥青路面的高温车辙的贡献率为29%，对疲劳的贡献率为52%，对温度裂缝的贡献率为87%。
因此开展对沥青胶浆的研究是非常必要的，在本文中，主要研究了不同种类和掺量的纤维对沥青胶浆粘度指标的影响。
1.纤维与沥青的作用机理研究
目前实际工程中应用的纤维种类繁多、规格不一，因此本文主要针对目前较为常用的所采用的木质素纤维、聚醋纤维和矿物纤维的基本技术性能进行了研究。
聚酷纤纤维加入到沥青混凝土中，纤维与周围基体（沥青以及沥
青胶浆）、纤维与纤维之间存在着复杂的相互作用，纤维不但对沥青具有改性的效果，同时还会显著的影响沥青混合料的韧性和破坏过程，即具有改性、加筋和桥联作用。
矿物纤维是以特性的玄武岩为原料，经过特定的预处理后，在1600℃高温下熔融提炼抽丝制成，与其它沥青路用纤维相比，玄武岩矿物纤维具有非常优越的力学性能和高温稳定性。
木质素纤维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。
它不同于水溶性的甲基纤维素或其它纤维素衍生物，是一种广泛应用于水泥、石膏、石灰、墙衬等化学建材的粉状增强纤维添加剂，具有改善施工的和易性和优化材料的特性。
2.纤维沥青胶浆影响因素研究
2.1纤维沥青胶浆制备方法
根据纤维的掺量分别确定基质沥青和各种纤维的质量，当沥青加热到160℃时，逐步加入称好的纤维进行搅拌，待纤维全部加入后，继续保持匀速搅拌2个小时，直至纤维在沥青胶浆中分散均匀，而后进行相关的沥青胶浆粘度试验。
2.2纤维种类对沥青胶浆粘度的影响
通过试验表明不同种类的纤维对沥青胶浆粘度随温度的变化规
律具有不同的影响，表为木质素纤维、聚醋纤维和矿物纤维在相同的掺量比例下（0.5%）对沥青胶浆粘度的影响的比较从表中可以看出，在相同的掺量下，聚酷纤维在任一温度下对沥青胶浆的粘度的增大贡献作用最大，其次为木质素纤维，矿物纤维的增粘作用则最
弱。
这主要是因为三种纤维比较而言，聚酷纤维的长度和韧性相对较大，且在与沥青的混和搅拌过程中纤维的形状保持良好，导致混和均匀后，相同掺量的聚酷纤维在沥青胶浆中具有更大的比表面积，使沥青与纤维的接触面积更大。
聚醋纤维作为一种聚合物纤维，与沥青具有良好的粘附性能，从而可以在更大的程度上增大纤维沥青胶浆的粘度。
在未与沥青混和之前，玄武岩矿物纤维虽然与聚酷纤维具有相近的平均长度，但玄武岩矿物纤维的脆性较大，其在与沥青和集料拌和的过程中存在纤维被搅拌叶片打碎的现象，同时，玄武岩矿物纤维实质上仍属于一种无机矿料，其与沥青的粘附和相容性相对较弱，从而导致在三种纤维中其对沥青胶浆的增粘作用最弱。
2.3纤维掺量对沥青胶浆粘度的影响
聚醋纤维纤维由于其较好的性能，在国内外得到较为广泛的应用，本文针对此，研究了不同木质素纤维对沥青胶浆粘度性能的影响。
通过试验表明当聚醋纤维纤维的掺量为0.1%时，沥青胶浆的粘度几乎没有发生任何变化，表明此时聚醋纤维纤维由于掺量很小，在沥青胶浆中呈随机分散状态，因此对纤维沥青胶浆的微观结构和流动性能的改善作用非常微弱。
随着聚醋纤维纤维掺量的增大，纤维的增粘作用逐步发挥出来，当掺量达到1.0%时，沥青胶浆的粘度显著增大，这是因为较大掺量的木质素纤维能够在沥青胶浆中随机分布时发生相互搭接的现象，能在一定程度上形成纤维的三维网络结
构，该结构能够增大旋转粘度计的转子工作过程中的摩擦阻力，导致沥青胶浆的粘度增大。
3.结论
本文针对国内常用的三种纤维进行了研究，分析三种纤维与沥青作用机理，其研究了纤维掺量和纤维种类对纤维沥青胶浆粘度性能的影响，主要得出以下结论：
各种纤维对沥青胶浆的粘度有重要的影响，聚酷纤维对沥青胶浆的粘度影响最大。
温度对纤维的增粘效应具有很大的影响，低温下各种纤维的增粘效果要好于高温情况。
其原因可能为纤维沥青胶浆在高温时会从两相共混的稳定态进入亚稳定态，纤维容易在沥青胶浆中产生缠结和离析，因此导致高温下增粘效果减弱。
纤维掺量对沥青胶浆性能有很大的影响，当纤维掺量小于0.5%时，纤维的增粘作用有限，再增大纤维掺量则使沥青胶浆的粘度显著增大；相同掺量时，聚酷纤维对沥青胶浆的粘度影响最大。
参考文献
[1]倪良松，陈华鑫等.纤维沥青混合料增强作用机理分析[j].合肥工业大学学报（自然科学版），2003，26（s）：1033-1037. [2]张争奇，王永财.沥青胶浆对沥青混合料高低温性能的影响[j].长安大学学报，2006，26（3）：1-5.
[3]彭波，靳明，袁万杰.纤维增强沥青混合料性能的研究[j1.重庆交通学院学报.2002.21（4）：27- 30.。