聚酯纤维在沥青混合料中的应用
纤维沥青混合料的疲劳性能探究
纤维沥青混合料的疲劳性能探究摘要：本文在对纤维作用机理分析的基础上，通过掺加不同的纤维类型，对比分析了沥青混合料的疲劳性能，试验发现，可发现在不同的应力幅度下，掺入两种纤维后混合料的疲劳寿命均较普通沥青混合料有所增加，聚酯纤维的疲劳性能较木质纤维好。
关键词：沥青路面；纤维沥青；疲劳性能中图分类号：文献标识号：a 文章编号：2306-1499（2013）02- 由于纤维沥青路面结构具有路面性能优良，施工工艺较易实现等优点其在国内得到越来越多的应用和研究，但是由于国内对纤维沥青路面的应用时间较晚，其还存在很多的问题需要深入研究。
其中沥青混合料的疲劳性能是后续研究的重点。
沥青路面在环境荷载和行车荷载作用下，受到轮胎的驶入驶离，其路面受力状态为长期处于应力应变交替。
导致路面材料出现了疲劳变化。
而当行车荷载超过一定次数，沥青混合料的材料也发生了老化变硬，在荷载作用下，路面材料内部的应力积累超过了材料本身的强度，路面编号出现裂纹，最终会产生了疲劳断裂破坏。
疲劳破坏已经是当前沥青路面破坏的主要形式之一。
本文对纤维沥青混合料的疲劳性能进行了分析和研究。
1.纤维沥青混合料的制备1.1原材料室内试验采用克拉玛依90#沥青。
用于纤维沥青混合料粗细集料和矿粉质量应满足现行规范的相关规定，对粗集料的要求应具有良好的颗粒形状，质量均匀、洁净、干燥、无风化、无杂质，并且有足够的强度、耐磨耗性、抗冻性、耐腐蚀性、抗冲击性、耐磨光性、抗破碎性以及与沥青的良好粘附性。
为了研究不同纤维对沥青混合料疲劳性能影响，本文分别采用了不掺纤维、0.3%的木质素纤维好0.3%的聚酯纤维。
1.2 级配设计纤维沥青的级配选择为悬浮密实类的ac-131级配。
级配设计时，为了保证级配设计良好，其矿料全部采取经水洗烘干后的单一粒径集料配制而成.纤维沥青混合料的配合比设计需要考虑到纤维的类型和掺量，在所用材料和矿料级配确定后，选择若干种纤维掺量，按马歇尔设计方法确定不同纤维掺量下的最佳沥青用量，然后在各自的最佳沥青用量下进行水稳定性、低温抗裂性能和高温稳定性试验，分别得出纤维掺量与残留稳定度、抗弯拉强度、最大弯拉应变和动稳定度的关系曲线，由此关系曲线得出纤维最佳掺量和满足规范指标要求的经济掺量也就是最小纤维掺量，最后综合高温性能、耐水性能和经济性，确定工程使用合适的纤维掺量。
纤维对沥青混合料高温稳定性影响程度研究
囊：基。
：整且．纤维对沥青混合料高温稳定性影响程度研究韩涛陈文光(华杰工程咨询有限公司，北京市100029)脯萎】通过正交车辙试验发现，对沥青混合料的高温稳定性影响因素中，纤维用量占主导作用，并证明对提高温稳定性方面，SB S比纤维改善效果更为明显。
D蝴]纤维；高温稳定性；SM Al3高温车辙是路面的主要破坏形式之一，由于沥青混合料本身自有的粘弹性特征，在高温情况下模量变小，则不能抵挡车轮的反复作用而形成车辙。
对我国车辙形成的多样性和复杂性，至今也是一个未饵之难题，本文根据车辙的形成原因及过程，选用标准车辙试验机来模拟沥青路面的车辙变形隋况。
1原材料沥青选用壳牌A H一70重交沥青，改性剂5％S BS，集科选用石灰岩，纤维选用B oni f i be rs聚酯纤维，用量为混合料质量的百分率，级配选用S M A l3。
2S M A l3混合料正交试验设计及分析对于S M A l3混合料的抗车辙性能影响较大的指标为，4．25m m 通过率，236m m通过率，沥青用量，纤维用量，本文采用正交设计的方法来确定混合科中纤维及其它指标的影响程度，正交设计中正交因素和水平如表1：表I正交逑黼素及冰平项目拜壤用置沥青用置4．75¨边江单2．36一通辽章11．55．9242022．56．1∞2t33．56．33227．5通过每一项目每一分支进行3块车辙试验，结果取平均值，试验结果如表2：表2车辙正交试燃嘎目_t和理H辜2‰道珏毫壬f锺用量箱塘青用量车糟拮墨l2q∞5503e∞2∞竹5S6I∞123麓2t563Ⅻ●242425靶鸲5∞202553ⅫB2e2●35S g mt±4孔，S‘3∞120托2T；Z55-●呻0'托∞，5●l伯12m新15T’1320鹫。
33’l∞0豫，盯03341E,0弼I‘O3d563n”-／I O m04309T35孔T——Rl123B613T r310n513∞T_一X jI i殂自I i弼T12t1312180——K，13∞3l m T t’∞611"／82I∞B∞目7∞82I O4K i表示单因素水平j时车辙结果之和，K为单因素水平i下的平均值，R为K的级差。
聚酯纤维的性能用途
本文摘自再生资源回收-变宝网（）聚酯纤维的性能用途变宝网7月28日讯聚酯纤维简称PET纤维，是当初合成纤维的第一大品种，聚酯纤维主要品种由聚对苯二甲酸乙二醇酯纺丝制成，中国的商品名为涤纶，今天小编就带大家了解聚酯纤维的性能用途。
一、聚酯纤维的性能涤纶的比重为1.38；熔点255～260℃,在205℃时开始粘结，安全熨烫温度为135℃；吸湿度很低,仅为0.4%；长丝的断裂强度为4.5～5.5 克/旦,短纤维为3.5～5.5克/旦；长丝的断裂伸长率为15～25%，短纤维为25～40%;高强型纤维强度可达7～8克/旦,伸长为7.5～12.5%。
涤纶有优良的耐皱性、弹性和尺寸稳定性，有良好的电绝缘性能，耐日光，耐摩擦，不霉不蛀，有较好的耐化学试剂性能，能耐弱酸及弱碱。
在室温下，有一定的耐稀强酸的能力，耐强碱性较差。
涤纶的染色性能较差，一般须在高温或有载体存在的条件下用分散性染料染色。
二、聚酯纤维/沥青复合材料1、改善高温稳定性，提高高温稳定度由于聚酯纤维单丝的三维立体分布，同时与沥青具有很强的吸附性，且不缠绕，可以吸附过多的自由沥青，使沥青的粘稠度和粘聚力增大，同时由于纵横交错的加筋和桥接作用，降低了沥青的流动性能，限制了集料的侧向位移或流动，有效的改善了高温稳定性，使纤维沥青混凝土的稳定度得到很大提高。
2、改善低温抗裂性，纤维对沥青的吸附作用，导致沥青混凝土中最佳沥青用量增加，较高的沥青含量，使纤维沥青混合料在-40℃的低温下仍然保持柔韧性和较高的抗拉强度，有效的抵抗收缩应力，使混合料的低温抗裂性能增强，减少温缩裂缝的产生以及可以防止反射裂缝的发展。
3、改善抗疲劳性能沥青路面在外界气温环境作用下，经受车轮荷载的反复作用，当荷载重复作用超过一定的次数后，在荷载作用下路面内产生的应力就会超过强度下降的结构抗力，使路面出现裂纹，导致产生疲劳断裂破坏，掺加聚酯纤维后，纤维单丝在混合料中的均匀分布的加筋作用，使其劲度模量增加，改善沥青混凝土的抗疲劳性能。
沥青路面的新材料与新技术
沥青路面的新材料与新技术沥青路面是我们日常出行中最常见的路面形式之一，它的主要构成是沥青和石子，通过混合、铺设、压实等步骤形成。
在近年来的道路建设中，随着科技的不断进步，沥青路面的新材料和新技术也越来越多，下面我们来看看它们都有哪些。
一、沥青混合料中的新材料1.1 聚烯烃纤维聚烯烃纤维是一种高强度、高弹性的新型材料，它可以提高沥青混合料的抗裂性、抗疲劳性、抗水损性和防碎裂能力，从而延长路面的使用寿命。
同时，聚烯烃纤维还能降低混合料的温度敏感性和收缩性，提高混合料的稳定性和耐久性，进一步改善路面的性能。
1.2 沥青改性剂沥青改性剂是指将某些化学物质或高聚物加入沥青中，以改善其性能的材料。
常见的改性剂有聚合物、橡胶、沥青混合物等。
这些材料可以提高沥青的粘附性、弹性模量、耐久性和抗老化能力，减少路面的龟裂和变形，从而延长路面的使用寿命。
1.3 矿物粉体矿物粉体指的是在石材、煤矸石、铁尾矿等矿物资源的选矿或工业过程中所产生的废弃物，经过加工后能用于沥青混合料中，不仅能够减少废弃物的排放，还能提高混合料的性能。
矿物粉体对沥青混合料具有填充作用，能够填补沥青中不充分反应的细微空洞，提高混合料的致密性和强度性能。
二、沥青路面的新技术2.1 热再生技术热再生技术指的是将旧路面沥青破碎、加热、筛选，再加入新的沥青改性剂进行混合，形成新的混合料后重新铺设新路面的技术。
相比于传统的铺设方式，热再生技术能够节约成本、减少资源浪费，同时还能够改善路面性能，提高路面使用寿命。
在我国，热再生技术正在逐渐得到广泛应用。
2.2 超声波检测技术超声波检测技术可以用于检测路面的厚度、密度和结构等参数，对路面的质量进行评估。
该技术是一种无损检测技术，不需要对路面进行拆卸和破坏性测试，减少了成本和时间浪费。
同时，超声波检测技术还可以用于路面病害的诊断和分析，有助于及时发现和处理路面问题。
2.3 智能路面技术智能路面技术指的是通过将路面与计算机、传感器等技术相结合，来提高路面的管理和维护效率，达到降低成本、提高安全性和舒适性的目的。
中空聚酯纤维沥青混合料性能的试验研究的开题报告
中空聚酯纤维沥青混合料性能的试验研究的开题报告一、选题背景和意义中空聚酯纤维沥青混合料是一种由沥青、骨料、中空聚酯纤维等材料组成的道路材料，具有较高的抗裂性能、耐久性和抗老化性能等特点，因此得到了广泛应用。
但是，目前对于中空聚酯纤维沥青混合料的性能并没有深入的研究，特别是在高温、低温等极端环境下的性能表现和长期运行后的性能变化需要进一步探究。
因此，本研究旨在通过试验研究，探究中空聚酯纤维沥青混合料的性能，为其在实际应用中的优化设计提供科学依据。
二、研究内容和目标本研究将针对中空聚酯纤维沥青混合料进行试验研究，包括材料力学性能、抗裂性能、耐久性和抗老化性能等方面的测试。
试验将分析不同材料比例、不同工艺制备条件等因素对中空聚酯纤维沥青混合料性能的影响，并探究其在高温、低温等极端环境下的表现以及长期运行后的性能变化。
本研究旨在通过试验分析，建立中空聚酯纤维沥青混合料的性能评价体系，为其设计和应用提供数据和理论支持。
三、研究方法和步骤本研究采用试验研究的方法，包括材料试验、力学试验、耐久性试验和抗老化试验等，其中重点是在高温、低温等极端环境下进行试验。
具体步骤如下：1. 确定试验材料和试验方案，包括材料类型、材料比例、各项试验指标等。
2. 制备试验样品，根据确定的试验方案进行现场或实验室制样。
3. 进行试验测试，包括材料强度、抗裂性、耐久性和抗老化性等方面的测试，记录数据并进行分析。
4. 分析试验数据，建立中空聚酯纤维沥青混合料的性能评价体系。
5. 对试验结果进行研究和讨论，总结中空聚酯纤维沥青混合料的性能特点和适用范围。
6. 撰写研究报告，展示试验结果和性能评价体系，为中空聚酯纤维沥青混合料的优化设计和应用提供理论支持。
四、预期成果和应用价值本研究将建立中空聚酯纤维沥青混合料的性能评价体系，探究其面临的问题和未来的发展方向。
预期成果包括试验数据、性能评价体系和研究报告等。
应用价值在于为中空聚酯纤维沥青混合料的优化设计和实际应用提供技术支持和理论指导，同时还可为其他类似材料的研究提供参考和借鉴。
不同纤维对SMA沥青混合料性能影响分析
表１ Ｓ ＭＡ－ １ ３配合 比设计
通过下列筛 孔 （ ｍ）的质量百分率 （ ｍ ％）
１ ６ １． ３２ ９５ ． ４ ７ ．５ ２３ ．６ １１ ．８ Ｏ６ ． ０３ ． ０ １ ．５ ０ Ｏ５ ．７
油石 比
（ ） ％
设 计 级 配
１０ ０ ０．
９ ． ０７
成 纸浆 和纤 维 浆 时 ，通 过一 系列 的物 化处 理 ，最 终
将一部分纤维素剩余后 ，经一系列工艺过程而得到 的一种 有机 纤维 。在 通 常情况 下 ，木 质素 纤维 比表
为了研究不 同纤维对 Ｓ Ａ沥青混合料性能的 Ｍ 面面积大 ，具有 良好 的结合性 ，与酸性 、中性骨料 影 响 ，本 文采 用通 过室 内试 验 的对 比方 案 。试 验 主 有 良好的吸附性 ，且对人体和环境无不良影响 ，施 要 分 ３个 步骤 进行 ： 工中不需要增加其他稳定剂就能增加抗低温变形能 １ Ｍ ． 沥青混合料配合 比的设计 （ ）Ｓ Ａ１ ３ 配合 比 ） 其中原材料的选择均符合规范要求。 力及矿料的粘合力。但是木质素纤维的一个主要 的 设计见表 １ ，
６ ． Ｏ５
３． １５
２ ． １０
１ ． ６６
１ ． ４４
１ ． ２６
１． １２
９７ ．
６３ ．
１ ．高 温 稳 定 性
变形 。木质素纤维对 Ｓ Ａ １ 沥青混合料的抗车辙 Ｍ 一３ 性能有较大程度的改善 ，这是因为加入木质素纤维 后对混合料 的初期压密变形影响不大，但是对后期 的剪切 流 动变 形 有 较 大 的影 响 。加 人 木 质 素 纤 维
专 题
不 同纤维对 Ｓ Ａ沥青混合料性能影响分析 Ｍ
・ ・ ・ ・ 高 卓
SBS改性沥青混合料与聚酯纤维沥青混合料路用性能对比研究
摘 要 ：利 用 马 歇 尔试 验 、 高 温 车辙 试 验 、Ａ Ａ 辙 试 验 、低 温 弯 曲试 验 和 冻 融 劈 裂 试 验 ，有 关 Ｓ Ｓ 性 沥 青 混合 料 与 聚 Ｐ 车 Ｂ改
酯 纤 维 沥青 混 合 料 的路 用性 能 的研 究表 明 ．Ｓ Ｓ Ｂ 改性 沥 青 混合 料 较 聚 酯 纤 维 沥 青 混合 料 有 更好 的 高 温稳 定 性 、低 温抗 裂性 和
随着 视频 交 通 流 检测 器 的应 用 越来 越 为 广泛 ， 对 其所采 集 到 的交通数 据信 息 可靠性 的要求 就越 来 越 高 。对视频 车辆 检 测器 的计量 与检 定是保 证获 得
准 确交通 统计 信 息 的必 要手 段 。 目前 由我 国独立 研
究制 造 的视频 交通 流 检测器 还 比较少 ，而 大多采用
Ｗ Ｕ Ｚｈｅ －ｇ ｎ ｎｇ ｕａ ｇ
０ ●０ ● ＜＞ ●０ ●０ ●０ ００ ●０ ●０ ０＜ ＞ ●０ ●０ ０＜ ＞ ●０ ●０ ●０ ●０ ００ ●０ ●０ ●０ ●０ ●＜ ＞ ●０ ●０ ●＜ ＞ ●０ ●０ ●＜ ＞ ●０ ●０ ０＜ ＞ ●０ ●０ ０＜ ＞ ●０ ●０ ００ ●０ ●０ ●０ ● ０ ０＜ ＞ ●０ ●０ ●
国外先进 国家 的技 术 和设备 。同时 ，国 内暂 时也 没
有 相应 的规 程对视 频 车辆检 测器进 行科 学 的计量 和
检定 。希 望通 过《 视频 交通 流检测 器计 量检定 规程 》 的制 定 ，能够 进一 步推 广 国内视 频交通 流检 测器 的
应 用
激光 测速作 为一 种精度 高 、有效 距离远 的速 度
采 用激 光测 速手段 检定 平均 车 速测速 精度 。
沥青混合料的结构及强度形成机理
目录
一、沥青混合料的材料组成 二、结构类型及构成原理 三、沥青混合料性能及强度形成原理 四、与沥青性能的关系和工程中的表现形式
一、沥青混合料的材料组成
沥青混合料通常用做沥青路面的面层，它承受 着各种车辆荷载和环境因素的直接作用。沥青混 合料是一种复合材料，主要由沥青、粗集料、细 集料、填充料组成，有的还加入聚合物和木纤维 素；由这些不同质量和数量的材料混合形成不同 的结构，并具有不同的力学性质。 具体的材料组 成如下：
这种强度理论在实用上有一定的局限性，它主要适用于沥青 混合料温度较高时评价高温稳定性的状况，当温度较低或者 很低时，混合料的内摩擦角所占的比例越来越小，粘结力的 贡献越来越大，低温状态下采用三轴试验来分析是很困难的 ，而且通过抗压和抗拉实验求得C和 的方法也难以实现， 现在直接采用沥青混合料的高温劲度模量指标作为沥青混合 料的高温状态下的设计参数和性能评价指标。
4）填充料
粒径小于0.075mm的材料称为填充料，由于沥 青和填料混合形成胶浆，是沥青混合料形成强度 的重要因素，故填充料品质要求较严格。沥青混 合料的填充料宜采用岩浆岩中的强基性岩石等憎 水性石料经磨细得到的矿粉，原石料中的泥土杂 质应除净。矿粉要求干燥、洁净、能自由流出矿 粉仓，其质量应符合规范的技术要求。当采用水 泥、石灰、粉煤灰作填料时，其用量不宜超过矿 料总量的2%。
沥青混合料组成结构的现代理论
随着对沥青混合料组成结构研究的深入，目 前对传统的理论提出不同的看法。因此，对沥青 混合料组成结构有以下两种互相对立的理论：⑴ 表面理论；⑵胶浆理论
表面理论(Surface Theory) 按传统的理解，沥青混合料是由粗集料，细 集料和填料经人工组配成密实的级配矿质骨架 ，此矿质骨架由稠度较稀的沥青结合料分布其 表面，而将它们胶结成为一个具有强度的整体 。这种理论认识可图解如图所示。
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聚酯纤维在沥青混合料中的应用
前言
近年来，纤维应用于沥青混合料中，其良好的加筋作用明显改善沥青混
合料的物理力学性能和增强沥青混合料的整体强度的特点，逐渐被路面材料研究
者认同，并且成为研究的重要方向。沥青路面中使用的纤维大体分为硬纤维和软
纤维[1]。其中硬纤维（如钢纤维）使得沥青混合料具有高强度、耐高温和高弯
曲弹性、高取向性的特点，但是它与沥青混合料之间粘附性能较差，导致纤维的
握裹力变差，影响沥青混合料路用性能。而应用较为广泛的软纤维（如聚酯纤维、
聚丙烯晴纤维等）具有质量轻、耐高温、耐久性以及抗腐蚀性能较强，研究表明
掺加聚酯纤维的沥青混合料路面结构整体强度明显增强，路面抗弯拉强度以及抗
剪强度有所提升[2]，从而大大降低了路面裂缝的数量。因此，本文针对聚酯纤
维对改善沥青混合料的路用性能进行讨论。
1原材料
1.1基质沥青
本文中基质沥青采用道路石油沥青70号，各项技术性能指标见表1所示，
均满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ F40-2004）中对沥青的技术要求。
1.2矿料
粗集料、细集料以及矿粉均采用石灰岩，表面洁净、干燥、无杂质、无
风化，同时其性能指标均满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）
中对集料以及矿粉质量的要求。如下表2、表3、和表4所示：
2级配选择
2.1矿料级配
通过原材料筛分结果，对混合料级配组成进行计算，从而确定各种矿料
用量的比例，并根据《公路沥青路面施工技术规范》中对矿料级配的上、下限范
围的控制要求。为了保证试验结果的准确度，对所有矿料进行水洗并烘干后采用。
如下表6，图1所示矿料级配组成。
2.2油石比确定
根据试验前期，对未掺加聚酯纤维的沥青混合料进行过技术评价，其最
佳沥青用量为5.4%，但是由于纤维具有较强的吸附能力，导致沥青用量通常比
普通沥青混合料中沥青多。因此，综合考虑对聚酯纤维掺量为0.25%的沥青混合
料分别采用油石比5.4%、5.5%以及5.6%三种沥青用量进行马歇尔试验的测定，
通过下表7的对比分析，选用5.5%作为掺加0.25%聚酯纤维的沥青混合料的油
石比。
3路用性能
3.1高温
依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ 052-2000）中对沥青
混合料在最佳沥青用量下进行高温车辙试验，并通过动稳定试验结果对比分析掺
加与不掺加聚酯纤维沥青混合料的高温性能的差别。动稳定试验结果如下表8
所示：
表8 沥青混合料车辙试验结果
从表8试验结果可以看出，加入聚酯纤维后，沥青混合料动稳定得到明
显的提高，动稳定度从1168次/mm到1810次/mm。由此可以看出，纤维对抑制
集料间的相对滑移起到一定作用，实际上聚酯纤维的加入增强了沥青的稳定作
用，而且有利于聚酯纤维与细集料形成有效的网络结构。在高温下，这种网络结
构有效的约束并限制了集料间的滑移，使得矿质骨架结构更加稳定，也有利于减
小竖向变形的发生，从而使得沥青混合料的动稳定度增大。
许多研究表明[3]，聚酯纤维掺量的变化也会导致沥青混合料动稳定度的
一定变化。根据掺加不同剂量聚酯纤维的动稳定度变化规律发现，并不是可以无
限大的增加聚酯纤维的掺量，当达到某一范围后，沥青混合料动稳定会随着掺量
的增加反而降低。这主要是因为过大的纤维掺量，容易结团，严重影响了纤维的
分散均匀性，起不到对沥青混合料的稳定以及加筋作用，才使得动稳定度有所降
低。
3.2低温
依据《规程》[4]相关规定，对掺加聚酯纤维和未掺加聚酯纤维的沥青混
合料在最佳油石比下进行低温弯曲试验，并通过计算分析抗弯拉强度、最大拉应
力以及弯曲模量，如下表9所示：
从上表9可知，沥青混合料掺加聚酯纤维后，其低温抗弯拉强度以及破
坏时的最大弯拉应变都有较为明显的提高，证明聚酯纤维对沥青混合料的低温抗
裂性能有显著的改善。这种改善效果与聚酯纤维对混合料的加筋作用关系密切，
同时增强了沥青混合料的柔韧性，表现在低温弯曲劲度模量的减小。因此纤维加
筋增韧作用对沥青混合料的低温性能的改善是有效的。
3.3水稳定性
冻融劈裂试验是评价沥青混合料水稳定性能的常见方法，因此依据《规
程》进行冻融劈裂试验，并计算分析抗拉强度以及残留强度比，如下表10所示
试验结果：
掺加聚酯纤维的沥青混合料冻融劈裂强度比较未掺加纤维的沥青混合料
明显要高，而且聚酯纤维沥青混合料的残留稳定度值也有明显增加，因此说明聚
酯纤维的增加，伴随着适当的沥青用量增加，使得矿料表面沥青膜厚度的增大，
有利于增强结构沥青与矿料间的界面作用，大大的提高了沥青混合料的水稳定
性。但是并不是纤维掺量越大，沥青混合料水稳定性就提高的越大。相反，当超
过一定掺量后，混合料水稳定性有所降低，这是因为过量的聚酯纤维由于分散性
较差，使得沥青混合料的空隙率增大，增大了混合料受水侵蚀以及冻融损害的风
险。
总之，本文根据规范规定，通过对比分析沥青混合料掺加聚酯纤维与未
掺加纤维的高温、低温以及水稳定性综合分析，认为掺加适量的聚酯纤维对提高
沥青混合料高温性能较为明显，也增强了混合料抵抗低温抗裂变形能力和沥青混
合料抗水损害能力，有利于提高路面力学强度和沥青混合料的耐久性能。
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注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。