聚酯纖維在瀝青混凝土路面中的應(yīng)用
2006-07-21 00:00
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【摘要】聚酯纖維作為一種良好的瀝青混合添加材料。在瀝青路面工程中的應(yīng)用起來越廣泛。 通過室內(nèi)對(duì)比試驗(yàn)，分析了添加聚酯纖維后對(duì)瀝青混合料性能的影響，并結(jié)合實(shí)際工程進(jìn)行了試驗(yàn)檢測(cè)分析。
【關(guān)鍵詞】聚酯纖維；瀝青路面；應(yīng)用
1 概述
隨著我國(guó)高速公路的建設(shè)與發(fā)展，對(duì)瀝青混凝土路面的使用品質(zhì)的要求也越來越高，經(jīng)過近幾年的試驗(yàn)研究，通過采用一系列的技術(shù)措施，某省份高速公路已基本解決瀝青路面早期水損壞問題。這些措施包括新技術(shù)、新材料、新工藝的應(yīng)用：加強(qiáng)對(duì)瀝青混凝土原材料的檢測(cè)；對(duì)瀝青混凝土用原材料提出高要求：嚴(yán)格施工工藝，加強(qiáng)瀝青混凝土路面施工質(zhì)量控制等。但由于交通最的不斷增加，超重車輛尚未得到有效控制，路面車轍已成為瀝青路面早期病害的主要表現(xiàn)。
因此，在瀝青路面中采用改性瀝青，摻加特殊添加材料以改善混合料的使用品質(zhì)已成為一種發(fā)展趨勢(shì)。聚酯纖維作為一種良好的瀝青混合料添加材料，近幾年在瀝青路面中得到了廣泛的應(yīng)用。
2004年以前，在高速公路建設(shè)中，對(duì)聚酯纖維使用只是做了一些試驗(yàn)性的探索。為提高瀝青路面的抗車轍能力，改善瀝青混合料的使用性能，路面施工標(biāo)段大規(guī)模采用了聚酯纖維。
2 室內(nèi)試驗(yàn)
為比較不同聚酯纖維的路用性能，東南人學(xué)對(duì)進(jìn)口聚酯纖維和國(guó)產(chǎn)聚酯纖維的路用性能進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)統(tǒng)一采用高速公司YX一23標(biāo)AK一13A級(jí)配，纖維用量為瀝青混合料重量的0．225%。
2．1 原材料要求
2．1．1 瀝青：采用SBS改性瀝青，主要技術(shù)指標(biāo)見表1。 2．1．2 集料：粗、細(xì)集料采用玄武碎石，填料采用石灰?guī)r礦粉，粗集料主要技術(shù)指標(biāo)見表2。 2．1．3 聚酯纖維：本次室內(nèi)試驗(yàn)采用的聚酯纖維均由廠商提供，根據(jù)廠商提供的資料，均為單絲類型，長(zhǎng)度均為6cm，熔點(diǎn)均大于240℃，密度介于1．18~1．38單位之問?？估瓘?qiáng)度均大于500MPa。室內(nèi)試驗(yàn)共采用了6種聚酯纖維和1種聚丙烯腈纖維進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。
2．2 室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果
2．2．1 最佳油石比：根據(jù)馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，綜合確定摻加纖維瀝青混臺(tái)料的最佳油石比（見表3）。  2．2．2 殘留穩(wěn)定度試驗(yàn)：根據(jù)馬歇爾試驗(yàn)所確定的最佳油石比成型馬歇爾試件，按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ052—2000）的要求，在60℃水中浸泡48h后測(cè)定其穩(wěn)定性，試驗(yàn)結(jié)果見表4。 2．2．3 瀝青混合料飛散試驗(yàn)：本試驗(yàn)主要利用飛散試驗(yàn)來反映纖維對(duì)瀝青混合料結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)作用及抗松散能力，試驗(yàn)結(jié)果見表5。
2．2．4 車轍試驗(yàn)：按最佳油石比成型混合料試件，在0．7MPa、60℃ 的條件下進(jìn)行車轍試驗(yàn)，以動(dòng)穩(wěn)定度來評(píng)價(jià)混合料的高溫穩(wěn)定性，試驗(yàn)結(jié)果見表6。
 2．2．5 小梁彎曲試驗(yàn)；小梁彎曲試驗(yàn)主要用于衡量瀝青混合料低溫抗裂性能。本試驗(yàn)按最佳油石比成型車轍試件，再切割成30mm*35mm*250mm的小梁試件，在MTS一800試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，試驗(yàn)溫度為一10℃，加載速度為500mm／min，試驗(yàn)結(jié)果見表7。
 2．2.6室內(nèi)試驗(yàn)主要結(jié)論：
通過室內(nèi)對(duì)比試驗(yàn)，可以得出以下主要結(jié)論：
① 在瀝青混合料中添加聚酯纖維后，由于纖維的吸附作用，瀝青混合料的最佳油石比需增加0．1~0．3%。
② 加入聚酯纖維后，瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度有所增加，聚酯纖維的加入使瀝青混合料的水穩(wěn)定性能有所提高。
③ 瀝青混合料加入聚酯纖維后，可大幅降低瀝青混合料的飛散質(zhì)量損失，其降低幅度可達(dá)到61%~83%?？癸w散性能的改善，表明瀝青混合料粘聚力有所提高，有助于提高瀝青混合料抵抗各種外界復(fù)雜荷載的能力。
④ 瀝青混合料加入聚酯纖維后，提高了瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定性，提高幅度為30%-60%，這表明摻加聚酯纖維的瀝青混合料，抗車轍能力得到較大的提高。
⑤ 瀝青混合料加入聚酯纖維后，小梁低溫彎拉強(qiáng)度和彎拉應(yīng)變略有提高。
⑥ 從室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果可以看出，各種聚酯纖維，進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)聚酯纖維，在提高瀝青混合料相關(guān)性能方面沒有明顯的區(qū)別。 3 聚酯纖維在工程中的應(yīng)用
路面技術(shù)服務(wù)單位在不同的路段，采用不同的材料進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。某高速公路NH—YX21標(biāo)上面層，采用AK一13A結(jié)構(gòu)、SBS改性瀝青、玄武巖石料、德蘭尼特聚丙烯腈纖維、雙幅17．47km。拌和樓生產(chǎn)周期約為65s，其中干拌約15s，濕拌約40s，放料時(shí)間約10s，纖維采用人工投料。某高速公路NH—YX23標(biāo)上面層，采用AK一13A結(jié)構(gòu)、SBS改性瀝青、玄武巖石料、美國(guó)COSA聚酯纖維、雙幅14．23km。拌和樓生產(chǎn)周期為60s，其中干拌約15s，濕拌約35 S，放料時(shí)間約10 S，纖維采用人工投料。某高速公路Yl-SZ22標(biāo)上面層采用AK一13A結(jié)構(gòu)、SBS改性瀝青、玄武巖石料、CLARS聚酯纖維、單幅22．31km。拌和樓生產(chǎn)周期約為61 s，其中1 拌約15s，濕拌約40s，纖維采用人工投料。高速公路vJ—SZ23標(biāo)上面層，采用AK一13A結(jié)構(gòu)、SBS改性瀝青、玄武巖石料、TopRoad（II）聚酯纖維、單幅21．84km。拌和樓生產(chǎn)周期同YI—SZ22標(biāo)，各路段生產(chǎn)配合比見表8。在施工過程中，路而技術(shù)服務(wù)單位對(duì)瀝青混合料及路面質(zhì)量進(jìn)行了試驗(yàn)檢測(cè)，其結(jié)果見表9。
  4 結(jié)語
通過添加聚酯纖維，使瀝青混合料的各項(xiàng)性能得到提高，尤其是對(duì)高溫穩(wěn)定性能指標(biāo)提高較明顯，可提高路面的抗車轍能力；從施工過程看，添加聚酯纖維后，要適當(dāng)延長(zhǎng)瀝青混合料的拌和時(shí)間，對(duì)瀝青混合料的生產(chǎn)產(chǎn)量將有所影響。瀝青混合料的攤鋪、碾壓工藝不會(huì)因添加聚酯纖維路而增加難度，施工質(zhì)量的控制與未添加聚酯纖維一一致。
與未添加聚酯纖維路段相比，添加聚酯纖維后會(huì)一定程度地降低路面構(gòu)造深度。添加聚酯纖維后，瀝青路面的_r期使用功能，尤其是瀝青路面的長(zhǎng)期抗車轍能力，還將通過長(zhǎng)期觀測(cè)加以論證。 |
| 原作者： 閏秀萍 |
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