玻璃纤维对沥青的路用性能影响分析

周丽峰

【摘要】由于沥青是一种热塑性材料，其具有温度敏感性强，高温易流淌，低温易缩裂的特点[1]，而玻璃纤维作为非结晶型无机纤维具有成本低、耐热性强等显著特点，其特有的抗拉韧性能有效增强混合料的整体性、柔韧性和阻止开裂的能力。本文通过制定不同的预浸配方，对预浸的玻璃纤维按不同掺量加入到沥青内，进行沥青基本性能试验，分析不同配方以及不同掺量的短切预浸玻璃纤维对沥青性能的影响。

【关键词】玻璃纤维；针入度；软化点；延度

1、试验部分

1.1试验原材料

1.1.1沥青

本论文所有试验采用70#基质沥青，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ 052-2011）的要求，对基质沥青进行了针入度、软化点、延度的测试，测试结果符合试验要求。

1.1.2玻璃纤维

前期对ER4305P-2400直接纱、ECS305K（3mm短切纱）、ECS305K（4.5mm短切纱）、WCS-2501短切纱进行分散性对比试验，结果显示ER4305P-2400直接纱与沥青的相容速度快，且易分散，因此本论文试验采用ER4305P-2400直接纱作为原材料。

1.1.3预浸剂

采用了能溶于沥青的浸润剂与玻璃纤维凝结为一个整体，试验采用的浸润剂有Sasobit、EBS、聚乙烯蜡三种。

1.2试验配方确定

为了使得Sasobit、EBS、聚乙烯蜡与玻璃纤维裹覆均匀和浸润完全，并易于短切和均匀分散，本试验选择了六种与玻璃纤维能良好裹附、无毛刺、风干快且具有代表性的配方作为预浸剂配方，其中通过检测发现预浸过的玻璃纤维直径是1.68mm，用预浸剂配方裹附的玻璃纤维中，纤维占80%，有机物占20%，从而可以测算出每种配方各化学药品与纤维的比例如下：

1、配方一：70#基质沥青：玻璃纤維=2：8

2、配方二：70#基质沥青：sasobit：玻璃纤维=18：2：80

3、配方三：70#基质沥青：聚乙烯蜡：玻璃纤维=18：2：80

4、配方四：70#基质沥青：EBS：玻璃纤维=18：2：80

5、配方五：70#基质沥青：sasobit：EBS：玻璃纤维=9：9：2：80

6、配方六：70#基质沥青：聚乙烯蜡：EBS：玻璃纤维=9：9：2：80

1.3预浸玻璃纤维短切长度和试验掺量的优选

按照配方二，将玻璃纤维短切成3mm、5mm、8mm、12mm四种长度，分别投入沥青中，根据其分散情况及与沥青的相容性，确定采用3mm为试验最佳短切长度。将短切长度为3mm的预浸纤维按掺入到沥青中，将0%、0.5%、1.0%、1.5%定为针入度、软化点、延度相关试验的掺量。

1.4试验方法

本论文中的所有试验均按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ 052-2011）进行试验。

1.5试验结果及分析

1.5.1针入度、软化点、延度试验

各配方不同掺量的玻璃纤维沥青针入度、软化点、延度试验结果见表1.1、1.2、1.3。

针入度试验结果表明：玻璃纤维掺量越大针入度越小，沥青粘稠度和粘滞性越大。配方二减小针入度和增大沥青粘稠度的效果最好。预浸玻璃纤维的加入，增加了沥青的粘稠度和粘滞性。

表1.2 玻璃纤维沥青软化点试验结果

软化点试验结果表明：玻璃纤维的加入，能显著提高沥青软化点，且掺量越大软化点越高，这是因为玻璃纤维的加筋效果。配方五提高软化点的效果最好，只有配方五和配方二的软化点比掺加未浸润玻璃纤维的基质沥青高，即只有用Sasobit浸润以及用Sasobit与EBS混合剂浸润的玻璃纤维沥青，耐热性和高温稳定性得到了改善。

表1.3 玻璃纤维沥青延度试验结果

试验结果表明：配方四提高沥青延度效果最好，即增强沥青塑性效果最好。掺入玻璃纤维的沥青，其延度都明显低于基质沥青，即掺入玻璃纤维后，沥青的低温性能没有得到改善，反而恶化。

2、结论

（1）所有预浸配方的掺入都使得沥青粘稠度和粘滞性增强，其中配方二，即用Sasobit作为浸润剂效果最优。

（2）Sasobit和EBS的掺入使得沥青温度稳定性和耐热性得到改善，其中配方五，即以Sasobit和EBS混合剂为浸润剂效果最优。

（3）所有预浸化学试剂的掺入都使得沥青的低温性能和塑性变差。

参考文献

[1]王晓华，刘润，王新岐.纤维对沥青胶浆性能改善作用[J].交通标准化，2009，199（6）：68-70.

[2]Amirkhanian SN， Burati JL， Bridges WC .Polyester Fibers in Asphalt Paving. Mixtures.Association Asphalt Paving Technology.1989，58（16）：387-409

[3]Aysar NAJD，郑传超.纤维加筋沥青混凝土断裂性能试验.长安大学学报（自然科学版），2005（5）25-32.