高速公路养护中聚酯纤维材料的应用

王陈

摘 要：高速公路在我国的公路事业中，占有举足轻重的作用。随着我国经济的不断发展，高速公路事业更是得到了长远的发展，公路的总里程不断增加，公路的设计建造水平越来越高。高速公路承担的交通任务越来越繁忙，这造成公路的承载负荷不断增加，导致高速公路的损坏率不断增加，这给高速公路的养护事业，提出了更高的要求。[1]为了有效提高高速公路路面的性能，在高速公路养护过程中，对聚酯纤维材料的应用越来越多。为此，文章中对高速公路养护中聚酯纤维材料的应用进行探讨，希望对我国高速公路事业的发展起到促进作用。

关键词：高速公路养护；聚酯纤维；应用

中图分类号：U414 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）28-0177-02

Abstract： The expressway plays an important role in the highway undertaking of our country. Along with the unceasing development of our country economy， the highway enterprise has obtained the long-term development， the highway's total mileage increases unceasingly， the highway design and construction level is higher and higher. The traffic task that highway undertakes is increasingly busy， which causes the load of the highway to increase continuously， and the damage rate of the highway to increase constantly. Thus， this has posed higher request for the maintenance cause of the highway. In order to improve the performance of expressway pavement， polyester fiber is increasingly used in highway maintenance. Therefore， the paper discusses the application of polyester fiber material in highway maintenance， thus promoting the development of highway cause in our country.

Keywords： highway maintenance； polyester fiber； application

1 概述

隨着我国高速公路事业的不断发展，和私家车数量的不断增加，一些新的高速公路在没有投入运行多长时间后，就会出现比较严重的损毁现象，对路面的正常使用造成非常大的影响，如果要对其进行维修，就必须对高速公路进行局部的封闭。为此，一种高性能的路面材料，对提高路面的强度非常重要，其可以有效延长路面的使用寿命，还能减少公路维修的数量。[2]为了有效对该材料的使用性能进行对比，我们在某些路段采用了添加聚酯纤维材料的热沥青混凝土和改性沥青混凝土进行病害的处理和罩面，并在同样的施工条件下，使用未添加聚酯纤维材料处理的路段进行对比。通过试验结果表明，在添加该材料后，可以有效改变沥青混凝土面层的路用性能，是一种非常值得推广的材料。

2 聚酯纤维的组成及特点

公路用聚酯纤维材料是由60%的玻璃纤维和40%的聚酯纤维所组成的，是一种复合土工合成材料。经过长期的研究，其具有以下特点：具有较高的抗拉强大，其延伸率也较低；具有长期的蠕变性；在高温下依然可以保持很好的稳定性；聚酯纤维能够有效防止各种化学物质的侵蚀，能够抵制生物的侵蚀和气候的变化影响。[3]

3 施工的简单介绍

沥青混合料的拌和。添加聚酯纤维的沥青混合料的拌和与普通的沥青混合料拌和有一定的差别，其主要体现在以下几个方面：在石料放入搅拌锅的同时，应该将聚酯纤维从搅拌锅的观察孔按照一定的比例投入到锅中，让聚酯纤维和集料先搅拌30s，这可以让沥青的搅拌可以更加均匀。最后再加入沥青湿拌30s。[4]

在对沥青混合料压实的过程中，压路机压实的遍数应该比平常多增加2-3遍。在整个施工过程中，聚酯纤维的掺量与路面的施工质量有非常大的关系，其投放量不应该过多，否则很容易造成路面泛油现象的产生，如果投放量过少，则会对路面的质量产生很大的影响，通常掺量一般为沥青混合料的3‰-5‰。因此，为了有效保证施工的质量，对聚酯纤维投放量的把握上非常重要，应该根据工程的施工需要，确定合理的聚酯纤维投放量。由于聚酯纤维一般是采用的PE包装，因此在投放的过程中，无需拆封，可以直接进行投料，否则会对投放量的多少，产生一定的影响。

4 检测与试验

为了有效对聚酯纤维的作用进行验证，我们对同级配的掺加聚酯纤维和不加聚酯纤维的路段进行了对比，其主要的试验如下所示。

马歇尔试验。我们从拌和场采集同级配的掺加聚酯纤维和不加聚酯纤维的沥青合料，按击实法分别制成沥青混合料试件，进行了马歇尔稳定试验和浸水马歇尔试验，主要混合料的稳定性、残留稳定度、流值等技术参数，如表1所示。

高温稳定试验。我们按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中沥青混合料车辙试验的规定，分别对掺加聚酯纤维和不掺加聚酯纤维的路段，分别提取了标准尺寸的板块状试件，并在60°C和70°C的温度下，轮压保持在0.7Mpa的试验条件下，对它们的动稳定度进行了测试，如表2所示。

冻融劈裂试验。从拌和场采集掺加聚酯纤维和不掺加聚酯纤维的同级配沥青混合料，分别按照试验的要求，制成了4组测试圆柱体，每组试件工分为8个，每个试件都要进行马歇尔击实仪双面各击实50次。在这些试件中，每组抽出4个试用于干燥状态下的试验，另外4个用于冰融条件下的试验。在实际试验过程中，按沥青混合料冻融劈裂试验的要求对沥青混合料进行冷融循环，并对其劈裂抗拉强度和冻融劈裂抗拉强度比进行了测定，这可以有效评价出沥青混合料的水稳定性，如表3所示。

通过上面的试验，我们可以对掺加聚酯纤维的性能有所了解。（1）力学性能。根据高温抗车辙性能的改善试验表明，同没有掺加聚酯纤维的沥青混合料相比，在沥青混合料加入聚酯纤维后，沥青材料的马歇尔稳定度、流值以及车辙动稳定度指标都会得到部分的提升，能有效改善沥青混合材料的高温性能。（2）水稳定性能的改善试验数据结果显示，和没有掺加聚酯纤维的沥青混合料相比，混合料的殘留稳定度、冻融劈裂试验测得的冻融劈裂抗拉强度比均有较大的提升，沥青混合材料的稳定性能得到有效的增加。

5 实际应用案例

本应用案例发生在宁宿徐高速公路段，道路的实际施工长度为800米。在对该路段进行实际养护施工前，该段高速公路出现的病害主要是坑槽，在进行普通罩面摊铺后，病害反复出现，为了更加有效解决这个问题，我们尝试使用掺加聚酯纤维的沥青对该段高速公路的病害进行处理，在处理后的很长时间，都没有出现这种病害问题。为了更加有效提升高速公路的品质，我们对病害段落全段都进行了掺加聚酯纤维罩面处理，在罩面后，该段公路没有出现大量的病害问题。

6 结束语

根据本文的研究成果，我们在高速公路的养护过程中，尝试在一些路段使用添加聚酯纤维的混合料沥青作为道路的维修材料，通过相关的试验数据显示，通过在沥青混合料加入聚酯纤维，可以有效改善沥青混合料的高温性能、低温抗裂性和水稳定性，是一种非常有推广应用价值的施工材料。

参考文献：

[1]戴建平，董洲，周正华，等.两种聚酯工程纤维改性道路沥青的微观结构与性能[J].合成纤维，2010，39（2）：31-34.

[2]端学武.聚酯纤维对90#道路石油沥青混凝土性能影响分析[J].江苏交通科技，2014（2）：4-6.

[3]张远航.聚酯纤维沥青混凝土路用性能及应用研究[D].重庆交通大学，2007.

[4]周刚，李培国，陈天泉，等.聚酯纤维及沥青对高RAP掺量沥青混合料路用性能的研究[J].重庆交通大学学报（自然科学版），2016，35（4）：40-46.

[5]徐秀维.聚酯纤维对沥青混凝土路用性能的贡献研究[J].中外公路，2013，33（5）：306-310.