纤维加筋沥青混合料路用性能试验研究

2019-02-17赵陆岳

四川水泥 2019年2期

赵陆岳

（陕西工业职业技术学院，陕西咸阳 712000）

0 引言

随着我国交通运输业的高速发展，道路建设的用料要求不断提高，以满足高利用率、高承受性能的道路运输需求。随着国民经济的增长，人民日益提高的物质需求给交通运输带来了巨大的压力和挑战，人们不仅要求道路具有良好的平整度，还对路面的抗裂性、抗冻性等耐久性能提出了更高的要求。因此，国家提出了道路建设对纤维加筋沥青混合料的应用。

1980年以来，西方国家就加强了用纤维加强沥青路面的研究工作，经过多年的研究，美国、德国、加拿大等多个国家都采用了此种混合用料进行道路建设，效果良好。我国自从二十世纪九十年代末期开始引进聚酯纤维产品用于公路建设，经过多年的发展，我国目前已经能够自主研发和生产。沥青加入纤维后形成的混合料具有良好的路用性能，本文通过纤维加入沥青材料的试验，对纤维加筋沥青混合料的几项主要参数进行了分析，以此来阐述混合料的路用性能。

1 制取纤维加筋沥青混合料的试验设计以及试验结果

为了研究纤维对沥青路面的性能影响，必须分析纤维对沥青材料的物理、化学性能的影响。一方面，加入纤维的含量的差异会对沥青性能造成不同程度的影响；另一方面，纤维和沥青材料的合理配比是路面性能的关键。纤维具有强度高、吸附性强、膨胀系数小等优点，加入沥青材料能够改善沥青的力学性能，同时起到加筋作用[1]。

研究纤维加筋沥青混合料的马歇尔特性，试验设计中要采用自动马歇尔击实仪，对不同类型的纤维加筋沥青混合料、不同原料配比的纤维加筋沥青混合料进行马歇尔试验，可得到不同类型纤维加筋沥青混合料的最佳原料配比。在沥青混合料中加入 0.25%的聚丙烯腈纤维，得到的纤维加筋沥青混合料耐久性有较大提高，同时纤维的加筋作用使沥青混合料的强度大大提高，纤维加筋沥青混合料的马歇尔稳定度提高，混合料的抗变形能力增强。

根据马歇尔试验可以确定制取纤维加筋沥青混合料时沥青的用量，接着分别对加有聚丙烯腈纤维和未加聚丙烯腈纤维的沥青混合料进行水稳定性试验，可得出结论：加有0.25%聚丙烯腈纤维的沥青混合料水稳定性较高，同时，聚丙烯腈纤维对沥青的吸附作用可以增强沥青混合料耐久性。

2 纤维加筋沥青混合料的路用性能

2.1 纤维加筋沥青混合料的抗裂性能

经过试验研究，在沥青混合料中加入聚丙烯腈纤维后，形成的纤维加筋沥青混合料劈裂强度大幅度提高，远远超过普通沥青混合料和改性沥青的劈裂强度；比较回弹模量，纤维加筋沥青混合料与改性沥青混合料基本相当。因此，一方面，纤维加筋沥青混合料降低了普通沥青混合料的刚度，用于道路建设时，纤维加筋沥青混合料铺就的路面弹性恢复力较高，路面抗裂性能较好；另一方面，沥青混合料中加入聚丙烯腈纤维后，抗弯拉能力明显提高，纤维加筋沥青混合料铺设路面，当受到破坏时，路面的弯拉应变可以提高35.4%[2]，弯曲变形能力具有显著优势，路面抗裂性能良好，同时能够大幅度增强路面的行车舒适性。

2.2 纤维加筋沥青混合料的抗冻性能

以前的普通路面，在地表温度降低时，路面受冻容易变脆开裂，影响道路行车安全。纤维加筋沥青混合料铺设的道路，由于聚丙烯腈纤维增强了沥青混合料对温度的耐受性，同时纤维优良的加筋作用，使路面弹性恢复力提高，在寒冷地表温度持续较低时路面不易受到损伤。

2.3 纤维加筋沥青混合料的抗车辙性能

路面的抗车辙性能是衡量道路质量和使用寿命的关键因素。根据《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》的方法和数据参考，通过加有聚丙烯腈纤维的沥青混合料和未加聚丙烯腈纤维的沥青混合料的抗车辙性能的对照实验，可以分析得出：加入聚丙烯腈纤维后，混合料的动稳定度能够提高一倍有余，大大超出国家交通公路规范对于路面动稳定度的要求。因此，纤维加筋沥青混合料的抗车辙能力具有较强的优势，同时，聚丙烯腈纤维的加筋作用使沥青混合料强度和整体构架性能得到大幅度地增加，为路面的抗车辙性能的提高起到了良好的促进作用。