湿法制备的玄武岩纤维复合改性沥青路用性能研究

2023-01-03张艺凡

辽宁省交通高等专科学校学报 2022年5期

张艺凡

（辽宁东林建设工程质量检测有限公司，辽宁抚顺 113000）

1 前言

近年来将纤维掺配入沥青混凝土中作为添加剂和稳定剂已经有了较多的研究及应用，在国内外的实践中，已经表明掺入纤维可以有效提高沥青混凝土路面的使用寿命和使用质量，降低养护成本。而作为绿色环保型的玄武岩纤维［1］，不像早期石棉纤维那样对人体及环境均有危害，而且添加入沥青混合料中可以起到加筋、吸附、增黏等作用［2］，同时提高沥青混合料的高温稳定性和低温开裂性。国内的学者也逐渐开展了研究，其应用的规范标准也按计划在制定中。

2 制备工艺

将玄武岩纤维掺配入沥青混凝土中主要有两种方法，一种是 “干法” 一种是 “湿法”［3］。“干法” 工艺是指在矿物集料拌合过程中，将纤维按量掺入拌合料中，在拌合容器中拌和均匀，然后再与沥青拌合，这种方法由于是在矿物集料拌合过程中加入纤维，此时集料温度较高，纤维容易结块粘结，沥青拌合料的均匀性不容易控制，进而影响拌合料的耐久性。而 “湿法” 工艺是将纤维先与沥青混合，沥青经过剪切溶胀，与玄武岩纤维混溶形成纤维复合改性沥青，其均匀性较 “干法” 工艺有了较大的保障。本文采用“湿法” 工艺制备复合改性沥青。

3 原材料

3.1 玄武岩纤维

选用山东浩森新材料有限公司产优质玄武岩纤维，基本指标见表1 所示。

表1 玄武岩纤维技术指标

3.2 改性剂

本文选用直投式排水路面专用改性剂，一种半透明的淡黄色小颗粒，可以有效提高沥青的绝对黏度，使得改性沥青具有高软化点、高弹性恢复、高黏韧性、高抗老化等特性。

3.3 基质沥青

本文选用中海油道路石油沥青90 号A 级，沥青指标见表2 所示。

表2 基质沥青技术指标

4 复合纤维改性沥青制备

将烘箱调节至140℃达到预热时间后，放入基质沥青，保证恒温不少于1 小时的充分脱水，待表面无气泡后，将沥青置于恒温加热台上，控制加热台保持温度在180℃，达到温度后，加入高黏改性剂，开动剪切叶片，先高速剪切20min,然后低速剪切20min，调节烘箱至180℃，将经过剪切反应的改性沥青置于烘箱中20min，保证改性沥青充分溶胀，重新置于恒温加热台上，加入玄武岩纤维，纤维要先放置在干燥箱中以60℃干燥4h 以上，防止原材料潮湿影响试验结果，保持在180℃继续剪切反应1h，温度变化要保持在±5℃内，以减少制备温度对结果的影响。

5 试验结果及分析

5.1 纤维改性沥青试验结果

随着改性材料掺量的提高，对沥青中轻质组分的吸收会到达一个最佳效果，超过这个量点后，改性效果将不再明显，甚至会降低改性沥青的施工性能［4］。本文改性剂的掺量采用0%、4%、 8%三种，玄武岩纤维的掺量采用：0%、2%、 4%、 6%。对制备完成后的复合改性沥青进行软化点、 25℃针入度、 135℃黏度、 5℃延度等指标试验。试验结果见表3、表4、表5 所示。