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总第１１６期 Ｈｉｇｈｗａｙｓ＆Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ａｐｐｌｉｃａ ｔｉｏｎｓ 公 路 与 汽 运 ８１ 纤维沥青混合料路用性能研究 方 刚 ，黄利宏 ，沈 恒。 （１．宣广高速公路有限责任公司，安徽宣城２４２０００；２．东南大学交通学院，江苏南京２１００９６） 摘要：通过对比分析有纤维沥青混合料和无纤维沥青混合料的力学特性、水稳定性、高温稳 定性以及低温抗裂性能，全面评价了纤维沥青混合料的优良路用性能。 关键词：公路；聚酯纤维；沥青混合料；路用性能；车辙试验 中图分类号：Ｕ４１４．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—２６６８（２００６）０５－－００８１－－０２ 聚酯纤维呈束状，单根纤维具有很大的表面积， 因其强度高、熔点高、化学性质稳定，可以提高路面 柔韧性，增强路面抗车辙能力，在沥青路面的建设过 武岩集料、石灰岩矿粉及聚酯纤维，纤维掺加量为 ０．３ ，原材料性能都满足规范要求。采用ＡＣ一 １６Ｓ级配进行配合比设计，其级配中值及级配范围 见表１。进行性能试验之前，通过马歇尔试验确定 程中得到了广泛应用。本研究主要通过对比有、无 纤维沥青砼的路用性能，分析纤维的作用机理，为聚 酯纤维的应用提供参考。 两种沥青混合料的最佳油石比，试验结果见表２。 从表２可看出，加纤维后沥青混合料的最佳油 石比有所提高，空隙率反而增大，主要是因为聚酯纤 维是一种有弹性的吸油材料，加人混合料中使混合 料难得压实。虽然如此，由于纤维的桥接作用，纤维 １确定最佳油石比 本研究采用的原材料分别是ＳＢＳ改性沥青、玄 表１ Ａｃ一１６Ｓ级配范围 混合料的马歇尔稳定度大于没有加纤维的混合料。 合料有更好的力学性能。 表３劈裂试验结果 ２性能试验 ２．１劈裂试验 本研究中采用１５￣Ｃ的劈裂试验评价两种混合 料的力学性能，并参考相关文献把０．１～０．４最大荷 载范围内线性回归的应力一应变直线斜率作为沥青 混合料的弹性模量，试验结果见表３。 ２．２浸水马歇尔试验 劈裂试验结果表明，有纤维沥青混合料的强度 高，弹性模量更大。一方面是因为沥青用量的增加 提高了沥青混合料的弹性模量；另一方面，纤维的加 入也增加了材料的有效弹性模量，从而使得沥青混 浸水马歇尔试验是一种简单的评价沥青混合料 水稳定性的试验，通过浸水后的残留稳定度来评价 沥青混合料的水稳定性。两种混合料的浸水马歇尔 试验结果见表４。 维普资讯 http://www.cqvip.com
公 路 与 汽 运 Ｈｉｇｈｗａｙｓ＆Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ 第５期 ８２ 表４ 浸水马歇尔试验结果 从表４可知，从浸水马歇尔试验结果并不能明 显地区别两种混合料的水稳定性，还需采用冻融劈 裂试验来评价其水稳定性。 ２．３冻融劈裂试验 冻融劈裂试验是通过对沥青混合料进行冻融循 环，测定混合料试件在受到水损害前后劈裂破坏的 强度比，以评价沥青混合料的水稳定性。试验结果 见表５。 表５ 冻融劈裂试验结果 从浸水马歇尔试验结果来看，两种混合料的残 留稳定度相差不大；而从冻融劈裂试验结果可以看 出，加纤维后，混合料的冻融劈裂强度比有所增加， 这主要是由于纤维加入后使沥青混合料的沥青用量 增加，使矿料表面的有效沥青膜厚度有所增加，从而 有效地减少了水与沥青一矿料界面作用的可能性， 提高了沥青混合料的水稳定性。 ２．４车辙试验 沥青混合料在高温条件下受交通荷载的反复作 用，容易产生永久变形，这种永久变形导致辙槽、拥 包等路面病害，降低路面的使用性能，危及路面的行 车安全。因此，沥青混合料设计中必须考虑混合料 的高温稳定性能。本研究中采用车辙试验评价两种 混合料的高温稳定性能，试验结果见表６。 表６车辙试验结果 从车辙试验结果可看出，油石比更大的有纤维 混合料的动稳定度明显大于无纤维的沥青混合料， 总变形略大于无纤维的沥青混合料。这主要是因为 空隙率较大的有纤维混合料前期的压实变形更大， ２００６年１０月 而后期的永久变形速率更缓慢，因此，有纤维沥青混 合料的抗车辙能力明显优于无纤维沥青混合料。 ２．５低温弯曲试验 对沥青混合料的低温抗裂性能，国际上并没有 公认的标准评价方法，本研究采用试验温度为一１０ ℃、加载速率为５０ ｍｍ／ｍｉｎ的弯曲试验对两种混合 料的低温抗裂性能进行评价。分析过程中参考有关 文献，采用能够综合评价抗弯拉强度和破坏应变的 应变能密度指标来评价沥青混合料的低温抗裂性 能，试验结果见表７。 表７ 低温弯曲试验结果 从小梁弯曲试验结果可以看出，有纤维沥青混 合料的破坏应变比无纤维沥青混合料有较大幅度的 提高，对应的应变能密度提高近７０ 。可见，有纤 维沥青砼的低温性能比无纤维沥青砼的低温性能 高。这主要是因为纤维稳定剂的加入使最佳沥青用 量增加，提高了沥青混合料的应力松弛性能和抗弯 拉强度；与此同时，纤维稳定剂本身对沥青混合料起 到加筋的作用，当混合料在外力作用下产生裂缝时， 均匀分散的纤维在裂缝尖处起到了桥接作用，从而 有效地阻止了裂纹的产生和发展。 ３ 结 论 从室内试验结果可看出，有纤维沥青混合料的 路用性能相对于无纤维沥青混合料的路用性能有较 全面的提高，尤其是低温抗裂性能提高幅度较大。 对于水泥砼路面改造的加铺工程，可使用纤维沥青 混合料，以提高路面抗反射裂缝的能力。有纤维沥 青混合料的施工和易性需要试验路的进一步检验。 参考文献： ［１］马翔，倪富健，顾兴宇，等．聚酯纤维沥青混合料路用 性能研究分析［Ｊ］．公路交通科技，２００６（１）． ［２］刘 涛，郝培文．沥青混合料低温抗裂性能评价方法研 究［Ｊ］．同济大学学报，２００２（１２）． ［３］ＪＴＧ Ｆ４Ｏ一２００４，公路沥青路面施工技术规范［Ｓ］． 收稿日期：２００６一Ｏ７—１２
