纖維加強(qiáng)瀝青混凝土幾個(gè)問(wèn)題的研究和探討

摘要：在修建公路的過(guò)程中，纖維加強(qiáng)瀝青混凝土的使用范圍越來(lái)越廣，但是對(duì)于纖維加強(qiáng)瀝青混凝土的配制方法卻各種各樣，本文介紹了纖維加強(qiáng)瀝青混凝土的研究現(xiàn)狀、實(shí)驗(yàn)特性、使用方法和使用優(yōu)點(diǎn)，對(duì)纖維加強(qiáng)瀝青混凝土在施工過(guò)程中的合理使用具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：瀝青混凝土;纖維加強(qiáng);實(shí)驗(yàn)特性;使用方法;優(yōu)點(diǎn)

現(xiàn)代公路對(duì)路面的要求越來(lái)越高，瀝青混凝土路面以其優(yōu)良的平穩(wěn)性、防摩擦性和維護(hù)的便捷性備受人們青睞。為了更好的提升瀝青混凝土路面的性能，工程師們進(jìn)行了很多嘗試，出現(xiàn)了例如改性瀝青、SMA等瀝青路面新技術(shù)。這些技術(shù)取得了很好的效果，但是因?yàn)椴僮麟y度大，所以很難大范圍的推廣，在這樣的條件下，纖維加強(qiáng)瀝青混凝土應(yīng)運(yùn)而生。

一、纖維加強(qiáng)瀝青混凝土的研究現(xiàn)狀和研究?jī)?nèi)容

• 纖維加強(qiáng)瀝青混凝土的研究現(xiàn)狀

第一，國(guó)外研究現(xiàn)狀。1968年，德國(guó)首次提出了在瀝青混凝土中加入纖維來(lái)改變?yōu)r青混凝土的特性的方法，并且取得了顯著的效果，明顯的增加了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。從上個(gè)世紀(jì)八十年代開始，美國(guó)、加拿大等歐美國(guó)家也陸續(xù)的開始了對(duì)纖維加強(qiáng)瀝青混凝土的研究，并取得了很好的成果。例如美國(guó)的Kapejo（卡佩雅）公司的Bonifibers（聚酯纖維）已經(jīng)成為了專利品牌，在10000多個(gè)工程中得以使用[1]。雖然，國(guó)外纖維加強(qiáng)瀝青混凝土的使用歷經(jīng)的時(shí)限很長(zhǎng)，使用范圍也很廣，但是纖維瀝青混凝土的配料問(wèn)題沒有做出明確的說(shuō)明。

第二，國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀。我國(guó)在上個(gè)世界九十年代才引進(jìn)纖維加強(qiáng)瀝青混凝土的使用方法，而且是在引入SMA路面結(jié)構(gòu)的時(shí)候出現(xiàn)了纖維添加劑，才開始慢慢的開始關(guān)注纖維瀝青產(chǎn)品。1992年同濟(jì)大學(xué)的李立寒先生翻譯了《路用聚酯纖維瀝青混合料》一文，在文中通過(guò)馬歇爾混合料的設(shè)計(jì)，分析了纖維長(zhǎng)度、細(xì)度和使用量對(duì)瀝青混合料性能的影響。1993年，石秀坤介紹了玻璃纖維加強(qiáng)瀝青路面的使用方法。1996年姚麗在瀝青砼路面中加入了橫向的纖維繩，對(duì)纖維繩對(duì)路面抗裂性的影響作出了研究。1998年孫學(xué)高通過(guò)加入鋼釬維制作成功了鋼纖維瀝青混合料公路面板，并申請(qǐng)獲得了專利[2]。雖然，經(jīng)過(guò)了十幾年的研究和實(shí)驗(yàn)，但是目前我國(guó)對(duì)于纖維加強(qiáng)瀝青混凝土的研究程度還不夠深入，對(duì)各種關(guān)鍵性的技術(shù)問(wèn)題的研究還不夠透徹，隨著高速公路的迅速發(fā)展，對(duì)纖維加強(qiáng)瀝青混凝土的研究越來(lái)越迫切。

• 纖維加強(qiáng)瀝青混凝土的研究?jī)?nèi)容

本文對(duì)纖維加強(qiáng)瀝青混凝土的研究涵蓋了四個(gè)方面的內(nèi)容：第一方面就是纖維加強(qiáng)路面的研究現(xiàn)狀，這一部分在上述內(nèi)容中已經(jīng)做了詳細(xì)的闡述;第二方面就是對(duì)纖維加強(qiáng)瀝青混凝土的水穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性以及低溫抗裂性的探究;第三方面是纖維加強(qiáng)瀝青混凝土的配料方法;最后一部分就是纖維加強(qiáng)混凝土的優(yōu)點(diǎn)和使用時(shí)的注意事項(xiàng)。

二、纖維加強(qiáng)瀝青混凝土水穩(wěn)性、高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性探究

• 水穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》的規(guī)定，采用殘留穩(wěn)定度實(shí)驗(yàn)對(duì)纖維加強(qiáng)瀝青混合料的水穩(wěn)定進(jìn)行了探究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示：

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果我們可以得出以下結(jié)論：

第一，加入纖維的瀝青混凝土的水穩(wěn)定性得到了改善，雖然纖維的加入增加了混凝土的空隙率，但是同時(shí)也增加了瀝青膜的厚度，導(dǎo)致瀝青混凝土的抗水性增強(qiáng)。

第二，礦物級(jí)配越細(xì)，加入纖維后的水穩(wěn)定性的改善越大。

第三，在上述實(shí)驗(yàn)的三種纖維中，加入木質(zhì)纖維的瀝青混凝土的水穩(wěn)定性最好。

• 高溫穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)

對(duì)于瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)我們采用車轍試驗(yàn)的方法來(lái)進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果如下：

通過(guò)車轍試驗(yàn)的結(jié)果，我們可以得到以下結(jié)論：

第一，沒有加入纖維的瀝青混凝土在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的車轍印記比較深，隆起程度高，加入纖維的瀝青混凝土則車轍印記比較淺，隆起的程度也不高。

第二，通過(guò)動(dòng)穩(wěn)定度的結(jié)果可以看出，加入纖維的瀝青混合物抗車轍性能比較高。

第三，在上述實(shí)驗(yàn)的三種纖維中，聚酯纖維更能夠增強(qiáng)瀝青混凝土的抗車轍性。

• 低溫抗裂性實(shí)驗(yàn)

纖維加強(qiáng)瀝青混凝土的低溫抗裂性實(shí)驗(yàn)通過(guò)J-積分實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們可以得到如下結(jié)論：

第一，較粗級(jí)配的低溫性比較差，較細(xì)級(jí)配的低溫性能比較好。

第二，同一級(jí)配中，級(jí)配上限的瀝青混凝土加入纖維后的低溫性能比級(jí)配中值加入纖維后的低溫性能好，并且級(jí)配上限的瀝青混凝土加入纖維后的低溫性能提升的幅度更大。

第三，總體看來(lái)，加入纖維后的瀝青混凝土的低溫性能普遍得到了提高，同時(shí)聚酯纖維對(duì)瀝青混凝土低溫性能的提高作用最大。

三、纖維加強(qiáng)瀝青混凝土的配料方法

（一）纖維加強(qiáng)瀝青混凝土配料的基本情況如下：

第一，瀝青使用蘭煉—90.

第二，纖維的使用主要有三種類型，第一種是聚酯纖維，第二種是有機(jī)纖維，第三種是礦物纖維。

第三，礦料的使用主要有石灰?guī)r碎石、砂子、石灰?guī)r礦粉。

第四，礦物級(jí)配采用兩種級(jí)配，一種是AC-16I，另一種是AC-13I，還有一部分采用AC-20I[3]。

• 纖維加強(qiáng)瀝青混凝土配料使用的建議：

第一，纖維加強(qiáng)瀝青混凝土使用的混凝土類型建議使用連續(xù)性密級(jí)配I型瀝青混凝土。在確定摻入礦料的比例的時(shí)候，可以將通過(guò)量控制在475mm之內(nèi)，以達(dá)到最大限度接近級(jí)配上限的目的，從而將纖維的性能得以很好的發(fā)揮[4]。

第二，加入纖維之后，會(huì)增加瀝青混凝土的最佳用油量。所以，如果要提高纖維加強(qiáng)混凝土的高溫性能的時(shí)候，可以不改變?cè)械臑r青砼的最佳用油量;如果要提高纖維加強(qiáng)瀝青混凝土的高低溫性能或者高、低溫性能兼顧的時(shí)候，就要根據(jù)實(shí)際情況重新確定瀝青混凝土的最佳用油量，或者在調(diào)整施工配合比的時(shí)候，酌情增加0.2%—0.6%的油量[5]。

第三，在加入纖維之后，要適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)瀝青混凝土的攪拌時(shí)間，首先將纖維和礦料進(jìn)行干拌，時(shí)間大概控制在20秒和30秒之間，干拌完成之后再進(jìn)行濕拌，保證纖維能夠均勻分布[6]。

第四，纖維加強(qiáng)瀝青混凝土的碾壓過(guò)程要在正常碾壓的基礎(chǔ)上增加兩遍。

四、纖維加強(qiáng)瀝青混凝土的使用優(yōu)點(diǎn)和注意事項(xiàng)

第一，纖維加強(qiáng)瀝青混凝土路面的優(yōu)點(diǎn)。纖維加強(qiáng)瀝青混凝土在很大程度上提高了路面的水穩(wěn)定性，使路面能夠經(jīng)受較高溫度的磨損，增強(qiáng)了路面的抗磨擦性，同時(shí)減小了路面在低溫情況下出現(xiàn)裂變的可能。纖維加強(qiáng)瀝青砼提高了路面的安全性和美觀性，同時(shí)延長(zhǎng)了公路使用壽命，為我國(guó)公路事業(yè)的發(fā)展帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

第二，纖維加強(qiáng)瀝青混凝土使用注意事項(xiàng)。由于使用配料不同將會(huì)產(chǎn)生不同的效果，所以在纖維加強(qiáng)瀝青混凝土的使用過(guò)程中要根據(jù)實(shí)際情況，嚴(yán)格審核配料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和安全規(guī)范，同時(shí)在使用過(guò)程中要嚴(yán)格把控溫度，確保纖維加強(qiáng)瀝青混凝土的使用效果。

結(jié)語(yǔ)

纖維加強(qiáng)瀝青混凝土的研究對(duì)纖維加強(qiáng)瀝青混凝土的科學(xué)使用具有重要的意義，為其提供了規(guī)范的指導(dǎo)，提升了使用的科學(xué)性和合理性，為公路建設(shè)事業(yè)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[4]王延鶴，郝榮波.探討加強(qiáng)纖維瀝青路面應(yīng)用及其耐用性能[J].科技致富向?qū)В?011，（21）：290.

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[6]余彥梅.淺析纖維瀝青混凝土在提高路面品質(zhì)方面的作用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012，（2）.