木質(zhì)纖維與礦物纖維瀝青混合料性能研究

天然礦物纖維不僅具有良好的力學(xué)性能,同時(shí)具有天然環(huán)保的特性。該文選用規(guī)范中兩種典型級(jí)配類(lèi)型,通過(guò)高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、低溫性能、疲勞性能等一系列路用性能對(duì)比試驗(yàn),研究天然玄武巖礦物纖維對(duì)瀝青混合料性能的改善效果,分析了其在增強(qiáng)混合料路用性能方面的適用性。結(jié)果表明:摻加天然玄武巖礦物纖維可提高瀝青混合料的高溫性能1.6倍,提高低溫抗裂性能25%以上,疲勞性能提高2倍以上,各項(xiàng)路用性能均滿足規(guī)范的要求。天然玄武巖礦物纖維可作為高性能瀝青路面混合料的添加劑應(yīng)用于高速公路建設(shè)中。

摻加礦物纖維的sma瀝青混合料性能研究——為研究礦物纖維在sma瀝青混合料中的適用性，從纖維的吸油率、拌和和易性以及摻加礦物纖維的sma瀝青混合料的路用性能等幾個(gè)方面開(kāi)展研究工作，并與一般的木質(zhì)素纖維進(jìn)行比較。研究發(fā)現(xiàn)礦物纖維較木質(zhì)素纖維吸油率低，分...

為研究礦物纖維在sma瀝青混合料中的適用性,從纖維的吸油率、拌和和易性以及摻加礦物纖維的sma瀝青混合料的路用性能等幾個(gè)方面開(kāi)展研究工作,并與一般的木質(zhì)素纖維進(jìn)行比較。研究發(fā)現(xiàn)礦物纖維較木質(zhì)素纖維吸油率低,分散較為困難,采用礦物纖維的sma瀝青混合料的性能滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。建議sma瀝青混合料纖維穩(wěn)定劑的選用應(yīng)結(jié)合經(jīng)濟(jì)和施工水平綜合考慮。

為探討玄武巖礦物纖維增強(qiáng)瀝青混合料的適用性,通過(guò)馬歇爾試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)、車(chē)轍試驗(yàn)、劈裂試驗(yàn)評(píng)價(jià)了玄武巖纖維瀝青混合料的路用性能及力學(xué)性能,并從機(jī)理上分析了纖維的作用。試驗(yàn)結(jié)果表明,瀝青混凝土中摻加玄武巖礦物棉纖維能有效提高瀝青混合料的抗拉強(qiáng)度及路用性能;摻加短切礦物纖維能提高瀝青混合料的抗拉強(qiáng)度及高溫穩(wěn)定性,但抗凍融能力有所降低,在長(zhǎng)期浸水或寒冷地區(qū)不宜使用。

為了揭示路用礦物纖維對(duì)瀝青混合料的增強(qiáng)機(jī)理及性能,通過(guò)對(duì)路用礦物纖維技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),采用瀝青膠漿錐入度試驗(yàn)和瀝青混合料低溫彎曲試驗(yàn)檢測(cè)路用礦物纖維對(duì)混合料性能的改善作用,結(jié)合粘彈性力學(xué)和復(fù)合材料細(xì)觀力學(xué)原理綜合分析礦物纖維提高瀝青混合料抗車(chē)轍性能、低溫抗裂性能和疲勞壽命的機(jī)理;并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了sma-13和ac-16型路用礦物纖維瀝青混合料的路用性能。研究結(jié)果表明:路用礦物纖維通過(guò)提高瀝青混合料的彈性模量、強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度以及纖維-基體界面附近形成的殘余應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)和顯微裂紋起到的增韌作用,改善了瀝青混料的路用性能;且其易于存儲(chǔ)及施工,在試驗(yàn)中表現(xiàn)出了較木質(zhì)素纖維更加優(yōu)良的性能。

瀝青混凝土中摻加聚合物纖維能顯著提高瀝青混合料的路用性能、路面的抗水侵害能力、路面的高溫穩(wěn)定性,減少路面的反射裂縫。試驗(yàn)結(jié)果表明,摻加纖維后,瀝青混合料的穩(wěn)定度約提高20%左右,動(dòng)穩(wěn)定度提高170%左右。而摻加聚丙烯腈纖維的性能又略優(yōu)于摻加聚酯纖維,是提高瀝青混凝土路面性能比較有效的措施。

纖維瀝青是改性瀝青的一種。外摻纖維瀝青混合料在最佳油石比下具有很好的低溫抗裂性能,而在素瀝青混合料的最佳油石比下纖維的介入同樣可以改善其低溫抗裂性能;隨著纖維劑量的增加,外摻纖維瀝青混合料低溫彎曲破壞的形式也由脆性破壞逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿嵝云茐摹?/p>

為探討miberⅰ型礦物復(fù)合纖維瀝青混合料的水穩(wěn)定性能,通過(guò)凍融劈裂試驗(yàn)和浸水馬歇爾試驗(yàn),分析了摻入miberⅰ型礦物復(fù)合纖維的ac-13和sma-13瀝青混合料水穩(wěn)定性的影響因素,并運(yùn)用灰關(guān)聯(lián)熵分析法,以凍融劈裂強(qiáng)度比和浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度為參考序列,探討了纖維摻量、4.75mm篩孔通過(guò)率、瀝青針入度、瀝青用量、瀝青飽和度和瀝青混合料空隙率等因素對(duì)混合料水穩(wěn)定性的影響顯著程度.研究結(jié)果表明:纖維摻量對(duì)miberⅰ型礦物復(fù)合纖維瀝青混合料的水穩(wěn)定性影響最為顯著,miberⅰ型礦物復(fù)合纖維能夠有效地改善瀝青混合料的水穩(wěn)定性.

國(guó)內(nèi)外對(duì)miberⅰ型礦物復(fù)合纖維瀝青混合料的性能尚未有研究。鑒于此,采用車(chē)轍試驗(yàn)、低溫彎曲試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)研究了miberⅰ型礦物復(fù)合纖維瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和水穩(wěn)定性,并與木質(zhì)素纖維瀝青混合料和玄武巖纖維瀝青混合料的路用性能進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明:摻入適量miberⅰ型礦物復(fù)合纖維可有效提高瀝青混合料的路用性能;與木質(zhì)素纖維和玄武巖纖維相比,miberⅰ型礦物復(fù)合纖維在改善瀝青混合料性能方面具有一定優(yōu)越性;可為miberⅰ型礦物復(fù)合纖維在瀝青混合料中的應(yīng)用提供依據(jù)。

本文通過(guò)trll、aapa、cpn車(chē)轍試驗(yàn)和三軸剪切試驗(yàn)綜合評(píng)價(jià)了聚丙烯腈纖維瀝青混合料的高溫抗車(chē)轍性能,結(jié)果表明無(wú)論采用何種方法,添加纖維對(duì)混合料抗車(chē)轍能力的提高要明顯優(yōu)于普通瀝青混合料,且這些試驗(yàn)方法在評(píng)價(jià)抗車(chē)轍性能方面具有一定相關(guān)性。

水損壞是瀝青路面的主要病害之一。為了改善瀝青混合料的水穩(wěn)定性,通過(guò)凍融劈裂試驗(yàn)測(cè)試了ac-13與ak-13兩種瀝青混合料摻入纖維前后的殘留劈裂強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果表明:ak-13a和ac-13i這兩種級(jí)配,加入德蘭尼特纖維都可以提高其水穩(wěn)性。在凍融劈裂強(qiáng)度比方面ak-13i瀝青混合料改善幅度更大,但ac-13i比ak-13i在凍融劈裂強(qiáng)度比要高。

為研究劍麻纖維對(duì)瀝青混合料的水穩(wěn)定性的影響,選用ac-13sbs改性瀝青混合料為對(duì)象進(jìn)行凍融劈裂試驗(yàn),測(cè)定了瀝青混合料在受到水損壞前后劈裂破壞的強(qiáng)度比,試驗(yàn)研究結(jié)果顯示摻入適量劍麻纖維能有效增強(qiáng)瀝青混合料凍融劈裂強(qiáng)度。

為提高瀝青混凝土的低溫性能,將聚酯纖維、聚丙烯腈纖維、木質(zhì)素纖維復(fù)合摻入sma瀝青混合料中做正交分析,通過(guò)劈裂試驗(yàn)和小梁彎曲試驗(yàn),對(duì)瀝青混合料低溫抗裂性能進(jìn)行研究.試驗(yàn)表明:混雜纖維瀝青混合料的低溫性能明顯高于僅加入木質(zhì)素纖維;通過(guò)極差分析和方差分析,當(dāng)聚丙烯腈纖維、聚酯纖維、木質(zhì)素纖維摻量分別為0.2%,0.2%,0.3%時(shí),瀝青混合料有最優(yōu)的低溫抗裂性能.

在瀝青混合料中摻入適量玻璃纖維,通過(guò)大量試驗(yàn)確定玻璃纖維的摻量以及瀝青的最佳用量,并通過(guò)馬歇爾試驗(yàn)、車(chē)轍試驗(yàn)以及凍融劈裂試驗(yàn)的試驗(yàn)指標(biāo),評(píng)價(jià)摻加玻璃纖維對(duì)瀝青混凝土路用性能的影響。研究表明,加入玻璃纖維后瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度和水穩(wěn)定性均有所提高、永久變形有所下降,改善瀝青混凝土的高溫抗變形能力和水穩(wěn)定性。

提出采用纖維增強(qiáng)sbs改性瀝青ac-13混合料作為加鋪層的上面層。通過(guò)一系列室內(nèi)試驗(yàn)研究,介紹了纖維增強(qiáng)sbs改性瀝青ac-13混合料的原材料的選擇、配合比設(shè)計(jì)要點(diǎn),提出適合于舊水泥路面加鋪的配合比方案。試驗(yàn)結(jié)果表明,纖維增強(qiáng)sbs改性瀝青ac-13混合料具有比普通sbs瀝青混合料更好的路用性能,能夠滿足舊水泥路面加鋪層的使用要求。

硅藻土復(fù)合木質(zhì)纖維是經(jīng)特定表面處理工藝處理后的硅藻土與木質(zhì)纖維在高剪切條件下制備而成的一種復(fù)合材料.將硅藻土復(fù)合木質(zhì)纖維用于改性道路瀝青,進(jìn)行了改性瀝青高溫性能、低溫性能和感溫性能3個(gè)方面的實(shí)驗(yàn)研究,考察了二者協(xié)同作用對(duì)瀝青性能影響.結(jié)果表明:改性后,瀝青的高溫性能、低溫性能和感溫性能顯著改善,且硅藻土復(fù)合木質(zhì)纖維摻量為0.5%時(shí),瀝青性能改善效果最佳,與基質(zhì)瀝青相比針入度指數(shù)增加了2.43,當(dāng)量軟化點(diǎn)提高了7.7℃,當(dāng)量脆點(diǎn)降低了16.8℃.

結(jié)合某工程實(shí)例,介紹在ac-13型瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)中,可以通過(guò)摻加適量的福倍安(玄武巖)礦物纖維,來(lái)改善瀝青混合料的路用性能,提高瀝青路面的質(zhì)量,滿足工程要求。

以溫拌瀝青混合料為研究對(duì)象,對(duì)現(xiàn)階段常用的3種纖維的性能和應(yīng)用范圍進(jìn)行分析,并通過(guò)對(duì)添加木質(zhì)纖維的溫拌瀝青混合料進(jìn)行級(jí)配設(shè)計(jì)和謝倫堡析漏損失試驗(yàn)、車(chē)轍試驗(yàn),得出不同摻量的木質(zhì)纖維對(duì)溫拌瀝青混合料的車(chē)轍性能影響不大,但有助于降低混合料的析漏損失率、減小流值的試驗(yàn)結(jié)論。

本文研究了玄武巖纖維對(duì)瀝青混合料路用性能提高作用，在室內(nèi)制備玄武巖纖維、聚酯纖維、木質(zhì)纖維瀝青混合料，對(duì)三種瀝青混合料的高溫性能、水穩(wěn)定性、低溫抗裂性能開(kāi)展了研究對(duì)比。試驗(yàn)表明，在最佳纖維用量不變的情況下，采用玄武巖纖維對(duì)瀝青混合料的路用性能提高作用優(yōu)于聚酯纖維和木質(zhì)纖維。

通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，驗(yàn)證了木質(zhì)素纖維對(duì)瀝青材料的吸持能力，評(píng)價(jià)了木質(zhì)素纖維對(duì)ｓｍａ、ｏｇｆｃ瀝青混合料強(qiáng)度、穩(wěn)定性等性狀的影響，表明木質(zhì)表纖維對(duì)混合料流值影響明顯，強(qiáng)度和穩(wěn)定性略有改善，可以阻止瀝青與瀝青膠漿的排出，實(shí)現(xiàn)了新型、高性能瀝青混合料實(shí)際應(yīng)用的可達(dá)性。

概述 隨著我國(guó)高速公路建設(shè)的飛速發(fā)展，高等級(jí)瀝青路面通車(chē)的總里程不斷增加．瀝青路面的破損較為嚴(yán)重．除交通荷載、氣候的原因之外．瀝青混合料本身是主要的原因之一。鑒于目前瀝青路面出現(xiàn)破損的主要形式為：車(chē)轍、擁包、裂縫、坑槽等，究其原因是瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性以及瀝青混合料的抗水損壞的能力不足所造成。

礦物纖維具有優(yōu)異的材料性能，將礦物纖維添加到sma中，通過(guò)瀝青混合料合理設(shè)計(jì)，使礦物纖維改性sma具有良好的綜合性能。通過(guò)在不同工程上的應(yīng)用，證明礦物纖維瀝青混合料的應(yīng)用可提高瀝青路面的耐久性。