摘要:利用室內(nèi)試驗(yàn)研究了玻璃纖維改性瀝青混合料的高溫抗車(chē)轍能力、低溫性能和水穩(wěn)定性，試驗(yàn)結(jié)果表明:與基質(zhì)瀝青相比，摻入一定量的玻璃纖維的瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性有很大改善，同時(shí)低溫抗裂性和水穩(wěn)定性在一定程度上也有明顯改善;但玻璃纖維用量超過(guò)0.2%后，其各方面性能就會(huì)降低;經(jīng)過(guò)試驗(yàn)建議玻璃纖維的最佳用量為0.2%。

　　關(guān)鍵詞:玻璃纖維;改性瀝青;瀝青混合料;路用性能

　　0引言

　　隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)及道路事業(yè)的不斷發(fā)展，以及車(chē)輛的日益增多，目前對(duì)道路通行量、行車(chē)荷載及速度，以及路面耐久性等提出了更高的要求。瀝青路面以其特有的優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于道路建設(shè)中，但傳統(tǒng)的瀝青路面在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)擁包、車(chē)轍、裂縫及水損害等問(wèn)題。為了解決這些狀況，國(guó)內(nèi)外學(xué)者經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，在普通瀝青混合料中加入適量的玻璃纖維制備而成的瀝青混合料各項(xiàng)性能得到了很大的改善。玻璃纖維具有抗拉強(qiáng)度高、耐久性好的特點(diǎn)，是一種性能優(yōu)異可用于復(fù)合材料的增強(qiáng)材料。國(guó)外于1960年為了改善路面的反射裂縫，開(kāi)始研究纖維瀝青混合料的性能。1962年EdelmannK等人研究了石棉纖維對(duì)瀝青混合料性能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，石棉纖維能夠很好地改善瀝青混合料的各項(xiàng)性能[1]。

　　玻璃論文范例：雙層玻璃在遮陽(yáng)方面的運(yùn)用

　　Abdelazia利用室內(nèi)試驗(yàn)的方法研究了玻璃纖維對(duì)SMA瀝青混合料的影響，發(fā)現(xiàn)玻璃纖維可以提高其混合料的抗疲勞特性。Aysar通過(guò)研究玻璃纖維摻入瀝青混合料后發(fā)現(xiàn)，玻璃纖維對(duì)瀝青混合料的強(qiáng)度和高溫抗變形能力有很大改善作用，而且能夠延緩裂縫的發(fā)展[2]。國(guó)內(nèi)對(duì)于纖維瀝青混合料的研究起步較晚，2003年楊振才等人通過(guò)小型加速加載試驗(yàn)研究了纖維對(duì)瀝青混合料的應(yīng)力松弛、低溫抗裂能力具有很好的效果[3]。2006年呂偉民研究發(fā) 現(xiàn)了木纖維對(duì)于SMA瀝青混合料只有吸附瀝青的作用，并不能起到加筋增強(qiáng)的效果，而聚酯纖維有著良好的加筋作用[4]。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于玻璃纖維改善瀝青混凝土的理論體系還不完善，其路用性能也有待進(jìn)一步深入研究。于是，擬采用車(chē)轍試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)及低溫小梁彎曲試驗(yàn)，研究瀝青混凝土摻玻璃纖維后對(duì)其路用性能的影響。

　　1原材料及配合比設(shè)計(jì)

　　1.1原材料

　　(1)瀝青采用AH-70#基質(zhì)瀝青，AH-70#基質(zhì)瀝青性能指標(biāo)。

　　(2)玻璃纖維選取了長(zhǎng)度12mm的玻璃纖維，分析不同玻璃纖維用量對(duì)瀝青混合料路用性能的變化規(guī)律，以選出玻璃纖維的最佳摻量。

　　(3)集料粗集料選取石灰?guī)r碎石，細(xì)集料采用天然中砂與石灰?guī)r石屑，填料選用石灰?guī)r礦粉。所選礦料均按照《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》的相關(guān)試驗(yàn)要求進(jìn)行了測(cè)試，礦料的各項(xiàng)性能指標(biāo)都符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的技術(shù)要求。

　　1.2配合比設(shè)計(jì)

　　(1)礦料級(jí)配:試驗(yàn)選取AC-13型級(jí)配，礦料配比依次為粗碎石∶中粗碎石∶砂∶石屑∶礦粉=22∶34∶15∶24∶5，按試驗(yàn)規(guī)程[5]的相關(guān)要求取其級(jí)配中值進(jìn)行礦料配合比組成設(shè)計(jì)。

　　2試驗(yàn)方案

　　選用車(chē)轍試驗(yàn)、低溫彎曲試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)玻璃纖維瀝青混合料的高溫抗變形能力、低溫抗開(kāi)裂以及抗水損害性能。采用AC-13級(jí)配對(duì)0、0.1%、0.2%、0.3%等玻璃纖維用量的瀝青混合料制備各試驗(yàn)相應(yīng)尺寸的試件，通過(guò)分析和研究不同玻璃纖維摻量下的瀝青混合料各方面路用性能，從而得出玻璃纖維的最佳用量。

　　3試驗(yàn)結(jié)果與分析

　　3.1高溫穩(wěn)定性

　　瀝青路面高溫性能是指路面在車(chē)輛荷載的作用下抵抗變形的能力，如路面的車(chē)轍、擁包及推移等都是路面承受荷載及高溫變形的結(jié)果[6]。

　　高溫性能不好會(huì)嚴(yán)重影響路面的使用性能，如路面不平整導(dǎo)致車(chē)輛行駛不平穩(wěn)，舒適性較差，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)��?dǎo)致安全事故的發(fā)生。采用車(chē)轍試驗(yàn)得到的45～60min之間對(duì)應(yīng)的車(chē)轍深度及產(chǎn)生1mm車(chē)轍深度相對(duì)應(yīng)的動(dòng)穩(wěn)定度DS作為高溫性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)，試件尺寸采用300mm×300mm×50mm，試驗(yàn)加載頻率為42次/min。

　　3.2低溫性能試驗(yàn)采用實(shí)驗(yàn)室制備好的尺寸為300mm×300mm×50mm的車(chē)轍板切割成30mm×35mm×250mm的長(zhǎng)方體試件。將切割好的小梁試件采用MTS萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)做低溫小梁彎曲試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度為-10℃，加載頻率為50mm/min。

　　(1)隨著玻璃纖維摻量的增加，瀝青混合料的彎拉強(qiáng)度基本沒(méi)有變化，彎拉強(qiáng)度受玻璃纖維的影響很小。但瀝青混合料的彎拉應(yīng)變隨著摻量的增加而呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢(shì)，而且在0.2%摻量時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn)，與不摻加相比彎拉應(yīng)變提高了21%。(2)瀝青混合料的勁度模量隨著玻璃纖維摻量的加入先減小后增加，在0.2%時(shí)達(dá)到最小，相對(duì)無(wú)摻加時(shí)減小了18%。(3)說(shuō)明玻璃纖維可以有效改善瀝青混合料的低溫抗裂性，在摻量0.2%時(shí)效果最佳。這是因?yàn)樵趽搅枯^小時(shí)玻璃纖維在瀝青混合料中的分散性較好，能夠與瀝青形成交織的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)瀝青混合料受到外界的拉應(yīng)力時(shí)這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就能發(fā)揮加筋以及增韌阻裂的作用，很有力地阻礙了瀝青混合料裂縫的發(fā)展，從而提高了瀝青混合料的低溫抗裂性。當(dāng)摻量過(guò)大時(shí)玻璃纖維的分散性就會(huì)很差，出現(xiàn)結(jié)團(tuán)，從而就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象，進(jìn)而削弱了混合料低溫時(shí)抵抗開(kāi)裂的能力[8]。

　　3.3水穩(wěn)定性通過(guò)凍融劈裂試驗(yàn)得到的凍融劈裂強(qiáng)度比來(lái)評(píng)價(jià)瀝青混合料的水穩(wěn)定性能，實(shí)驗(yàn)室制作馬歇爾試件，并將制備好的試件隨機(jī)分為兩組，一組用于測(cè)定常溫狀態(tài)下的劈裂強(qiáng)度，另一組首先真空飽水，放在-18℃的環(huán)境中16h，然后置于60℃恒溫水浴中24h后進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)。

　　4結(jié)論

　　通過(guò)研究玻璃纖維瀝青混凝土的各方面使用性能，分析玻璃纖維添加量對(duì)路用性能產(chǎn)生的變化規(guī)律，可以得出以下結(jié)論:(1)玻璃纖維能夠增加瀝青與礦料的內(nèi)摩阻力，大幅提升瀝青混凝土的高溫抗車(chē)轍變形性能。(2)玻璃纖維能夠有效提高瀝青混凝土在低溫條件下抵抗開(kāi)裂的性能，起到加筋以及增韌阻裂和阻礙裂縫發(fā)展的作用。(3)玻璃纖維能夠有效提升瀝青混凝土的劈裂強(qiáng)度，增強(qiáng)瀝青混凝土的抗水損害能力。(4)玻璃纖維摻量較小時(shí)其分散性較好，能夠與瀝青形成相互交織的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，有效提高瀝青混合料的高溫抗車(chē)轍性能、低溫抗裂性能以及水穩(wěn)定性。綜合各方面路用性能，在摻0.2%玻璃纖維時(shí)其使用效果最佳。但摻量過(guò)大會(huì)出現(xiàn)結(jié)團(tuán)，不利于瀝青混合料的各方面性能。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]封基良.纖維瀝青混合料增強(qiáng)機(jī)理及其性能研究[D].南京:東南大學(xué)，2006.

　　[2]朱先智.纖維加固瀝青混合料的路用性能試驗(yàn)研究[J].城市道橋與防洪，2018(9):200-203+225.

　　[3]楊振才，武賢慧.改性瀝青及纖維增強(qiáng)瀝青混合料應(yīng)力松弛性能試驗(yàn)研究[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2003(11):66-68.

　　[4]湯寄予.纖維瀝青混合料組成與性能試驗(yàn)研究[D].鄭州:鄭州大學(xué)，2013.

　　[5]交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院.公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[M].北京:人民交通出版社，2011.

　　作者：王鋒