纤维沥青混凝土抗裂性能的研究
纤维沥青混凝土性能的试验研究
随着交通量的快速增长 、 轴载的加重及 人们生活水 平的 日益提高 ， 对道路使用 质量 和服务 寿命 的要求 越来越 高． 传 统材料难 以满足使用需求 ， 人们越来越多 在沥青路面 中应用 新型 材料． 欧美一些 国家 于 ２ ０世纪七八 十年代 就开展新 型
Ｂ ｎ ｂｒ 及 Ｄ ｌ ｉＡ ｏｉ ｅｓ ｉ ｆ ｏ ｎ Ｓ两 种 典 型 纤 维 与 不 掺 纤 维 的 Ａ 一 ａｔ Ｋ １ 行 马 歇 尔 试 验 、 温 车 辙试 验 、 散 试 验 、 留稳 定 度 试 ３进 高 飞 残
第 ２ ６卷
第 ５期
长
沙
大
学
Байду номын сангаас
学
报
ＶＯ ． ６ ＮＯ ５ １ ２ ． ￥ｅ ｐ．２ ０ １２
２０ １ ２年 ９月
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＡＮＧＳＨＡ ＵＮｌ ＶＥＲＳｌ ＴＹ
纤 维 沥 青 混 凝 土 性 能 的试 验 研 究
陈 晋华
（ 福建船政交通职业学 院， 福建 福 州 ３ ００ ） ５ ０ ７ 摘 要： 通过 对掺入 Ｂ ｎ ｂｒ 及 Ｄ ｌｎ Ｓ的 Ａ ｏｉ ｅｓ ｉ ｆ ｏａｉＡ ｔ Ｋ一１３混合料进行马歇 尔试验 、 留稳 定度试验 、 残 飞散试验、 高温车辙试
根据 马歇尔 试验 结果 并结合 实 际经验综 合确 定未掺 纤
维 、 Ｄ ｌｎｔ Ｓ纤维及掺 Ｂ ｎｆ ｅｓ 掺 ｏ ｉＡ ａ ｏｉｂｒ 纤维混合料的最佳油石 ｉ 比分 别为 ５ ２ ５４、． ， ． 、． ５ ３ 由此 可见 ， 掺入增强纤维提高 了沥青
收 稿 日期 ： １ ０ ２ ２ ２— ７— ０ ０
验、 小梁低 温弯曲试验研 究 ， 结果表 明， 沥青混凝土 中掺入增强纤维后 ， 留稳定度 、 在 残 动稳 定度提 高 ， 可大幅度 降低 混合 料的
低温下添加剂对沥青混合料抗裂性能的
The Research on Asphalt Mixture Crack Performance at Low Temperatures
■ 郭尚德 ■ Guo Shangde
[摘 要] 本文采用在沥青混合料中加入 SBS 改性剂、木质素 纤维和钢纤维等改性材料，通过沥青混凝土低温劈裂试验 来评价沥青混合料的低温抗裂性能，研究其对路面低温抗 裂性能的改善作用，开发出适合北方地区的抗低温开裂的 路面材料。
木质素纤维：由木材管胞失去生命力后形成的，
木材管胞具有中空结构，中空内径一般为 40～60 m，
管胞长度为 1～3 mm。因处理温度高达 250℃以上不
变质的特性，其外观呈灰色，纤维横截面为锯齿形，
纵向为圆柱形。
（4）SBS 改性剂
SBS 改性剂，是一种改性沥青防水涂料，它采
用高分子聚合物 SBS 改性剂作为分散相，用物理的
本次试验的材料主要有：沥青、矿料、纤维、 SBS 改性剂。矿料级配采用设计规范建议的 AC-13I 和 AK-13I 级配范围的中值。
1. 试验材料 （1）沥青 沥青选用 SKAH-70 沥青，技术指标见表 1：
15℃ 40
针入度 0.1/mm 25℃ 72
30℃ 106
注：T12，T800 的相关系数为 R=0.997
[Keywords] low temperature, modifying agent, fiber, split test
沥青混合料的低温抗裂性能主要取决于强度和 变形能力，沥青混合料掺入改性材料及纤维材料， 将使混合料的内部结构更加优化，从而使其抗拉、
抗裂性能得到改善。本文通过低温劈裂试验，研究 改性材料及纤维材料掺入后对沥青混合料的低温抗 裂性能的影响。 一、 试验材料及级配
玄武岩纤维沥青混凝土(BFSMA-13)路面施工工法
玄武岩纤维沥青混凝土（BFSMA-13）路面施工工法一、前言玄武岩纤维沥青混凝土（BFSMA-13）是一种新型的路面材料，具有良好的抗裂性能、耐久性和防水性能，适用于中低水平公路、城市道路和停车场等道路工程。
本文将介绍BFSMA-13路面施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例等方面的内容。
二、工法特点1. 抗裂性能好：BFSMA-13采用了特殊的纤维增强技术，可以有效防止裂缝的产生和扩展。
2. 耐久性强：BFSMA-13具有较高的强度和抗变形能力，可以有效承受车辆荷载和气候变化等外力作用。
3. 防水性能好：BFSMA-13中的沥青具有良好的防水性能，可以有效防止水分侵入路面结构，延长路面使用寿命。
4. 施工简便：BFSMA-13路面施工工法采用机械化施工方法，施工速度快，施工质量易于控制。
5. 绿色环保：BFSMA-13采用了可回收利用的废旧轮胎橡胶，降低了对自然资源的消耗。
三、适应范围BFSMA-13适用于中低水平公路、城市道路、停车场和一些涵洞、桥梁等特殊区域的路面工程。
尤其在恶劣气候、高温、湿滑等条件下，BFSMA-13路面具有较好的适应性。
四、工艺原理BFSMA-13路面施工工法的工艺原理是利用特殊的纤维增强技术和沥青材料的黏结特性，达到增加路面的强度和抗裂性能的目的。
具体工艺措施包括：1. 基层处理：对路基进行平整、夯实和提供良好的排水条件。
2. 沥青混凝土面层制备：将纤维和沥青混合，制成BFSMA-13沥青混凝土料。
3. 施工工艺：包括热拌、铺设、压实和养护等步骤。
五、施工工艺1. 热拌：将BFSMA-13料与沥青进行热拌，使二者充分混合。
2. 铺设：将热拌后的BFSMA-13沥青混凝土料铺设在预处理好的路基上。
3. 压实：使用振动压路机进行压实，使BFSMA-13沥青混凝土料与路基紧密连接。
4. 养护：采取合适的养护措施，保证BFSMA-13路面在养护期内获得足够的强度和稳定性。
纤维沥青混凝土路用性能研究
与纤维表面产 生的吸附作用 、 物理浸润作用 以及 有时存 在 的化 学 较高 的沥青用量和 稠度较 低沥 青所组 成 的玛碲脂性 能是 密切有 键作用 ， 使沥青呈单 分子状 排列在 纤维表 面 ， 形成结 合力 牢 固的 关 的 。 “ 结构沥青” 界面层 。
１ ３ 阻 滞 作 用 ． ［ ］ 余 学芳， 邑宁． 煤灰 混凝土 的抗裂性 分析 ［ ］ 混凝土 ， ５ 董 粉 Ｊ．
１ 机理 分析
１ １ 吸 附作 用 ．
短纤维在沥青基体 内的分布是 三 向随机 的。 由于截 面纤细 ， 使得纤维掺量不大 的沥 青基体 内， 短纤维 数 目却相 当大 ， 形成 纵
横交织的空间 网络 。如纤 维掺量 为 ３ ２ 时 （ 占沥青混 合料 重 ．％ 约 纤 维 直径 一般 小 于 ２ 肌 ， 相 当大 的 比表 面 积 ， ０ 有 每克 纤 维 的 ０ ２ ， ．％ 以下以 ０ ２ 表示 该 掺量 ） 每克 沥 青 中约 有 ５２ ０根纤 ．％ ， ０
［ ］ 李秋义 ， 家和 ， 向宁． ２ 李 杨 高掺 量粉 煤灰混 凝土 力学性 能试 ［ ］ 钱 觉时． ７ 粉煤灰特性 与粉煤灰 混凝 土 ［ ． Ｍ］ 北京 ： 学 出版 科 验研 究［ ］ 低 温建 筑技 术，０ ２ ２ －２４ ． Ｊ。 ２０ （ ）４ —３
筑 ，０４ ３ ：４ ． ２０ （ ）７ ７
纤维对沥青混凝土路用性能影响的探讨
Ｋｅ ｒ ｓ ｆ ｅ ； ｓ ｈ ｌ ｏ ｃ ｅｅ ｐ ｒｏ ａ ｃ ｙ ｗｏ ｄ ： ｂ ｒ ａ ｐ ａｔｃ ｎ ｒ ｔ ； ｅｆ ｒ ｎ ｅ ｉ ｍ
国内高等级公路和城市道路 中大部分路面为沥
青路面…． 随着 国民经济 的迅速发 展， 道路上行驶 车辆向密度高、 速快和轴载加重方 向变化 ， 车 对沥 青路面提出了越来越高的要求． 对现有沥青路面结 构来说 ， 交通量和组成 的变化 ， 引起 了路面结构服 务能力 的衰退 、 结构损坏现象的过早发生 ， 这也促 使沥青路面技术的改进和更新 ， 应运而生的是各种
和防止反射裂缝的性能 ．正是 由于具有以上优 良 Ｊ
作者筒介 ： 王卫东 （ ９７ ， ， １６ 一） 男 工程师 ， ， 本科 主要从事铁路、 公路 土建工程研究
维普资讯
８ ６
长 沙 电 力 学 院 学 报 （自 然 科 学 版 ）
２０ 年 ８ ０６ 月
ｐ ａ ｏ ｃ ｅｅ ａ ｒ ｓｏ ｅ ｅ ｆ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ａ ｄ ｓ ｄ ｅ ｅ ａ ｐ ａｔｃ ｎ ｒ ｔ ｏ ｍｉ ｅ ｔ ｘ ｌ ｂ ｒ ｈ ｈ ｃ ｎ ｒ ｔ ，ｃ ｒｉ ｎ ａ ｓ ｒ ｓｏ ｐ ｒ ｎ ｓｎ ｔ ｉ ｔ ｓ ｈ ｌ ｏ ｃ ｅｅ ｔ ｘ ｔ ｔ ｅ ｆ ｅ ｅ ｉ ｅ ｉ ｕ ｄｈ ｈ ｅｉ ｉ
ｂ ｝ ｒ ａ ａ ｉｔ， ｅ ａｅ ａ ｉｔ ，｝ ｉ ｍ ｅａ ｒ ａ ｉｔ， ｝ ｗｔｍ ｅ ｔｒ ｃａｋｒ— ｙｔｅ ｓ ｌｓ ｂｌｙ ｔ ｔ ｓ ｂｌｙ ｔｅｈｇ ｔ ｐ ｒ ｕｅｓ ｂｌ ｔｅｌ ｐ ｒ ｕｅ ｒｃ ｌ Ｍａ ｈ ｌ ｔ ｉ ｈ ｗ ｒ ｔ ｉ ｌ ｈ ｅ ｔ ｔ ｉ ｌｏ ｅ ｙ ａ ｅ
维普资讯
第２ １卷第 ３期
纤维胶粉沥青混合料性能研究
已达 ３ ０亿条 ，并且还 在以每年 约 １ ０亿条的速度不 断增长。 中国是世界上最 大 的轮胎生产 国 ，废 旧轮胎 的产 生量也在 急剧增加 ， ００ ２１ 年我 国废 旧轮 胎产生 量超 出 ２亿条 ，如果 废弃 ，会 给我 国的环保 带来 巨大的压 力 ，也会造成 资源 的 巨大浪费 。 将废 轮胎橡胶 粉掺人 到沥青 中制备成 橡胶粉 改性沥青 应用 于道 路路 面铺设 不仅 可大 幅度提高 沥青路 面的路面性 能、延长适用 寿命 、降低 公路建设 造价 ，而 且能起 到治理 污染 、节约资 源 、综合利 用废 物的作用 ，符合 国家 环保政 策和发展循环 经济 、建 设节约 型社 会的要求 。但 由于废轮
２ １ 年 第 ６期 ０ １
第３ ７卷 总第 １４期 ６
／ ｉｈ ａ Ｉ ｉ ＩＳ ｃ ｕ ｎ Ｂｕ。 ｇ材 ｒ 』 ｉ Ｍ ｌ ｎ ｄ
ｓ
・ ３・ ９
２１年 １ ０１ ２月
纤 维胶 粉 青混 合料 性 能研 究 沥
姜献东
（ 扬州工 业职业 技术学 院 ，江苏 扬 州
加铺应力一应变 吸收膜 、土工 格栅 、土工织 物 ；改进 沥青 混合料设计 ，采用 “ 合金化 ” 方法 ；在面层 与基层之 问增加 级配碎石层 ；基 于柔性基层 的设计 ；基 层预 切缝 以及 在 沥
・
９ ・ ４
． 』 Ｓ ｈ吼 ＢＩ 材 ｍｒ ｉ ｕ ｕｄ Ｍ ｃ ｔ ｌ ｅ
性材料按 照一定的组合 共 同用于 沥青混凝 土 中，充分发挥 它们各 自的优 点 ，有效预 防沥青混凝土路 面的裂缝 产生。 关键 词 ：木质 素纤维；胶粉 沥青 ；试验方法
研究论文~沥青玛蹄脂碎石(SMA)与纤维沥青混凝土(FAC)特性与区别
沥青玛蹄脂碎石（SMA）与纤维沥青混凝土（FAC）的特性与区别吕伟民（同济大学交通运输学院）SMA自从德国传入我国以来，在全国许多地方进行了广泛的研究和应用。
在上海曾在外环线（第一期工程）、A4公路、浦东南干线等道路铺筑了SMA路面。
与传统沥青路面不同，SMA路面由于其独特的路用性能而受到人们的关注，许多人特别注意到，拌制SMA 混合料需要添加纤维。
但是有些人对SMA并不完全了解，误以为在沥青混合料中加入纤维就是SMA，因而近年来在上海一些道路中出现了所谓的SMA路面，实际是纤维沥青混凝土（FAC）路面，而不是SMA路面。
纤维在这两种混合料中的作用完全不同，如果对纤维在沥青混合料中的作用不甚了解，往往多花了钱却不能收到好的效果。
为此，本文就SMA 与FAC的特性与区别加以讨论。
1.SMA混合料的组成与特性1.1 SMA混合料的组成结构SMA是Stone Mastic Asphalt的简称，中文译名为沥青玛蹄脂碎石，也有人翻译为碎石沥青砂胶混凝土。
其组成结构与普通沥青混合料相比有很大的区别。
普通热拌沥青混合料（AC），其4.75mm以上的粗颗粒一般仅占30%～50%；防滑磨耗层集料级配（AK），其4.75 mm以上的粗集料占50%～70%，细集料仍占很大比重。
然而，SMA混合料中4.75mm以上颗粒含量则高达70%～80%。
为了说明这种差别，现以公称尺寸为13mm的这几种类型的沥青混合料集料级配作一比较(表1)。
SMA级配与AC、AK级配比较表1SMA混合料为间断级配，粗集料多，细集料少，矿粉多，三者大体的比例为70：20；10。
粗集料颗粒石-石接触，形成骨架结构。
普通沥青混合料则以细集料主，粗颗粒悬浮在混合料中，属于悬浮结构。
SMA混合料粗集料所形成的空隙，由沥青与矿粉所组成的玛蹄脂，使混合料成为一种不透水密实结构，所以其矿粉用量要比普通沥青混合料多1～2倍。
尽管沥青玛蹄脂已很粘稠，但混合料高温拌和时玛蹄脂仍可能发生流淌，摊铺成路面后在夏季玛蹄脂也仍有可能被车轮碾压挤出来，在路面上形成油斑。
纤维沥青混凝土试验及应用
纤维沥青混凝土试验及应用纤维沥青混凝土（Fiber Reinforced Asphalt Concrete，简称FRAC）是一种结合了纤维材料和沥青的复合材料，常用于道路、停车场、飞机跑道等地面铺设材料。
纤维沥青混凝土具有优异的耐久性、抗裂性和抗疲劳性能，在道路工程中具有广泛应用前景。
纤维沥青混凝土的制备过程主要包括材料选取、混合物设计、试验室制样和实地施工。
首先，材料选取是制备纤维沥青混凝土的第一步。
沥青作为胶凝材料起着黏合纤维和骨料的作用，其质量直接影响到混凝土的性能。
纤维材料主要包括聚丙烯纤维、聚酯纤维、玻璃纤维等，选择合适的纤维材料并控制其掺量能够有效提高混凝土的抗裂和抗疲劳性能。
骨料的选择也十分重要，一般选用优质的石料和矿粉，确保混凝土的强度和耐久性。
其次，混合物设计是纤维沥青混凝土制备中的关键环节。
根据道路工程的要求和材料性能，通过试验确定最佳配比，包括沥青含量、纤维掺量和骨料断面积比等。
混合物设计应综合考虑各种性能指标，如抗剪强度、韧性、稳定性和耐久性。
然后，进行试验室制样是验证设计配比的有效性和准确性的重要手段。
试验室制样主要包括摊铺、振实和养护等过程。
在摊铺过程中，要保证混凝土的均匀性和密实性，避免出现空隙和孔洞。
振实过程中，应采用合适的振实方法和振动频率，确保混凝土的密实度和致密性。
养护过程中要保证混凝土的充分固化和强度发展。
最后，对纤维沥青混凝土的实地施工进行检测和评估，以验证所制备混凝土的性能和工程质量。
施工中要注意保证摊铺质量、养护质量和施工工艺。
纤维沥青混凝土在道路工程中的应用具有以下优势：1. 抗裂性能：纤维材料能有效控制混凝土的裂缝扩展，提高混凝土的抗裂性能和耐久性。
2. 抗疲劳性能：纤维材料能分散和消散应力，提高混凝土的抗疲劳性能，延缓疲劳裂缝的产生和扩展。
3. 耐久性：纤维沥青混凝土具有较好的耐久性能，能够抵抗大气、水分和化学腐蚀的侵蚀，延长道路使用寿命。
4. 施工方便：纤维沥青混凝土与普通沥青混凝土施工方法相似，施工工艺成熟，便于工地实施。
纤维加筋沥青混凝土应用技术研究
２ 纤维加筋沥青混凝土的路用－ 陛能研究 （） １ 纤维加筋 混凝土 的矿 料级 配设计 。矿质混 合料 的 级配设计 主要是确定粗集 料、 集料 以及 矿粉 的 比例关系 ， 细 将各种粒径不同的矿料以一定的 比例混合 ， 使沥青混凝 土形 成悬浮密实或者骨架 密 实结构 形式 ， 挥其应 有 的结构 功 发 能。根据相关试验研究表明 ， 纤维加筋沥青混凝土在采用连 续型密级配或者 ４ ７ ｍ筛 孔通 过率 接近 上限 的情 况下 ， ．５ ｍ
到 了重 要 的 作 用 。 １ 纤维 的物 化 性 能 指 标 要 求
现 阶段 ， 在公路建 设领 域 使用 的纤 维 主要包 括腈 纶纤 维、 木质素纤维 、 有机 纤维 以及 矿物纤 维等几 种形式 。对 于 纤维加筋沥青混凝土中使用 的纤维 ， 技术 要求 主要包括纤 其 维耐热性与吸水性好 ， 纤维 与沥青 的粘附性好 ， 产拌和 的 生 分散性 以及形成的纤 维沥青胶 浆对集 料的粘 附性 能较好等
青 混 合 料 中加 入纤 维 加 筋 材 料 的新 技 术 得 到 研 究 应 用 ， 且 而 （ ） 用 性 能 试 验 研 究 ， 用 性 能 试 验 主要 包 括 高 温 稳 ３路 路
以 Ｓ Ａ为代表 的纤维加筋沥青混合料技术 已经在我 国推广 Ｍ 应用 ， 表现 出了较好的路用 性能 。纤维 加筋 沥青混凝 土 ， 其 对于沥青混凝土性能 的改善主要体现在通过纤维的加入 ， 降 低沥青的温度敏感性 ， 增强 了沥青混 合料增 粘、 稳定 以及 阻 滞沥青材料裂纹扩展 等方 面性能 ， 纤维加筋沥青混凝土对 于 提 高现有沥青混合料 的各项性 能 ， 延长沥青路面使用寿命起
几方面 。
ห้องสมุดไป่ตู้
聚酯纤维在沥青混凝土中的应用
聚酯纤维在沥青混凝土中的应用经研究在沥青混凝土中加入聚合物纤维可以改善沥青路面的性质，对路面起到加筋和桥接作用，提高了路面的柔韧性，高温抗车辙能力、低温抗裂能力和改善了抗疲劳性能以及水稳定性能。
近几年来，国内道路建设人员应用国外的聚合物纤维，在进行沥青路面结构研究、改性沥青力学性能研究的同时，对能够有效地解决常规沥青混凝土缺陷的纤维加强沥青混凝土进行了有效的尝试¨ ，取得了成效，但进口纤维的价格一直居高不下，在一定程度上限制了纤维的推广使用。
目前该纤维产品（金路丝）已经用于高速公路和桥梁路面的铺设，产品质量完全用于高速公路和桥梁路面的铺设，产品质量完全达到进口质量指标，且生产成本低，质量的稳定性好。
1、路用纤维性能的要求作为路用纤维要求其开始软化、熔融、裂解的温度越高越好，以适应沥青混凝土拌制工艺和摊铺工艺的使用需求；路用纤维应该具有较高的拉伸强度，并且在湿态下也不幅度降低，适宜的断裂伸长率，并且可回复伸长率越越好，尽可能高的初始模量。
纤维的这些物理机械性能直接影响纤维沥青混凝土的力学性能，如：抗裂性能、抗拉性能、水稳定性能等；此外，路用纤维还要求在日光和气作用下具有很好的稳定性 .4J.1.1 对高温作用的稳定性沥青混凝土要求在170～180％的高温下进行拌和，在150％条件下铺设和碾压，因此要求加入沥青混凝土的纤维必须耐高温。
纤维对高温作用的稳定性可以用纤维的物理机械性能的变化以及高聚物的化学变化来评价。
聚丙烯的熔点仅176oC，不能满足沥青拌和工艺，因此，在目前的道路施工作业条件下尚不能用于沥青路面。
其它各种合成纤维的熔点基本在200℃以上，理论上具备使用的可能性。
尽管聚丙烯腈的熔点在超过200％后不明显，但是在200％温度下纤维开始变成棕色，说明聚合体已经发生了热分解。
聚乙烯醇的热分解也是在温度达200oC时发生，这些纤维在应用中会受到一定影响。
因此从纤维的热性能可以初步判断对高温作用的稳定性。
水泥混凝土路面加铺沥青面层结构的抗裂性能分析
反 射裂 缝 的影 响ｌ ３ ］ 。 在 多年 防治 反射裂 缝 的实践 中 ， 国 内外 进行 了大 量研 究 ， 这 些 措 施 主 要 是 改 善 沥 青 混 凝 土 罩 面 层 性 能， 设 置 中间夹层 和处 治 旧路面 板 。具 体包 括增加 沥 青 混凝 罩 面 层 厚 度 、 应用 改性 沥青 ； Ｓ ＡＭＩ 、 土 工 织 物、 土 工格 栅 、 粘结层 ； 封填 接 缝 、 裂缝， 破碎、 稳 定 旧
路 面板 等ｌ ４ ］ 。
造以提升道路功能及城市景观形象。由于城市道路受 标高、 管线等控制 ， 加铺基层 、 碎石化 等改造方案无法接
受 。设计方案 采用 沥青层 加铺 方式 ， 行 车道 为 ５ ｃ Ｉ Ｉ １ 细 粒式 改 『 生 沥青混凝 土＋８ Ｃ １ Ｔ Ｉ 粗粒 式改性 沥青混 凝土 ＋
在 旧水 泥混凝 土板 及 沥青加 铺层之 间 ， 设 置一 层 橡胶 沥青 、 改 性沥 青 防水 毡 、 改性 沥 青 砂 或柔 性 沥 青 混凝 土 这类应 力 吸收 中间层 防止 反射裂 缝 ， 具有一 定 的效 果 。在上 、 下 层 之 间起 到 一 个缓 冲层 的作 用 ， 由 于其 抗变 形能 力强 和劲 度模 量低 的特点 ， 变形 通过 缓
原设 计方案 （ ａ ） 新 设计方案 （ ｂ ）
孝
图 １ １ 日 水 泥 混 凝 土 路 面 加铺 结构 设 计
沥 青 加铺层 处 于复 杂 的三维 应力 状态 ＿ ２ ］ 。
沥青加铺层反射裂缝 主要 由交通荷载和温度荷 载 引起 ， 为 防止 温度 荷 载 引起 沥 青 加铺 层 反射 裂 缝 ，
利用纤维绳提高寒冷地区沥青混凝土路面抗裂性的可行性研究
摘 要 ： 鉴 于 寒 冷地 区沥 青 混凝 土路 面开 裂 严 重 的状 况 ，通 过试 验 发 现 纤 维 绳具 有 提 高沥 青 混凝 土 路 面抗 裂 性 的 作 用 ， 且 纤 维 绳 网格 有 助 于 减 少路 面 弯沉 。 这 一试 验 结 果 对 于 解决 寒 冷 地 区 沥 青混 凝 土路 面 开裂 问题 ．提 高路 面质 量 有一 定 的 作 用 。
利 用沥 青混凝 土做路 面材 料 ．是 目前大 部分 城 市最 为常用 的做 法 。但 是 ，在寒 冷地 区 ，路 面 的开
成 ．对外部 环境 的实用 性较 差 ．因而 在寒 冷和炎 热 的地 区都 可能导 致路 面开裂 。现 在 ，通 过利 用桥 面
毋 矫 珠 带 坏 尔 钸 尔 乖 彳
『 ２ １赵 建 军 ． 高速 公 路 施 工 中 的 冲击 碾 压 技术 分 析 【 Ｊ １ ． 交通世界 ：建养 ・ 机械 ，２ ０ １ ０ ，１ ８ （ １ １ ） ：２ ８ １ — ２ ８ ２ ． ［ ３ 】周 奎． 公 路施 工 中 的冲击 碾 压技 术分 析 ［ Ｊ ］ ． 科 技
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ：ｆ ｉｂｅ ｒ ｒ ｏ ｐ ｅ； ａ ｓ ｐ ｈ ａ ｌ ｔ ｃ ｏ ｎｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ；ｐ ａ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ；ｃ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎｇ
０ 引 言
原 因在于沥 青混凝 土相 比水 泥等胶 凝材 料 ．抗拉 性 能太 差 ，另 外 ， 由于沥 青主要 是 由石油 底渣 提炼 而
关键 词 ： 纤 维 绳 ； 沥青 混 凝 土 ；路 面 ；开 裂 中 图分 类 号 ：Ｕ ４ １ ６ ． ２ １ ７ 文献 标 识 码 ：Ｂ 文章 编 号 ：１ ０ ０ ２ — ４ ７ ８ ６ （ ２ ０ １ ３ ） １ ６ — ０ ０ ８ ６ — ０ ３
混杂纤维沥青混合料低温抗裂性的研究
混 杂 纤 维 沥 青 混合 料低 温 抗 裂 性 的研 究 木
高慧婷 张 颖 张 亮 史红军
（ 吉林建筑工程学院材料科学与工程学院 ， 长春 １０ ） ３ １８ １
摘要 ： 为提高沥青混凝土 的低温性 能， 将聚酯纤维、 聚丙烯腈 纤维 、 木质素 纤维 复合 掺入 Ｓ Ａ 沥青 混合料 中做 正交 Ｍ
Ｇ ｕ —ｔ ｇ，Ｚ Ａ Ｇ Ｙｎ ，Ｚ Ａ Ｇ Ｌａ ｇ Ｈ ｏ ｇ— ｕ ＡＯ Ｈ ｉ ｉ ｎ Ｈ Ｎ ｉ ｇ Ｈ Ｎ ｉ ，Ｓ Ｉ ｎ ｊｎ ｎ Ｈ
（ｃｏｌｆＭａｅ ａ ｉ ｃ ａｄＥ ｉ ｅ ｎ， ｉｎＩ ｉ ｔ ｏ Ａ ｃｉｃ ｒ ａ ｉｌ ｎ ｉ ｅ ｎ Ｓｈｏ ｏ ｔｉｌ ｅ ｅ ｎ ｎｎ ｒ ｇ Ｊ ｉ ￣ｔｕｅ ｒ Ｓ ｎ ｃ ｅｉ ｌ ｔ ｒ ｔ ｔ ｅ ｎ Ｃｖ ｇｎ ｒ ｇ，Ｃ ａ ｇｈ ｎ Ｃ ｉ １０ １） ｆ ｈ ｅ ｕ ｄ ｉＥ ｅｉ ｈ ｎｃｕ ， ｈｎ ａ ３１８
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｍｐ ｏ ｅ ｔ ｅ ｌｗ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｅ ｏ ｍａ ｃ ｆａ ｐ ａｔｍｉｔ ｒ ，Ｔ ｅ ｐ ｌｅ ｔｒｆ ｅ ， Ｐ ｓ ｒ ｃ ： ｏ ｉ ｒｖ ｈ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｏ ｓ ｈ ｌ ｘ ｕ ｅ ｏ ｆ ｈ ｏｙ ｓ ｂ ｒ ＡＮ ｂ ｒａ ｄ ｌ － ｅ ｉ ｉ ｆ ｅ ｎ ｉ ｇ ｎ ｎ ｆ ｅ ａ ｘ ｄ ｉ ＭＡ ａ ｐ ａｔｍｉｔ ｒ ｎ ｏ ｅ ｏ ｔ ｏ ｏ ａ ｎ ｌ ｓｓ ｌｗ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｒ ｃ ｉ ｇ ｒ ｓｓ ｎ ｅ ｏ ｉ ｂ ｒｗ ｓｍｉｅ ｎ Ｓ ｓ ｈ ｌ ｉ ｘｕ ｅ ａ ｄ ｄ ｎ ｒ ｇ ｎ ｌａ ａｙ ｉ， ｏ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｃ ａ ｋ ｎ ｅ ｉ ａ ｃ ｆ ｈ ｔ ｈ ｂ ｄ ｆ ｅ ｓ ｈ ｌ ｍｉｔ ｒ ｓｗａ ｔ ｄ ｅ ｙ ｓ ｌ ｔ ｇ ｔｓ ｎ ｅ ｄ ｎ ｓ．Ｔ ｅ Ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｓ ｏ ｔ ａ ｙ ｒ ｂ ｒ ｙ ｒ ｂ ｒａ ｐ ａｔ ｘ ｕ ｅ ｓｓ ｉｄ ｂ ｐ ｉ ｉ ｅ ｔａ ｄ ｂ ｎ ｉｇ ｔ ｔ ｈ ｘ ｅ ｉ ｉ ｕ ｔｎ ｅ ｉ ｎ ｓ ｈ ｗ ｔ ｂ ｉ ｆ ｅ ｈ ｈ ｄｉ ａ ｐ ａ ｔ ｘ ｕ ｅ ｌｗ ｍｐ ｒ ｔｒ ｅ ｏ ａ ｃ ａ ｉｎ ｆ ａ ｔ ｉ ｈ ｒｔ ａ ｙ ａ ｄｎ ｎ ｙ ｔ ｅｌ ｎ ｎ ｆ ｅ ｓ ｙ ｒ ｎ ｅ ｓ ｈ ｔ ｒ ｏ ｔ ｌ ｍｉ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｗ ｓｓｇ ｉ ｃ ｎ ｌ ｈ ｇ ｅ ｎ ｂ ｄ ｉ ｇｏ ｌ ｉ ｉ ｂ ｒ ；ｂ ａ ｇ ｆ ｍ ｉ ｙ ｈ ｈ ｇ ｉ ｎ ｌ ｓｓ ａ ｄ ｖ ｒ ｎ ｅ ａ ａ ｓｓ，Ａｓ ｈ ｌ ｈ ｓｔ ｅ ｂ ｓ ｌｗ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｒ ｃ ｉ ｇ ｒ ｓｓ ｎ ｅ ｗ ｅ ｅ ｃ ｎｅ ｔ ｆ ｏｙ ａ ａｙ ｉ ｎ ａ ａ ｃ ｎ ｙ ｉ ｉ ｌ ｐ ａｔ ａ ｈ ｅ ｔ ｏ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｃ ａ ｋ ｎ ｅ ｉｔ ｃ ｈ ｎ ｔ ｏ ｔｎ ｓｏ ｌ— ａ ｈ ｐ
纤维掺量对沥青混凝土强度的影响
试验研究采用矿料级 配为 Ａ Ｃ一１ ３型的细 粒式沥 青混
凝 土 ， 为辽 河 Ａ ９ 沥青 Ｈ一 ０号 ， 其各项性能指标见表 １ 。粗集
料和石屑采用辽宁本溪 的石灰岩 ， 砂子产 地为辽宁沈 阳 ， 矿
粉产地为辽宁辽 阳， 试验所得集料 的各项主要技术指标见表 ２ 。纤维选用聚酯纤维 ， 具体 物化 性能指标见表 ３ 掺量 分别 ，
化规律是相 同的 。 表 ６ 不同纤维 掺量 沥青 混凝土的抗压强度和表观密度
３ 劈裂试验结果分析
采用劈裂试验测定纤维沥青混凝土的劈裂强度 ， 试验方 法严格按 照《 公路 工 程沥 青及 沥青 混合 料试 验规 程》（． ＪＪ ｒ ０ ２ ２０ ） ５ － ００ 中的操作规程 ， 试验 采用标准 的马歇尔 试件 ， 试 件尺寸是直径为 １ １６ ０ ２ ｍ 高为 ６ ． － ．ｍｍ。每 ０ ．０± ．５ ｍ， ３ ５４１ ３ 种纤维掺量制作 ４个 试件 ， Ｍ Ｓ １ 在 Ｔ Ｓ ０上进行 试验 ， 验温 试 度为 １ ＇ ５Ｃ。不 同纤维掺量沥青混凝 土的劈裂试验结 果见表
为沥青混合料总质量 的 ０ ０ １ ％ 、．０ 、． ５ 、． ０ 、． ５ ０ ２ ％ ０ ２ ％ ０ ３ ％。 配合 比设计按照《 路沥青路 面施工技 术规范》（Ｔ ４ 公 ＪＪＦ ０— ２０ ） ０ ４ 推荐的方法进行。
凝土的强度 与沥青 、 纤维 和混合料级 配等性能 都密切相 关。
Ｖｎ ．９ Ｎｏ ４ １ ．
Ｓ ｎ．２ ０ ０ ７ ｕ
文章编 号：０ ８— ８ ２ ２０ ）４— １ — ２ １０ ３ １ （０ ７ ０ ０ １ ０
纤维 掺 量 对 沥 青混凝 土强 度 的影 响
李俊丹
（ 辽宁省交通高等专科学校 ， 辽宁沈 阳 １０２ ） １ １２
混凝土路面沥青耐久性研究
混凝土路面沥青耐久性研究一、研究背景混凝土路面和沥青路面是当前道路建设中最常见的两种路面类型。
混凝土路面具有结构稳定、耐久性好、防滑性强等优点，而沥青路面则具有施工方便、修补简单、噪音小等特点。
然而，由于交通流量的不断增加和气候变化等因素的影响，混凝土路面和沥青路面在使用过程中都会出现各种各样的损坏和龟裂，影响其耐久性和使用寿命。
因此，混凝土路面和沥青路面的耐久性研究对于提高道路质量和交通安全具有重要意义。
二、混凝土路面的耐久性研究1. 混凝土路面的耐久性评价指标混凝土路面的耐久性评价指标主要包括路面平整度、路面磨损、路面龟裂、路面变形等。
其中，路面龟裂是混凝土路面耐久性的重要指标之一。
龟裂会导致路面变得不平整，增加车辆行驶时的颠簸和摩擦力，同时也会影响路面的排水性能和安全性能。
2. 影响混凝土路面耐久性的因素混凝土路面的耐久性受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：（1）材料选择：混凝土路面的材料选择直接影响路面的耐久性。
应选择合适的水泥、骨料和外加剂等材料，以提高混凝土路面的强度和抗裂性能。
（2）施工工艺：混凝土路面的施工工艺也是影响其耐久性的重要因素。
应注意施工时的温度、湿度和压实度等因素，以确保混凝土路面的质量。
（3）环境因素：气候、交通流量和道路结构等环境因素也会影响混凝土路面的耐久性。
应根据不同的环境条件选择合适的混凝土路面结构和材料。
3. 提高混凝土路面耐久性的方法为了提高混凝土路面的耐久性，可以采取以下措施：（1）加强路面维护管理：及时检查和修补路面上的龟裂和损坏，保持路面的平整度和排水性能。
（2）采用适当的路面结构设计：根据不同的交通流量和道路环境条件，采用适当的路面结构设计，以提高混凝土路面的强度和抗裂性能。
（3）使用高性能混凝土：采用高性能混凝土可以提高混凝土路面的强度和抗裂性能，从而提高路面的耐久性。
三、沥青路面的耐久性研究1. 沥青路面的耐久性评价指标沥青路面的耐久性评价指标主要包括路面平整度、路面磨损、路面龟裂、路面变形等。
公路工程建设中纤维对沥青混合料性能的影响研究
一
、
沥青是公路 工程 建设 中主要用料 ，沥青 路面是公路 主要 的路 面结构形式 ， 其破坏形式 主要 表现为车辙 、 开裂和疲劳破 坏 ， 损害和反射 裂缝 ， 已逐渐 引起人们 的注 意 ， 形成世 水 这 并
之 间以及木质素纤维与矿物纤维之 问没有明显差别 。
沥青用 稳定度 流量 密度
Ｗ
Ｖ （ Ａ ％）
ＶＡ Ｍ
（ ％）
１－ ５ ８ ６ ３
ＶＡ Ｆ
（ ％）
７ ０ ６８ ２
量（ （ Ｎ （ ） （ 】 （ ％） Ｋ ） 删 ｍ ） ％）
５０ ． ８
５９ ．０
６３ ０
７４ ．４
４ ８ ２ ３ ４ ５ １． ８ ． ．３ ２ ４ ７ ２ ４１ ０
８ ５ ３１ ０ ２ ３ ３ ４ １ ． ２ ．６ ４ ．６ ７ ３ １ ５ １． ８ ７ ５ ７ ２４ ２ ８ ９
为 了分析验证纤维在 Ｓ ＭＡ的作用 ，分别对 比了掺加纤维 和不掺加纤维的试验 。纤维采用聚丙烯睛纤维 ， 沥青采用普通 沥青和改性沥青作对 比。试验 结果 见表 ２ 。由表 ２可 知， 对于
二、 纤维对 对沥 青 混合料 马歇 尔试 验指标 的 影响
（ ） 维 用量 对 马 歇 尔试 验 指标 的 影响 一 纤
用 聚丙烯 睛纤维 为代表 和普通沥青进行纤 维用量 的影 响
分析 ， 矿料级 配均采用规范 中的 Ａ 一 ６ Ｃ １ １的级 配中值 ， 纤维剂
量 为 Ｏ ０２ ％ ，． ％，． ％ ， ． ％ 。 ％，． ５ ０３ ０ ０３ ５ ０５ ０
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公 工 建 纤 对沥 混 料 的 响 路 程 设中 维 青 合 性能 影 研究
浅析纤维对沥青混合料的作用
ｌ 增粘作用 ＿ ３
纤维可 以提高 沥青的粘结 力，增加沥 青与矿 物的粘 附
性， 通过油膜的粘结 ， 高集 料之 间的粘 结力， 提 从力学性能上
方面通 过改善沥青 的品质 以提高其混合料的粘聚力和高 、 低 温性 能， Ｓ Ｓ Ｓ Ｒ 和 Ｐ 如 Ｂ 。Ｂ Ｅ改性沥青 等； 三就是在沥 青混 第
ｌ 纤维改善沥青混合料机理分析
沥青混凝土是一种靠沥 青粘 合在 一起 的散料组合体 ， 可
以认为是不承受拉应力的。而在纤维沥青混凝土 中， 纤维 的 作用等 同于钢筋混 凝士中钢筋的作用 ， 可承 受拉 应力 。纤维
通过 与骨料的咬合作用， 图 １ 如 所示 ， 形成较大的摩擦角 ， 同
时加 上沥青胶浆的粘聚作用，将基体的拉应力传递给 纤维 ，
投稿 日期 ：０ ６ ０ １ ２０— 卜 ２
效 比表 面积 以及对 混合料 的加 强作用也不 尽相 同，通过对 Ａ １ 混合料 的马歇 尔试验 结果进 行比较。 Ｃ一 ６Ｉ 纤维用量分别
作者简 介： 王颖（９ １ ， ， １ ７ 一） 女 黑龙江牡丹江人 ． 师。 实验
２ ５ｆ
维普资讯
【 关键词】 纤维 ； 沥青混合 料； 作用
【 中图分 类号］ ４ ６ １ 【 Ｕ １． ７ 文献标识码】 ２ Ａ 【 文章编 号】 ０ ８ ５ ９ － ２０ ）４ ０ ２ 一 ２ １０ — ６ ６ （ ０ ６０ － ０ ５ Ｏ 圄 １ 纤维在沥青混合料 中的作用
１ 吸附和吸收沥青的作用 ． １
油膜变厚 ，以加强沥青混凝土在大空 隙情况下 的粘结 力， 增
强耐久性 其主要用于低噪音、 抗滑 性能好的沥青碎石玛蹄 脂类混合料。
１ 稳 定 作 用 ． ２
纤维沥青混凝土的路用性能研究
１ 机理 分析
１ １ 吸 附作 用 ．
取裂 纹扩展的应力强 度因子 ｋ 有纤维分 布时的应 力强度 因 ， 子为 ｋ 则纤维 阻滞裂纹 扩展的效 应为 ： ，
， Ｉ ＝ 。
纤维直径一般小 于 ２ ０肿 ， 当大 的比表 面积 ， 有相 每克纤 维的
表 面积可达数平方米 以上 。纤 维分散到沥青 中 ， 巨大的表面 积 其 成 为可使沥青 浸润 的界 面 ， 此界 面 上纤 维可 以吸附 大量 的 沥 在 青， 形成 有一定 厚度的 、 一个新 形成 的相 ， 称为 界面层 。 界 面层 的结 构与性质取决 于沥青与纤维两 相的性质 ， 面层 界 的作用是连接两相并 传递 、 冲两 相问 的应力 ， 影响整 个纤 维 缓 是 沥青材料物理 、 力学性 能的关键 。沥青 中酸性树脂 组分是一种 表 面活性物质 ， 与纤维表 面产 生 的吸附作 用 、 它 物理 浸润作 用 以及 成结合 力牢 固的“ 结构沥青” 面层 。 界
纤 维 沥 青 混 凝 土 的 路 用 性 能 研 究
刘 志 琼
摘 要 ： 析 了纤维在 沥青混凝 土 中的 吸附和稳定作 用 ， 分 并指 出纤维沥青混凝土对裂缝 扩展的影响 ， 阐述 了其抗 疲劳性 能 、 温稳定 性能和低 温抗裂性能方面的作用。 高
关键 词 ： 道路工 程， 纤维 沥青 混凝土 ， 面性能 路
往 ８ ～１ 年就需要进 行检修 。以路面 寿命 ３ 年计 ， 年 ０ ０ 资料 表 明 关的。 这期间用于道路的维 修费用 几 乎等 于新建道 路 的投资 。可见提 １３ 对 裂纹扩， 延缓检修 期至关重 要 。影响公路 质量重要 的因素之
一
由于复合在沥青 基本体 内的短纤维 的分 布是 三向随机 的， 且 数 目众多 （ 纤维长 ５ｒ ｒ ｆ 左右 、 ｆｌ 掺量为混合料重 ０ ２％时 ， ． 每克沥青
高原寒冷地区纤维增强沥青混凝土应用研究
１ ６ １ ． ３２ ９． ５
４ 混合 料配合 比。 ） 在矿料级配组成研究基础上 ， 根据 面层设计 与碎石室 内筛分 结果 ， 确定 的矿料级配组成见表 ３ 。
表 ３ ＡＣ・３矿 料试 验级 配组 成 １
筛孔 （ ｍ） ｍ 及其通过百分 率／ ％
４７ ．５ ２３ ．６ １ １ ．８ ０６ ． ０． ３ ０ １ ｌ ００ ５ ．５ ．７
第３ ８卷 第 ２ ６期
２０ １ ２ 年 ９ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣ ＴＵＲＥ
Ｖｏ ＿ ８ Ｎｏ ２ ｌ３ ． ６
Ｓｐ ２ ２ ｅ ． ０１
・１ ５ ・ ２
文章 编号 ：０ ９ ６ ２ （ ０ ２ ２ ・１ ５０ １０ —８ ５ ２ １ ） ６０ ２ —２
合 料的沥青膜厚 度增 大 ， 维填充 部分 内部空 隙 ， 使沥青 粘滞 增强的沥青混凝土 ， 明掺入纤维可 以提高沥青 混合料 的抗疲 劳 纤 且 说
度增大 。 马歇尔试验 和冻 融劈裂试验 ， 结果见表 ５ 表 ６ ， 。
表 ５ 浸 水 马歇 尔试 验 结 果
性能。
研 究对纤维增强 沥青混 凝 土在其最 佳沥青 用量 下进行 浸水 参 考 文 献 ： ［］ 马 矗， １ 韦佑坡 ， 王
一
破坏弯拉强度
ＭＰ ａ
劲度模 量
ＭＰａ
破坏弯拉应变
×１ ２ ０—
未掺纤维混合料
纤维混合料
５５ ．
６３ ．
１． Ｏ ０ １
１． ７ ０ ６
３４ ７ ６
２８ ５ １
０２ １ ．９ ３
０ ３ ９０ ．７
１ ０℃ ， 纤维增强沥青混凝土的疲 劳试验 回归参数 ｜和 ｎ均大 于 ｊ ｝
纤维沥青路面抗裂性能机理分析
华
中
科
技
大
学
学
报（ 城市科学版 ）
ＶＯ ． ５ＮＯ４ １ ． ２ Ｄｅ ． ０ ８ ｃ ２ ０
Ｊｏ ．ｆ ＨＵＳ Ｔ．（ ｂ ｎＳ ｉｎ ｅＥｄｔ ｎ） Ｕｒａ ｃｅ ｃ ｉ ｏ ｉ
纤维 沥青路面抗裂性能机理分析
苗 雨 ， 李竟成 ，韦丰才 ２
根据 层状 弹 性体 系 路面 的基 本 假定 ［以及单 ６ 】 行动 力学 理论 建立 的车辆 荷载 作用 下 的动态 响应
方程 为 ：
［ ｛） 【 ） ［ ） ｛ （） ｝ ＋ｃ ＋ 咖 ＝ ，ｆ ）
式 中，
（ １ ）
为质量矩阵；［ ｑ为阻尼矩阵；［ Ｊ 为冈室矩 上 Ｉ
阵采 用 Ｒ ｙｅ ｈ阻尼 假设 ，阻尼 矩 阵表示 为质 量 ａｌｇ ｉ
矩 阵和 刚度矩 阵 的线性 组合 ，即
【 】 Ｍ］ ｆ Ｋ Ｃ＝ 构 固有频 率和 阻尼 比有 关 的常
路 改造项 目，对掺 加木 质素 纤维和 聚酯 纤维 沥青 混合 料进 行低 温抗 裂试 验分 析 ，并 以动 态 强度 因 子 为表征 参量 ，对两 种 纤维沥 青 混合料 路面 进行 数值 模拟 ，验 证 了纤维 材料提 高沥 青混 合料 低温
阻尼 比，回弹模量的变化对动态应力强度因子影响 。数值结果表 明：掺加纤维后对沥青路面 的工作性 能有 了较 大改善，动态 应力强度 因子 明显 降低 ，对抑制沥青路面反射裂纹扩展起到了显著的作用。 关键 词：沥青路面；反射裂 纹；动态应力强度 因子 ；有 限单元法 中图分类号：Ｕ４ ６２ ７ １ ．１ 文献标识码：Ａ 文章编号 ：１７ ．０ ７２０ ）４０ ７ ．４ ６ ２７ ３ （０ ８０ —１６０
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纤维沥青混凝土抗裂性能的研究
目前采用纤维沥青商品混凝土来提高路面的抗裂能力越来越受重视。
首先通过小梁弯曲试验，得到材料的弯拉强度、破坏应变等基本的力学参数指标。
然后利用断裂力学知识，通过带切口小梁弯曲试验，引入J积分概念，得到材料的延性断裂韧度JIC，以此评价材料的抗裂性能。
一、前言
目前国内的高等级道路大多数采用半刚性基层，因为半刚性材料有较高的强度和良好的稳定性，延长了道路的使用寿命，但随之却在使用早期出现比柔性基层沥青路面多而频繁的裂缝，这些裂缝的出现，尤其是反射裂缝，会使水渗入路面路基结构，减弱其整体结构强度，还容易引起沥青面层较快地出现龟裂等。
因此，防止裂缝的相应措施已成为道路工作者的关注重点，其中采用改善面层材料性能来提高路面抗裂能力的方法越来越受重视。
对于面层抗裂性能的研究，目前主要通过采用聚合物改性沥青，提高沥青混合料的低温柔韧性，减少裂缝出现的几率。
与改性沥青相比，纤维在沥青混合料中的作用同样能改善高低温性能，一个突出的特点是能阻止裂缝的扩展，包括温缩裂缝和反射裂缝。
因此近年来对纤维沥青混合料的研究和应用越来越广泛。
沥青混合料的低温抗裂能力与它在低温下的抗拉强度、松弛能力，以及收缩性质等有关。
通过纤维沥青商品混凝土小梁弯曲试验和断裂试验，可以得到材料的弯拉强度、劲度模量、破坏应变、断裂韧度等力学参数，由此可以分析纤维沥青商品混凝土的抗裂性能。
二、纤维沥青商品混凝土小梁弯曲试验
（1）试验材料及方法
试验用的沥青商品混凝土选择比较常用的防滑面层材料AK-13A型沥青混合料，沥青为ESSO70#重交沥青，沥青用量为4.7%，纤维为聚丙烯腈纶纤维，纤维用量分别为集料总重的0.1%和0.2%，沥青商品混凝土梁由轮碾法成型的沥青混合料试块切割而成，尺寸为250mm×50mm×50mm，跨径200mm，高跨比W/L为4。
小梁的编号为M0、M0.1和M0.2，所对应的混合料纤维用量分别为0、0.1%和0.2%。
沥青商品混凝土小梁弯曲试验在MTS810试验机上完成，加载方式采用应变控制模型，加载速率为1mm/min，由计算机完成应力-应变数据的采集。
试验温度为0℃和-12℃。
（2）劲度模量和破坏应变计算公式
沥青商品混凝土小梁的弯拉模量E和破坏应变ε的计算公式如下:
式中:PS---极限荷载，N；
L---跨径，为200mm；
b---梁宽，为50mm；
h---梁高，为50mm；
δ---极限荷载时的跨中变形，mm
（3）小梁弯曲试验结果分析
在加载初期，M0.1和M0.2纤维沥青商品混凝土的曲线斜率比普通沥青商品混凝土M0的大，即前者具有较大的劲度，因为纤维在其中起到了加劲作用，它减小了沥青商品混凝土的响应。
当达到材料极限荷载时，M0几乎同时发生断裂，表现为脆断。
而M0.1和M0.2具有与金属相同的塑性特征，存在明显的屈服阶段，此时纤维的桥联作用使材料仍具有一定的承载能力，直至纤维从沥青中拔出或断裂而引起失稳断裂。
其次一个显着的特点是纤维明显提高了沥青商品混凝土的破坏应变。
在沥青混合料中加入纤维后，虽然破坏荷载变化较小，但破坏应变增大幅度较大。
与M0普通沥青商品混凝土相比，在0℃时，M0.1和M0.2纤维沥青商品混凝土破坏应变分别提高30.6%和50%，而在-12℃破坏应变提高35.9%和65.6%，可见纤维对沥青商品混凝土变形能力的改善效果非常显着，并且这种改善效果随纤维用量增大而提高。
另外可以看出，当温度从0℃降低到-12℃，未加纤维的沥青商品混凝土破坏应变降低较多，即材料变得更脆。
而纤维沥青商品混凝土仍然保持一定的破坏应变，如纤维用量为0.2%的纤维沥青商品混凝土在0℃和-12℃温度条件下的破坏应变分别为0.0108和0.0106，几乎相等。
若从弯拉模量来看，M0.1和M0.2的弯拉模量比M0小，低温变形能力更好，从而具有较好的抗裂能力。
另外也可根据荷载-挠度曲线，计算曲线以下的面积，即材料的韧度，来反映材料抵抗破坏的能力。
正因为纤维沥青商品混凝土在加载至破坏过程中需要经历一段较长的屈服阶段，其韧度明显比普通沥青商品混凝土大。
三、带切口弯曲梁试验
对于许多路面来说，在沥青面层施工之前，半刚性基层由于未养护好而产生了裂缝。
这些微小裂缝在面层底部产生应力集中现象，在温度和荷载的反复作用之下，这些裂缝将反射至面层。
为模拟该现象，设计了带切口弯曲梁试验，并引入断裂韧度JIC参数来评价材料的抗裂能力。
1、J积分的测试方法
其中L、B和W分别为试件的长宽高，a为初始裂纹长度，P为荷载，PS 为破坏荷载，Up和Ue分别为塑性应变能和弹性应变能，ΔP和Δe分别为塑性变形和弹性变形。
其中U为形变功。
对一定的P、Δ值，曲线下包围的面积即为形变功U，然后根据U、B、W即可求得相应的J。
为考虑温度对材料断裂参数的影响，采用了两个试验温度，0℃和-12℃。
M0、M0.1和M0.2三点弯曲试验。
以上计算的U为荷载达到极限值PS时的形变能，此时材料处于临界状态。
定义材料处于临界状态的J积分为延性断裂韧度JIC，其值越大，说明材料的抗裂能力越大。
JIC包括弹性部分Je和塑性部分Jp，可通过相关公式计算。
2、带切口小梁弯曲试验结果分析
（1）纤维用量对JIC的影响分析
在沥青混合料中加入纤维之后，纤维通过与沥青、玛蹄脂的改善作用，最终提高了混合料的整体韧度，在裂缝扩展之前具有比较明显的屈服阶段，表现为延性断裂。
在0℃和-12℃时，未加纤维的沥青混合料M0的JIC较小，并且大部分为弹性分量Je，其所占比例分别为74.9%和97.1%；纤维用量为0.1%的沥青混合料M0.1和Je所占比例为35.7%和60.9%；纤维用量为0.2%的沥青混合料M0.2的Je所占比例为37.1%和36.8%。
一般说来，J越大，材料的抗裂能力越大，而J中弹性分量Je和塑性分量Jp的比例也对其影响很大。
因为构成Je的形变功是弹性功，以可逆形式存在于结构中，在裂纹扩展过程中将释放出来，助长裂纹开裂;而构成Jp的是塑性功，消耗于塑性变形，为不可逆，对以后的裂纹扩展不构成威胁。
故大的Je或大的Jp，均有可能得到大的J，但只有大的Jp，才有可能得到大的阻力曲线斜率dJ/da。
本试验未测定材料的Jr阻力曲线，仅分析了起裂点的JIC，未能更好地说明纤维在混合料裂缝扩展过程的作用。
但JIC已经很好地说明，纤维在沥青混合料中的阻裂作用非常明显。
随着纤维用量的增加，JIC增加较大，并且Jp所占比例越大，材料表现出更好地延性。
（2）温度对JIC的影响分析
温度影响沥青商品混凝土的劲度，温度越低，劲度越大，材料特征主要表现为弹性，断裂为脆性断裂。
M0的JIC由0℃时的0.3853MP·mm，降至-12℃的
0.2883MPa·mm，主要是由于Jp减少，-12℃时的Jp值几乎为0，材料几乎为完全弹性体。
M0.1在温度降低过程中Je提高，Jp降低，因此Je所占比例明显提高，材料的韧性降低；M0.2当温度下降时，Je和Jp同时降低，但Jp仍保持较高的比例，材料起裂时仍具有明显的屈服阶段，表现为韧断。
四、结语
(1)通过沥青商品混凝土小梁弯曲试验表明，纤维沥青商品混凝土的弯拉强度变化较小，而破坏应变明显提高，提高幅度达到30%～65%。
当温度下降时，普通沥青商品混凝土的破坏应变降低较快，脆性增加，而纤维沥青商品混凝土的破坏应变变化很小，材料达到极限承载能力之前具有比较明显的屈服阶段，材料的韧性增加，从而抗裂能力得到了提高。
(2)根据带切口三点弯曲梁试验的荷载-变形曲线，分析了纤维沥青商品混凝土的断裂特征，并提出J积分判据来分析纤维沥青商品混凝土的断裂问题。
试验研究表明，纤维的加入显着地提高了沥青混合料的塑性功，即在塑性变形阶段，主要由纤维从混合料中拔出或断裂，增加了裂纹扩展的应变能，抗裂能力得到明显提高。
(3)从断裂韧度与温度的关系中分析得出，纤维的加入明显提高了材料的韧度，纤维沥青商品混凝土保持一定的塑性和变形能力，在很低的温度环境下仍保持较好的抗裂性能。