研究论文呢~纤维增强沥青混凝土与沥青混凝土强度对比试验
沥青混凝土路面施工方案之加纤维增强技术应用研究
沥青混凝土路面施工方案之加纤维增强技术应用研究一、引言沥青混凝土路面是目前道路建设中广泛采用的一种路面材料，其具有良好的力学性能和耐久性，但在长期使用后，会出现裂缝和剥落等问题。
为了解决这些问题，人们引入了加纤维增强技术，以提升路面的抗裂性能和耐久性。
本文旨在研究加纤维增强技术在沥青混凝土路面施工中的应用，探讨其效果和影响。
二、加纤维增强技术的原理加纤维增强技术通过向沥青混凝土中添加纤维材料，使得沥青混凝土在受力时能够形成弥散的支撑体系，提高了路面的抗拉强度和韧性。
常用的纤维材料包括聚丙烯纤维、玻璃纤维和钢纤维等。
这些纤维在沥青混凝土中可以形成三维网状结构，有效阻止裂缝的扩展并提高路面的抗剥离能力。
三、加纤维增强技术的应用1. 施工前期准备在施工前期，需要对纤维材料进行筛选和混合，确保其与沥青混凝土的充分分散和相容性。
同时，需要根据路面情况选择合适的纤维类型和添加比例，以达到最佳的增强效果。
2. 沥青混凝土拌和在沥青混凝土的拌和过程中，需要将纤维材料均匀地添加到沥青原料中，确保其在路面中的分布均匀。
为了提高纤维的分散性，可以采用分级加纤维的方法，先将纤维与部分原料混合，再与其余原料进行拌和。
3. 路面施工在路面施工中，需要根据设计要求进行压实和整平工作。
加纤维增强技术可以提高沥青混凝土的稳定性和抗变形性，减少松散和沉降等问题。
因此，在施工过程中要注意合理使用压实设备，确保路面的均匀压实。
四、加纤维增强技术的效果和影响加纤维增强技术能够显著提高沥青混凝土路面的抗裂性能和耐久性。
通过实验和实际工程的应用表明，加纤维后的路面能够有效防止裂缝的形成和扩展，减少路面的维修次数和费用。
同时，纤维的添加还能够提高沥青混凝土的抗水性和抗冻性能，增加路面的使用寿命。
然而，加纤维增强技术也存在一定的影响。
首先，纤维材料的加入会增加施工成本。
其次，纤维的分散和掺和问题也需要注意。
如果纤维分散不均匀或掺和不充分，会导致路面的强度和稳定性下降。
纤维对沥青混合料性能影响试验分析
论文THESIS110 China Highway近年来，我国高温多雨地区的新建高速公路沥青路面容易出现裂缝、坑槽、抗滑性能衰减较快等早期病害，对出行安全及行车舒适性造成了不利的影响，沥青混合料是造成早期病害最为显著的因素。
为了改善沥青混合料的路用性能，减少路面早期病害的发生，本文采用高温抗车辙试验、低温劈裂试验、冻融劈裂试验和表面构造深度试验，通过实验研究了掺加聚酯纤维和玄武岩纤维的AC-13C、SMA-13沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和抗滑性，并分析了其作用机理，并对每种纤维的适用场合及特点进行了分析。
原材料技术指标及要求集料采用玄武岩，沥青为SBS 改性沥青，技术指标均满足相关规范及标准。
选用的SBS 改性沥青、玄武岩纤维及聚酯纤维材料的检测结果如表1、表2所示。
试验方案表3为AC-13C 和SMA-13两种常用级配，验证两种纤维对沥青混合料路用性能的改善效果。
两种纤维掺量纤维对沥青混合料性能影响试验分析文/广东冠粤路桥有限公司 刘志华均为0.2%，设置不掺加纤维沥青混合料的性能为对照组，共进行4组试验，每组试验进行5个平行试验，取平均值为最终结果。
鉴于混合料油石比相差较小，因此忽略油石比变化对沥青混合料路用性能的影响，每组试验的油石比如表4所示。
试验结果与分析高温稳定性能不同纤维种类、不同纤维掺量的沥青混合料的高温抗车辙性能试验结果如表5所示。
由表5可知，玄武岩纤维和聚酯纤维均可以有效提高两种混合料的动稳定度，与不添加纤维的混合料相比，添加玄武岩纤维后的AC-13C 和SMA-13混合料的动稳定度分别提高了43.7%和28.6%，掺加聚酯纤维后动稳定度分别提高了31.4%和11.9%，表明玄武岩纤维对沥青混合料高温性能的提升作用更加明显，且沥青玛蹄脂沥青混合料高温稳定性明显优于密级配沥青混合料。
玄武岩纤维与聚酯纤维均能提高沥青混合料的高温稳定性能，主要原因是由于纤维具有加筋作用，且可增强混合料内部抗拉作用，消耗或缓解部分行车荷载传递的应力。
纤维沥青混凝土动力性能试验研究
第37卷 第7期2010年7月湖南大学学报(自然科学版)Jour nal of H unan U niver sity(Na tur al Science s)Vo l.37,N o.7Jul.2010文章编号:1674-2974(2010)07-0001-06纤维沥青混凝土动力性能试验研究＊曾梦澜,彭 珊,黄海龙(湖南大学土木工程学院,湖南长沙410082) 摘 要:采用变截面分离式Ho pkinson压杆(Split Ho pkinson Pressure Bar,S HPB),对普通沥青混凝土、玻璃纤维沥青混凝土、木质素纤维沥青混凝土和3个掺量的聚酯纤维沥青混凝土进行了3种应变率的冲击压缩试验研究.试验结果与分析表明,沥青混凝土具有应变率增强效应,其动力抗压强度及韧性指标随着应变率的增大而增大;但是,纤维沥青混凝土动力抗压强度及韧性指标增长率随应变率提高有递减趋势;纤维含量对沥青混凝土在动力条件下的动力行为有显著影响,聚酯纤维掺量为0.25%的沥青混凝土动力抗压强度及韧性指标最优;3种纤维都可以增加材料的动力抗压强度及韧性指标,聚酯纤维增强沥青混凝土抗压强度最佳,木质素纤维次之,玻璃纤维最差;聚酯纤维提高沥青混凝土韧性指标最佳,玻璃纤维次之,木质素纤维最差.关键词:沥青混凝土;纤维加筋;SH PB试验;动力抗压强度;韧性指标中图分类号:U416.26 文献标识码:AExperimental Study of the Dynamic P roperties ofFiber Reinforced Asphalt ConcreteZENG M eng-lan,PENG Shan,HU ANG Hai-long(Co llege of Civil Eng ineering,H unan U niv,Changsha,Hunan 410082,China) A bstract:Co mpressive im pact tests w ere conducted on asphalt concrete,g lass fiber reinforced asphalt concre te,lig nin fiber reinfo rced asphalt co ncrete and polyester fiber reinforced asphalt co ncrete o f three contents with three strain ra tes using the split H opkinson pressure bar with varying cross-sections.Test results and analy ses have indicated that there is a strain rate enhancing effect on asphalt co ncrete.Both the dy namic co mpressive streng th and the toughness index increase w ith the increase of strain rate.H ow eve r, the increase rates of the streng th and the toughness index decrease w ith the increase o f strain rate of the fi-ber reinforced asphalt concrete.Fibe r content has a sig nificant influence o n the dy namic behavior of asphalt concre te.A t a polyester content of0.25%,the compressiv e strength and the to ug hness index reach their maxim al value s.A ll the fibers can im prove the dynamic properties of asphalt co ncrete.To improve com-pressive strength,polyester fiber is the best,lignin fiber the seco nd,and glass fiber the last.And to im-prove toug hness index,polyester fiber is the best,glass fiber the second,and lig nin fiber the last.Key words:asphalt concrete;fiber reinforcem ent;SH PB test;dynamic compressive strength;toug h-ness index＊收稿日期:2009-09-02作者简介:曾梦澜(1954-),男,北京人,湖南大学教授,博士生导师通讯联系人,E-mail:menglanzen g@ 湖南大学学报(自然科学版)2010年 大量关于纤维沥青混凝土性能的研究成果表明,掺入纤维后可改善沥青混凝土的使用性能,且由于纤维沥青混凝土的施工工艺较简单,不需增加额外设备,具有广泛的应用前景[1].迄今为止,前人对纤维沥青混凝土力学性能的研究大都基于静态、准静态条件下,其动力力学性能的研究相对较少,而作为路面材料被广泛使用的沥青混凝土在工作过程中除承受变化缓慢的准静态荷载外,同时还承受车载进行过程中的剧烈冲击作用,材料在高应变率下的特性受波传播效应、惯性效应等的影响,与静态、准静态试验提供的力学参数有很大不同,因此研究和测定纤维沥青混凝土动力性能非常必要.本文以分离式霍普金斯压杆S H PB (Split H opkinso n Pressure Bar )试验技术[2]对其进行研究,其结果对纤维沥青混凝土在地震、爆炸等条件下动力响应等问题的研究也具有一定的意义.1 SHPB 试验装置及试验过程S HPB 也称为Kolsky 杆,试验装置包括轻气枪、入射杆、输出杆和撞击杆,试件放置于输入杆与输出杆之间.通过高压气体推动撞击杆以一定的速度撞击入射杆,在入射杆中产生入射波,当波传到入射杆与试件界面时,一部分反射,形成反射波,一部分透射传入透射杆,形成透射波.入射杆中间的应变片记录入射波与反射波应变随时间变化的过程,而贴于透射杆中间的应变片记录透射波应变随时间变化的过程,通过分析计算,可得到试件材料的应力-应变关系曲线.试验采用 74m m 变截面SH PB 装置,其布置简图如图1所示.图1 SH PB 试验装置示意F ig .1 Schematic illustr ation of S HPB test equipme nt2 试验概况2.1 试验原材料本试验采用泰州产中海70号A 级道路石油沥青,集料为石灰岩,取自湖南常德华天碎石厂,矿粉为石灰岩质,产自湖南湘乡.聚酯纤维:直径(20±5)μm ,长度6mm ,抗拉强度≥500M Pa ;玻璃纤维:无碱玻璃纤维,长度12mm ,直径为9～13μm ;木质素纤维:长度<6mm .2.2 SH PB 试件成型及试验安排矿料级配采用AC -13[3]级配中值,最大粒径为16mm .试件成型采用静压法[4],在马歇尔试验确定的最佳沥青用量下静压成型,尺寸采用 70mm ×35m m .试验试件分6组,分组安排见表1.表1 试验试件分组Tab .1 Grouping of test specimens%组别纤维种类纤维掺量最佳沥青用量A ——4.9B 聚酯纤维0.105.1C 聚酯纤维0.255.3D 聚酯纤维0.405.5E 玻璃纤维0.255.2F木质素纤维0.255.4每组试件分别进行应变率约为50s -1,110s-1和170s -1的S HPB 压缩试验.试验温度控制在20℃,由专门设计的配合SH PB 系统的高低温试验装置控制.为使试件受力均匀,避免接触不平,在试件与入射杆之间加设了万向头.为使应力脉冲在试件破坏前有足够的时间来回反射以获得时间内应力均匀,还在入射杆的打击端加设波形整形器,以消除高频震荡,改善加载波质量[5].3 SHPB 试验结果为保证试验结果的可靠性,本试验对每组试件每个应变率进行4～5次平行试验,对得到的应力-应变曲线进行平均处理,试验表明,平行试验得到的应力-应变曲线重合性较好.冲击试验结果见表2,图2～图7分别给出了6组试件处理后的应力-应变曲线.应变图2 A 组试件应力-应变曲线F ig .2 S tress -strain curves of g ro up A specimens2第7期曾梦澜等:纤维沥青混凝土动力性能试验研究表2 SHPB 试验结果汇总表Ta b .2 Results of SHPB tests编号平均应变率/s -1动力抗压强度/M Pa峰值应变A -150.624.10.01121A -2111.229.80.00943A -3168.137.50.00493B -149.325.00.01505B -2110.930.80.00953B -3168.938.50.00547C -151.027.60.01445C -2111.933.70.01383C -3172.439.40.01070D -151.225.60.01562D -2108.730.80.01009D -3170.335.90.00372E -149.125.70.01335E -2111.731.20.01879E -3168.135.10.02025F -151.026.00.01506F -2108.931.60.01255F -3168.235.70.01156应变图3 B 组试件应力-应变曲线F ig .3 Stress -strain curves of g ro up Bspecimens应变图4 C 组试件应力-应变曲线F ig .4 S tress -strain curves of g ro up Cspecimens应变图5 D 组试件应力-应变曲线Fig .5 Stress -strain curves of g r oup Dspecimens应变图6 E 组试件应力-应变曲线Fig .6 Stre ss -strain curv es o f g roup Especimens应变图7 F 组试件应力-应变曲线Fig .7 Str ess -str ain curv es o f g roup F specimens4 SHPB 试验结果分析由表2可知,每组试件都存在比较明显的应变率效应,即随着应变率的提高,沥青混凝土的动力抗压强度也提高.应变率硬化原因可以从以下2方面进行解释:1)在沥青混凝土内部、骨料周围及整个沥青胶浆中布满了大小不同的微裂纹和微孔洞等损伤.混凝土材料的破坏是由于裂纹的产生和扩展导致的,3 湖南大学学报(自然科学版)2010年裂纹产生所需的能量远比裂纹扩展所需的能量高[6].应变率越大,产生的裂纹数目就越多,因而需要的能量就越多;又因为冲击荷载作用的时间极短,材料没有足够的时间用于能量的累积,即变形缓冲作用小,根据冲量定理或功能原理,它只有通过增加应力的办法来抵消外部冲量或能量,因此,材料的强度随应变率的增加而增加.2)类似于Bracc 等[7]和Janach 等[8]对岩石应变率硬化的分析,沥青混凝土的应变率硬化效应可以看作材料由一维应力状态向一维应变状态转换过程中的力学响应.其理由是混凝土试件比较大,在S H PB 试验中,试件内部的受力状态已经不能准确地说是一维应力,特别是在试件的中心部位,在冲击荷载作用下,由于材料的惯性作用,试件侧向的应变受到限制,并且应变率越高,这个限制作用就越大,材料近似处于围压状态,从而其强度随应变率的增加而增加.4.1 动力抗压强度分析4.1.1 不同纤维掺量时动力抗压强度对比对A ,B ,C ,D 4组试件进行对比,在沥青混凝土中掺入聚酯纤维后,沥青混凝土动力抗压强度有所改善.由表2可知,当聚酯纤维掺量为0.1%时,在应变率分别约为50s -1,110s -1,170s -1的情况下,抗压强度增长率(纤维沥青混凝土与普通沥青混凝土动力抗压强度的差值占普通沥青混凝土动力抗压强度的百分比)分别为3.7%,3.4%,2.7%;当聚酯纤维掺量为0.25%时,在应变率分别约为50s -1,110s -1,170s -1的情况下,抗压强度增长率分别为14.5%,13.1%,5.1%;当聚酯纤维掺量为0.4%时,在应变率分别约为50s -1,110s -1,170s -1的情况下,抗压强度增长率分别为6.2%,3.4%,-4.3%.从以上的现象可以看出,当在普通沥青混凝土中掺入聚酯纤维时,随着聚酯纤维掺量的适当增加,沥青混合料的动力抗压强度会有所提高,当聚酯纤维掺量增加到0.25%时,抗压强度达到最大值;当聚酯纤维掺量进一步增加时,由于纤维的分散性变差,它不仅会大量地吸附混合料中的沥青,在矿质骨料之间还会出现结团和夹层的现象,使沥青混合料的粘聚力急剧下降,纤维的工作性能大大降低.因此,当沥青混合料掺入过量纤维时,其动力抗压强度会降低.由图8可知,在不同聚酯纤维掺量时,试件的抗压强度增长率随应变率的提高有递减的趋势,在聚酯纤维掺量为0.4%、应变率约为170s -1时甚至出现负增长.造成这种现象的主要原因是:随着应变率的增大,纤维的增强作用减弱,纤维与基体的接触面在高应变率下甚至成为影响混凝土抗压强度进一步提高的弱界面,在高应变率下纤维根本来不及发挥其增强效应,而混凝土材料的应变率增强效应又使纤维沥青混凝土的抗压强度仍然有所增长.也就是说,在低应变率时,试件的动力抗压强度的增长由应变率增强效应和纤维阻裂增强共同引起,而随着应变率的增大,纤维阻裂增强减弱甚至消失,造成高应变率时抗压强度的增长不如低应变率时抗压强度的增长.图8 在不同聚酯纤维掺量时试件抗压强度增长率Fig .8 Compre ssiv e streng th increase ratiosa t diffe rent po lye ster fiber contents4.1.2 在不同纤维种类时动力抗压强度对比对A ,C ,E ,F 4组试件进行对比.在沥青混凝土中分别掺入玻璃纤维和木纤维后,动力抗压强度有所改善,但不如聚酯纤维效果显著.由表2可知,在玻璃纤维掺量为0.25%,应变率分别约为50s -1,110s -1,170s -1的情况下,抗压强度增长率分别为6.7%,4.7%,-6.4%;当木纤维掺量为0.25%,应变率分别约为50s -1,110s -1,170s -1时,抗压强度增长率分别为7.9%,6.0%,-4.8%.这一现象与掺聚酯纤维时相似,即试件的抗压强度增长率随应变率的提高有递减的趋势,甚至出现负增长.由表2可知,玻璃纤维沥青混凝土动力抗压强度在相同加载条件下略微低于木纤维沥青混凝土动力抗压强度,这一结果与静态下研究成果不同静态下玻璃纤维沥青混凝土抗压强度高于木纤维沥青混凝土.这主要是因为:当静态荷载作用时,木纤维沥青混凝土抗压强度主要是稳定增强,其强度增长较小,而玻璃纤维因其长径比较大而能发挥较好的桥接增强作用,其强度有较大的增长;在动荷载作用时,荷载作用时间短,纤维桥接增强作用较小,玻璃纤维主要起增韧作用,应力-应变曲线顶端有较长4第7期曾梦澜等:纤维沥青混凝土动力性能试验研究平台段(见图6).木纤维因其在混合料中纤维间距较小而具有较好的增强效果,聚酯纤维因其合适的尺寸和长径比而具有最好的增强效果.4.2 冲击荷载下的韧性分析韧性即为材料在一定荷载下所具有的变形能力,是材料延性和强度的综合.一般从宏观角度讲,韧性可定义为材料或结构从加载到失效所吸收能量的能力.针对纤维沥青混凝土的冲击压缩应力-应变曲线特性,本文以应力-应变曲线下面积的数值大小作为韧度评价指标[9-10].为此,本实验中,对不同应变率范围下的应力-应变曲线分别在0～0.01,0～0.02,0～0.03,0～0.04,0～0.05应变范围内计算出了应力-应变曲线与应变轴所围面积,其数值大小分别为S0.01,S0.02,S0.03,S0.04,S0.05(韧性指标),其值见表3～表5,图9给出了应变率约为110s-1时试件韧性指标对比情况.表3 应变率约为50s-1下各组材料韧性指标Tab.3 Toughness indices at strain-rate of abo ut50s-1组别S0.01S0.02S0.03S0.04S0.05A0.191740.35120———B0.182540.37907———C0.212090.42715———D0.211490.42635———E0.208680.43165———F0.137460.34067———表4 应变率约为110s-1下各组材料韧性指标Tab.4 Toughness indices at strain-rate of a bout110s-1组别S0.01S0.02S0.03S0.04S0.05A0.249110.496350.694970.81752—B0.246750.503130.717150.83873—C0.262830.570460.809670.91950—D0.242280.526560.774900.91231—E0.202580.503020.772510.84493—F0.192910.487290.739010.81786—表5 应变率约为170s-1下各组材料韧性指标Tab.5 Toughness indices at strain-rate of a bout170s-1组别S0.01S0.02S0.03S0.04S0.05A0.317330.621180.840841.018671.16650B0.320410.633160.852471.031101.18000C0.314940.633690.915741.113311.24089D0.310520.605630.837661.028651.18347E0.268430.593700.876601.069221.17482F0.289530.589770.832661.018081.15850组别图9 应变率约为110s-1时试件韧性指标对比F ig.9 Co mpa rison of toughne ss indicesat strain-r ate of about110s-1对照表3～表5中数据,总体看来,随着聚酯纤维掺量的增加,试件的韧性指标明显增大,当聚酯纤维掺量为0.25%时,韧性指标最大,当纤维掺量进一步增加到0.4%时,由于强度的降低导致韧性指标不再增大反而有所减小.产生这一现象的原因是纤维分布不均匀,使骨料间粘结力降低,在高应变率下甚至出现韧性指标比普通沥青混凝土低的现象.在高应变率加载条件下,聚酯纤维沥青混凝土韧性指标最大,玻璃纤维沥青混凝土次之,木纤维沥青混凝土韧性指标最差.从6类试件整体情况看,当应变范围较小时,普通沥青混凝土试件韧性指标大于或不明显低于纤维沥青混凝土的韧性指标,而随着应变范围增大,其提高幅度不如纤维沥青混凝土,这是由于普通沥青混凝土破坏应变比纤维沥青混凝土小,因此,在0～0.01应变范围内其吸收能量要高于纤维沥青混凝土,从而出现在0～0.01应变范围内普通沥青混凝土韧性指标高于纤维沥青混凝土的现象,同时由于纤维沥青混凝土最大应力的增大,导致其韧性指标的增大,从而也可能出现0～0.01应变范围内纤维沥青混凝土韧性指标略高于普通沥青混凝土的现象.纤维沥青混凝土的韧性随着应变范围的增大才逐渐得以体现,说明纤维沥青混凝土的韧性提高主要表现在非稳定破坏阶段.5 结束语1)在动力荷载作用下,沥青混凝土具有应变率增强效应.也就是说,沥青混凝土的动力抗压强度随着应变率的增大而增大,但纤维沥青混凝土应变率效应没有普通沥青混凝土应变率效应明显.2)3种掺量的聚酯纤维沥青混凝土动力抗压强度和韧性指标随纤维掺量增大而明显增大,当掺量5 湖南大学学报(自然科学版)2010年增加到0.4%时,动力抗压强度和韧性指标不再增大反而有所减小.当聚酯纤维掺量为0.25%时,沥青混凝土抗压强度及韧性指标最优.3)在动力荷载作用下,玻璃纤维对沥青混凝土抗压强度增强作用减小,木纤维有较好的增强效果,聚酯纤维增强效果最优,纤维沥青混凝土抗压强度增长率随应变率提高有递减趋势.4)与普通沥青混凝土相比,3种纤维沥青混凝土韧性指标均有所提高.在高应变率加载条件下,聚酯纤维沥青混凝土韧性指标最大,玻璃纤维沥青混凝土次之,木纤维沥青混凝土增韧效果最差.纤维沥青混凝土韧性指标增长率随应变率提高有递减趋势.5)纤维沥青混凝土韧性指标的提高在达到其应力峰值后的变现阶段得以体现,纤维沥青混凝土的韧性提高主要表现在非稳定破坏阶段.参考文献[1] 陈华鑫,张争奇,胡长顺.纤维沥青路用性能机理[J].长安大学学报:自然科学版,2002,22(6):5-7.C HEN Hua-xin,ZH ANG Zh eng-qi,H U C hang-s hun.Interac-tion mechanism of asphalt with fiher in pavement[J].Journal of Ch angan University:Natu ral Science Edition,2002,22(6):5 -7.(In Chinese)[2] 常列珍,张治民.SH PB实验技术及其发展[J].机械管理开发,2006(5):29-31.C HANG Lie-zhen,ZH ANG Zhi-min.The ex periment tech nol-ogy and developmen t of SH PB[J].M echanical M anagem ent and Development,2006(5):29-31.(In Chinese)[3] J TG F40—2004 公路沥青路面施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2004.J TG F40—2004 T echnical specifications for con struction of highw ay as phalt pavement[S].Beijing:China Comm unica-tion s Press,2004.(In Chinese)[4] J TJ052—2000 公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].北京:人民交通出版社,2000.J TJ052—2000 Standard test methods of bitumen and bitumi-nous mixtures for highw ay engineering[S].Beijing:C hinaCommunication s Press,2000.(In Chinese)[5] 孟益平,胡时胜.混凝土材料冲击试验中的一些问题[J].实验力学,2003,18(1):108-112.M ENG Yi-ping,H U S hi-sheng.S ome iss ues in tes tin g con-crete under im pact loading[J].Experimental M echanics,2003,18(1):108-112.(In Chinese)[6] 王道荣,胡时胜.骨料对混凝土材料冲击压缩行为的影响[J].实验力学,2002,17(1):23-27.WANG Dao-rong,H U Shi-sh eng.Influen ce of agg regate oncomp ressive behavior of concrete materials[J].ExperimentalM echanics,2002,17(1):23-27.(In C hinese)[7] BRACC W F,JONCES A H.C om parison of u niaxial deforma-tion in shock and static loading of three rocks[J].GeophysicalResearch,1971,76(20):4913-492.[8] JANACH W.T he role of bu lking in brittle failu re of rock s un-der rapid com pres sion[J].International Jou rnal of Rock M e-chanical and M ining S cien ce,1976,13(6):177-186.[9] 赵景海,程龙保.钢纤维混凝土设计与施工[M].哈尔滨:黑龙江科学技术出版社,1998:164-166.ZHAO Jin g-hai,CH ENG Long-bao.Design an d constructionof steel fiber concrete[M].H arbin:H eilongjiang S cien ce andTech nology Press,1998:164-166.(In Chinese)[10]胡金生,杨秀敏,周早生.钢纤维混凝土与聚丙烯纤维混凝土材料冲击荷载下纤维增韧特性实例研究[J].建筑结构学报,2005,26(2):101-105.H U Jin-s heng,YANG Xiu-min,ZH OU Zao-sheng.Experi-men tal study on fiber toughness increase characteristics of s teelfib er reinforced con crete and polypropylene fiber reinforcedconcrete un der im pact load[J].Journal of Buildin g Struc-tu res,2005,26(2):101-105.(In Chinese)6。
混凝土中添加纤维增强材料的强度研究
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微课的互动性和趣味性也是微课在高中数学课堂教学中的有效应用。
微课不仅可以是视频形式的讲解，还可以结合动画、游戏等形式，展现数学知识，让学生在学习的同时也得到了娱乐。
微课还可以设置一些互动环节，比如让学生在观看微课时回答问题、解答小测验等，增强学生的学习兴趣，提高学生的学习效果。
在高中数学课堂教学中，教师可以根据学生的学习情况，灵活地选择一些趣味性的微课，让学生在轻松愉快的学习氛围中，更好地理解和掌握数学知识。
微课还可以为有特殊学习需求的学生提供更加个性化的学习资源。
在高中数学课堂中，不同的学生的数学基础和学习能力都是不一样的，有的学生可能对数学知识掌握的比较快，有的学生可能需要更多的时间和精力来学习数学知识。
微课可以根据学生的学习需求，提供个性化的学习资源，让不同能力的学生都能够找到适合自己的学习资源，提高学习效果。
微课还可以为高中数学教师提供更多的教学资源和教学手段。
在传统的数学教学中，教师可能需要花费大量的时间去准备教学内容，而且很难涉及到所有的学生。
纤维增强SBS改性沥青混合料性能研究
在水泥路面上加铺沥青面层的改造方式由于其 快速、 对交 通影 响小 等优点 而受到越 来越 多 的重 视 。 但 这种改 造 方 式 的关 键 就 是 旧水 泥 混 凝 土 板 的 处 理、 反射 裂缝 的防治 、 铺 层厚 度 控 制 、 层材 料 的 加 面
选择 、 提高 路面 的抗 渗 性 能 等。 为 了提 高 沥青 混合 料 的抗裂 性能 ， 研究从 材料 方面人 手 ， 出采用纤 本 提
５ ０４ ； １０ ５
３ 同济 大 学 交 通 运 输 工 程学 院 ， 海 ． 上
摘
要 ： 出采用纤维增 面层。通过一 系列室 内 试验研 究， 介
绍 了纤维增强 Ｓ Ｓ改性沥青 Ａ Ｂ Ｃ一１ ３混合料 的原 材料 的选择 、 配合 比设计要点 ， 出适合 于旧水泥路面加铺 的配合 提 比方案 。试验 结果表 明， 纤维增 强 Ｓ Ｓ改性 沥青 Ａ Ｂ Ｃ一１ ３混合料具有比普通 Ｓ Ｓ沥青混合料 更好 的路用性能 ， Ｂ 能够
和耐磨 性 ， 为清 洁 、 应 干燥 、 无风 化 、 杂质 的 ２级 以 无 上碎 石 。除特殊 指定 外 ， 主集料 应 为 机 轧 的硬 质 岩 石 。本 次实验 ：５～ ｍ 采用 玄武 岩 ， ０ ｍ 采用 １ ３ｍ ３— ｒ ａ 石灰岩 ， 矿粉 采用 石 灰 岩磨 细 的 矿粉 。其 性 能 检测
性 沥青 。要求使用 的沥青 材料 应为原 油精 制后 的产 品 ， 求质量 均匀 、 要 无水 。加 热 至 １０ 时 不产 生泡 ６℃
沫 。其 性能检 测如 表 １ 。
表 １ Ｓ Ｓ改 性 沥 青 性 能 指 标 检 测 结 果 Ｂ
性质 ＳＳ Ｂ 改性沥青 技术要求
由表 ２看 出 ， 集料 压碎值 、 洛杉矾 磨耗 损失 等均 符 合技术要 求 ， 有 较 高 的强 度 和 抵抗 表 面 磨损 的 具 能 力 ； 附性等级 为 ５ 说 明集料 与 沥 青具 有 较好 的 黏 ，
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
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第２ １卷第 ３期
浅论纤维沥青混凝土试验
浅论纤维沥青混凝土试验
摘要：纤维沥青混凝土有助于提高路面的高温稳定性、低温阻裂性，降低荷载作用造成的疲劳应力，提高路面的疲劳寿命。
纤维的用量、长径比和纤维沥青混凝土的施工工艺对纤维加强沥青混合料的路用性能有很大的影响。
本文通过加强沥青混合料的室内试验对纤维的长径比最佳用量进行分析。
关键词：纤维沥青混凝土，纤维用量，长径比
随着经济日新月异的发展，交通量也在快速增长。
现代交通向着速度快、密度大、轴载重、渠划分明的方向发展。
传统的沥青路面越来越不能适应车载需要，因此路用性能提出了更高的要求。
沥青路面具有平整度好、便于施工等方面的优势，成为主要的路面结构。
但是沥青路面在实际使用中存在许多技术和质量方面的问题，比如车辙、唧浆等问题。
在沥青混合料中掺加纤维后，能提高路面的高温稳定性、低温阻裂性，降低荷载作用造成的疲劳应力，提高路面的疲劳寿命。
但是对纤维的长径比和用量控制及纤维沥青混凝土的施工工艺制定都有一定的要求，如果制定的不合理既不能提高纤维沥青混凝土的路用性能，又增加了工程造价，严重时不得不翻修，带来巨大的经济损失。
1纤维长径比对混合料性能的影响
根据复合材料的增强机理,纤维越长,直径越小,则纤维达到极限强度的长度越长,从而能较好发挥纤维的增强作用。
但过长过细的纤维在与沥青混凝土拌和过程中容易结团,使纤维难以均匀分布,影响纤维沥青混合。
玄武岩纤维增强沥青混凝土试验与性能研究
玄武岩纤维增强沥青混凝土试验与性能研究许婷婷;顾兴宇;倪富健【摘要】为研究玄武岩纤维对沥青混凝土性能的影响,在采用车辙试验和低温弯曲试验优选纤维类型和掺加量的基础上,通过劈裂试验、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验、车辙试验、60℃动态蠕变试验以及-10℃低温弯曲试验,将无纤维添加剂、掺加聚酯纤维、木质素纤维与玄武岩纤维的沥青混凝土性能进行对比研究.结果表明:掺加0.25%、经膨化及特定浸润剂处理的长径比为13μm/4.5mm的玄武岩纤维对沥青混凝土具有最好的增强效果;玄武岩纤维可以改善沥青混凝土的各项路用性能,尤其在高温稳定性和低温抗裂性方面效果显著,提高幅度均能达到80%.%To study the impact of basalt fibers on the performance of asphalt concrete, the performance of asphalt concrete without the fibers and with polyester fiber, lignin fiber and basalt fiber were compared by splitting test, freeze-thaw splitting test, immersi on marshall test, rutting test, 60℃ dynamic creep test and-1O℃ bending test, on the basis of optimum selecting the fiber type and dosage.The test data supported that the basalt fiber, which was expanded, specific infiltrating, with a longth and radius rati on of 13μm /4.5 mm and the content of 0.25％, gave the optimum enhancing effect.The results showed that the basalt fiber could enhance all the pavement performances of asphalt concrete,especially, in high-temperature stability and low-temperature anti-cracking, increased by 80％.【期刊名称】《交通运输工程与信息学报》【年(卷),期】2011(009)002【总页数】7页(P115-121)【关键词】玄武岩纤维;沥青混凝土;类型优选;纤维掺量;路用性能【作者】许婷婷;顾兴宇;倪富健【作者单位】东南大学,交通学院,南京210096;东南大学,交通学院,南京210096;东南大学,交通学院,南京210096【正文语种】中文【中图分类】U214.1+80 引言在沥青混合料中掺加纤维是改善沥青混凝土路用性能的有效手段之一，目前在道路工程中广泛应用的纤维主要有木质素、聚合物纤维和矿物纤维。
纤维增强沥青混凝土性能的试验比较
１研 究背景
提 高沥 青路 面 的使用 性 能 ，要 从 优 化路 面 结 构 体 系 、 高表面 层 的 品质 、 理使 用 材料 和提 高施 工 提 合
作业 水 平等几 个方 面寻 求解决 办法 【 其 中组 成沥 青 １ 】 。
尔德 Ａ１ 纤维 。
试 验采 用 的级配 为 Ａ １Ａ，集料 为玄 武岩 ， Ｋ一３ 沥 青采 用 Ｓ ＢＳ改性 沥青 ， 提高 混合 料 的水稳 定性 ， 为 掺 加 了江 苏文 昌 电子化 工有 限 公司 的 Ｔ １ 剥落剂 。 Ｗ． 抗
市政 ・ 交通 ・ 利工 程 设 水
Ｍｕ ｉ ｐ ７￡ ｎｃ ｄ ｉ Ｗ ｔ ｅｏ ｒ ｓＥ ￣ｎ ｅ ｎ Ｄ ｓ ｎ ａ ｒ ｓｕｃ 。 ｒ ｉ ｒ ｇ ｅｉ ｌ ｅＲ ｅ ｇｅｉ ｇ
【 章 编 号】 ０ ７９ ６ （０ ０ ０ —ｌ７０ 文 １０ — ７２ １） ６０ １—５ ４
【 关键词】 纤维沥青混凝 土； 面； 路 纤维增强机理
【 中图 分 类 号】 ２ ４１ ｕ １． 【 献标 志 码 】 文 Ａ
散 、 附 、 定 、 黏 的作用 ， 吸 稳 增 由于 这些 作 用 ， 纤维 沥 青 混凝 土 在 高温 稳定 性 、 低温 抗 裂性 、 疲 劳特性 和 抗
试验 ［【 ４５ ］］ 、。
按 一定 比例组 成 的 。因此 寻 找各 种途 径 改 善材 料 的 性 能和 质 量是 至 关重 要 的 。采用 纤维 作 为添 加 剂 是
３ １纤维 的物理 力 学性能 ．
１７ ｌ
Ｉ 市政・ 交通・ 水利工程设计
加 强沥 青路 面 、 高路 面质量 的一 个有 效的措 施［ 提 ２ １ 。
析表 明， 纤维可显著改善沥青路 面性 能， 综合 考虑经济和技 术 特性 ， 纤维沥青混合料具有一定的优势 ， 以大范围的推 广使 可
关于纤维对沥青混合料性能的影响研究
关于纤维对沥青混合料性能的影响研究摘要：近年，纤维沥青路面得到了广泛应用，但在设计和施工中还存在很多问题。
通过对纤维沥青混合料的一系列性能试验，研究了Dolanit® AS聚丙烯腈纤维用量对沥青混合料性能的影响，最佳纤维用量为0.3％，相应的沥青用量为 4.65％。
通过不同类型纤维对沥青混合料性能的影响比较，得出BoniFbers®聚酯纤维效果较好。
最后通过对AC-16和SMA-16两种沥青混合料掺入纤维后的低温性能和水稳定性试验证明，掺纤维后纤维沥青混合料低温抗裂性提高，水稳定性改善，但纤维在沥青混凝土中存在最佳用量，否则效果不佳。
关键词：纤维沥青混合料；纤维类型；最佳用量；低温性能；水稳定性中图分类号:U 416.217文献标识码:AStudies on the Influence of Fiber Asphalt Mixture PerformanceQin Liping1 Li Jie2(1，2 Sichuan college of architectural technology，deyang sichuan，618000)ABSTRACT：In recent years, fibers-reinforced asphalt mixture has been widely used in pavement construction, but there are many problems to he solved for it is design. Through a series of experiments and researches of fibers-reinforced asphalt mixture, When using Dolanit® AS polyacrylonitrile fiber asphalt to analysis the influence of the amount of fiber, existing a optimum amount of fiber. Under present studying conditions, the optimum amount of Dolanit® as polyacrylonitrile is 0.3%, and 4.65% for the corresponding quantity of asphalt. Through different types of fiber on the properties of asphalt mixture compared, the polyester fiber of BoniFibers® is one upon others. Finally, through the improving effect of fiber on the asphalt mixtures AC-16 and SMA-16 practical performances such as low-temperature stability and water stability test ,show that the polymer fiber has strong ability to improve such stabilities ,but there was a optimized amount of fiber contained in the mixture，or ineffective.KeyWords: fibers-reinforced asphalt mixture；fiber type；optimum dosage；low-temperature performance；water stability0．引言沥青路面是高速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，自60年代以来，几乎大多数与沥青路面研究有关的课题也集中在这三大破坏形式上。
纤维种类对沥青胶浆及沥青混合料性能的影响研究
Value Engineering表1沥青技术指标测试项目测试结果技术要求针入度（25℃，100g ，5s ）/0.1mm 软化点（环球法）/℃延度（5℃，5cm/min ）/cm 25℃弹性恢复/%135℃动力黏度/（Pa ·s ）闪点（COC ）/℃贮存稳定性，离析，/℃密度（25℃）/g ·cm -349.37945962.33520.8实测35~55≥75>20≥90≤3≥230≤2.51.026旋转薄膜烘箱加热试验RTFOT （163℃，5h ）质量损失/%针入度比（25℃）/%0.1771-0，1~+0.1≥650引言在日益增加的交通荷载下，沥青路面通常在早期出现裂缝、车辙、水损坏等早期病害，继而影响沥青路面的使用寿命。
通过提升沥青混合料性能是解决路面耐久性的有效途径之一，为此，大量公路研究人员提出解决办法：比如提高沥青性能即采用功能性更强的改性沥青、优化沥青混合料级配、添加纤维改善沥青混合料力学性能等。
王敏[1]的研究表明，采用纤维配制的沥青混合料可显著提升高、低温性能，同时也能改善力学性能，且成本较低，不失为一种增强沥青混合料性能有效手段。
胡志钊[2]、刘克非[3]分别研究了木质素纤维、矿物纤维、聚酯纤维对沥青胶浆的性能。
范文孝[4]研究了玄武岩纤维、聚酯纤维、木质素纤维对沥青混合料路用性能的影响。
蒋应军[5]研究了纤维和固化剂共同作用对沥青混合料耐久性的影响。
章汪琛[6]通过混掺玄武岩纤维、聚酯纤维，确定出获得路用性能最佳的纤维掺量。
刘建平[7]通过试验表明，玄武岩纤维的加入可提升混合料的路用性能。
综上，纤维在改善沥青混合料的性能有一定的帮助，本文选取目前国内沥青路面最常用的玄武岩纤维、木质素纤维、聚酯纤维，通过DSR 试验、锥入度实验、直接拉伸试验分析纤维种类对沥青胶浆的性能，同时结合车辙试验、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验、飞散试验、抗反射裂缝试验等研究纤维对SMA-13沥青混合料性能的影响，为在实际工程中合理选择纤维种类做出参考。
纤维在沥青混凝土中的试验性能分析
Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｌ ｐ ｒｍ ｎ ａ Ｐｅ ｆ ｒ ａ ｅ ｆ ｒ ｏ ｍ ｎｃ ｏ Ｆｉ ｅ ｉ ｂｒ ｎ
Ａｓ ｈ ｌ ｐ ａｔ Ｃｏ ｃ ｅ ｅ ｎ ｒ ｔ
Ｙ Ｎ ｉｊ ｎ Ａ Ｇ Ｚ—ｉ ｇ —ａ
（ ｈｎ — ｈ ｘｒｓｗ ｙ Ｈｉ ｗ ｙ Ｚ ａｇ Ｓ ｉ ｐｅｓａ ｇ ａ Ｍａａｅ ｅ ｔＤ ｐｒ ｅｔ ｈｊ ｚｕｎ ５ ０ ３ ｈｎ ） Ｅ ｈ ｎｇｍ ｎ ｅａｔ ｎ，Ｓ ｉａｈ ａ ｇ ００ ４ ，Ｃ ｉａ ｍ ｉ
ｗｉｈ ｉｂ ｒ ａ ｅ ｅ ｃ ｂ ｄ，ｗｈ ｃ ｃ ｎ ｒ ｖｄｅ ｅｅ ｅ ｅ ｏ ｐ ｅ ｓ ｔ ｆ ｅ ｓ ｒ ｄ ｓ ｒ ｅ ｉ ｉ ｈ ａ ｐ ｏ ｉ ｒ ｆ ｒ ｎｃ ｆ ｒ ｅ ｒ ． Ｋｅ ｗｏ ｄｓ ｅ ｐｅ ｍｅ ｔ ｌ ｅ ｆｒ ｎｃ ｙ ｒ ： ｘ ｒ ｉ ｎ ａ ｐ ｒｏ ｍａ ｅ；ａ ｐ ａ ｔ ｏ ｃ ｅ ｅ； ｆｂ ｒ ｓｈ ｌ ｃ ｎ ｒ ｔ ｉ ｅ
影 响相对 较小 。 由于 我 国现阶段 还没 有 针对桥 梁加 固的相关 规
【 ４ 】叶文 亚 ． ｆ ｉＲ Ｊ 固预应 力混 凝土 梁正 常使 用 Ｐ， Ｆ ＰＪ ￣ Ｉ Ｉ
极 限状 态 研究［ ． Ｊ 桥梁 建设 ，２ ０ ，（ ） ６ ５ ． ］ ０ ７ ４ ：４ — ０
【】过 镇 海 ，等 ． 筋 混 凝 土 原 理 分 析 ［ ． 京 ： ５ 钢 Ｍ】 北
的非线性 关 系 ：
参 考 文 献
ｂ 预 应力 筋消 压预 应力 水平对 加 固效率 也有 较 ） 大 影 响 ，消压 水 平越 低 ，加 固效 率 越 小 ，但 没有
值 影响敏 感性 高 ： Ｃ 预应 力钢 筋非 线性本 构关 系 对加 固效 率 也有 ）
沥青混合料纤维加强作用的研究
沥青混合料纤维加强作用的研究
沥青混合料纤维加强作用的研究
通过对沥青混合料掺加纤维的研究,系统分析了纤维加强沥青混合料的马歇尔稳定度、水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性及耐疲劳性能,探讨了纤维增强沥青混合料的强度形成机理,并与普通密集配沥青混凝土进行了对比、分析,结果表明:纤维沥青混合料是一种具有优良品质的沥青路面材料.
作者：李文龙韩君良李文琦LI Wen-long HAN Jun-liang LI Wen-qi 作者单位：李文龙,李文琦,LI Wen-long,LI Wen-qi(新疆伊犁公路总段,新疆,伊宁,835000)
韩君良,HAN Jun-liang(西安公路研究院,陕西,西安,710054)
刊名：山西建筑英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE 年，卷(期)：2010 36(1) 分类号：U414 关键词：纤维加强沥青混合料路用性能强度形成机理。
研究论文~聚酯加强纤维在沥青混凝土路面的应用-推荐下载
再进行低温（0℃）弯曲蠕变试验，按照我国 2000 年颁布实施的《公路工程沥青及沥青混 合料试验规程》（JTJ-052-2000）中的方法进行。试验前，试件在 0℃，环境箱中保温 1 小时。试 验结果显示掺加纤维的蠕变速率平均为 100.391（E-8），而未掺加者平均为 66.6763（E-8），即掺 加纤维后，其蠕变速率约可ห้องสมุดไป่ตู้大 50%。这说明掺加纤维后的沥青混凝土路面不易产生温缩裂缝， 低温抗裂性能增强。 3、水稳性的改善
按照我国 1999 年颁布实施的《改性沥青路面施工技术规范》（JTJ036-98）提出的沥青混合 料低温性能评价方法——低温弯曲破坏应变试验评价沥青混合料的低温抗裂性能。采用美国的 MTS 材料试验机，它是一套精密的闭环伺服液压系统，可通过微电脑板对试验过程进行控制，试 验结果是由计算机自动采集。先进行低温（-10℃）弯曲破坏应变试验。由试验结果可知掺加纤 维的极限拉应变为 966.8με，抗拉强度是 11.04MPa，而未掺入纤维者分为 940.8με 和 9.55MPa 掺加纤维后，极限拉应变约增大 2.8%，抗拉强度约增大 15%。
混凝土界面纤维增强效果的研究
混凝土界面纤维增强效果的研究一、引言混凝土是一种广泛使用的建筑材料，其性能与使用寿命直接影响到建筑物的安全和持久性。
然而，混凝土材料存在着一些缺陷，如低抗拉强度和易开裂等问题。
因此，研究新的加强材料和技术以提高混凝土的性能已成为当前研究的热点。
其中，纤维增强混凝土（FRC）是一种被广泛研究和应用的新型材料，能够显著提高混凝土的抗拉强度、抗裂性能和抗冲击性能等。
二、纤维增强混凝土的概念及分类纤维增强混凝土是指将一定比例的纤维材料添加到混凝土中，以提高混凝土的力学性能和耐久性。
根据纤维材料的类型和形状，纤维增强混凝土可分为钢纤维增强混凝土、玻璃纤维增强混凝土、聚合物纤维增强混凝土、碳纤维增强混凝土等。
三、纤维增强混凝土的作用机理1. 阻止裂缝扩展：纤维材料能够在混凝土中形成一个三维网络结构，从而阻止混凝土中裂缝的扩展，提高混凝土的韧性和抗裂性能。
2. 提高抗拉强度：纤维材料在混凝土中起到钢筋的作用，能够有效地提高混凝土的抗拉强度。
3. 改善抗冲击性能：纤维材料的撕裂和挤压作用能够吸收冲击能量，从而提高混凝土的抗冲击性能。
4. 改善耐久性：纤维增强混凝土能够抑制混凝土中的微裂缝和龟裂，从而提高混凝土的耐久性。
四、纤维增强混凝土界面效应的研究由于纤维材料与混凝土之间的粘结力不足，纤维材料易于从混凝土中脱落，从而影响纤维增强混凝土的效果。
因此，研究纤维增强混凝土界面效应对于提高纤维增强混凝土的性能具有重要意义。
1. 纤维形状对界面效应的影响：研究表明，不同形状的纤维对混凝土的力学性能和界面效应有着不同的影响。
细长的钢纤维能够提高混凝土的抗拉强度和抗裂性能，但对混凝土的抗压强度影响较小；而球形的玻璃纤维能够提高混凝土的抗压强度和抗冲击性能，但对混凝土的抗拉强度影响较小。
2. 界面剪切强度对界面效应的影响：界面剪切强度是指纤维材料与混凝土之间的剪切强度，是影响纤维增强混凝土界面效应的重要因素之一。
研究表明，界面剪切强度越大，纤维与混凝土之间的粘结力越强，纤维增强混凝土的效果越好。
长短纤维沥青砼力学性能试验对比研究
长短纤维沥青砼力学性能试验对比研究近年来，随着社会经济发展的不断加快，道路建设范围和规模也不断扩大，沥青混凝土作为公路建设的主要材料，其力学性能的改善已成为一项重要的研究课题。
为了提高沥青混凝土的力学性能，引入纤维的方法已成为一种可行的技术。
纤维有短纤维和长纤维之分，他们的弹性模量、抗压强度以及抗折强度均存在显著差异。
因此，本文将重点研究比较长纤维与短纤维在沥青混凝土中的力学性能，对其对沥青混凝土力学性能影响方面做出分析。
一、长纤维沥青砼试验1、测试工艺实验材料采用了砂砾、沥青砂、聚合物粒化剂，料比设计为1:3.25:0.25。
实验前，沥青砂连续三次采用湿擦减速试验，夹具加热至100℃，沥青砂和聚合物粒化剂混合搅拌3分钟，最后用夹具压裹直径为50mm，高度为50mm的圆柱体形成试样，并用烤箱固化1.5小时，得到了长纤维沥青砂混凝土试件。
2、实验结果实验结果表明，当短纤维含量为0%时，沥青混凝土的抗压强度为15Mpa，当加入1%长纤维时，其抗压强度增加至19.45Mpa，当加入2%长纤维时，其抗压强度增加至26Mpa，当加入3%长纤维时，其抗压强度增加至34.45Mpa，从而使沥青混凝土的抗压强度显著提高。
二、短纤维沥青砼试验1、测试工艺实验材料与长纤维沥青砂实验材料相同，料比设计为1:3.25:0.25，沥青砂和聚合物粒化剂混合搅拌3分钟，最后用夹具压裹直径为50mm，高度为50mm的圆柱体形成试样，并用烤箱固化1.5小时，得到了短纤维沥青砂混凝土试件。
2、实验结果实验结果表明，当短纤维含量为0%时，沥青混凝土的抗压强度为13Mpa，当加入1%短纤维时，其抗压强度增加至17.45Mpa，当加入2%短纤维时，其抗压强度增加至23Mpa，当加入3%短纤维时，其抗压强度增加至30.45Mpa，从而使沥青混凝土的抗压强度显著提高。
三、对比分析从上述实验结果分析可以得出：随着纤维含量的加大，无论是短纤维还是长纤维，沥青混凝土的抗压强度均有所提高。
纤维加强沥青混凝土几个问题的研究和探讨
纤维加强沥青混凝土几个问题的研究和探讨摘要：在修建公路的过程中，纤维加强沥青混凝土的使用范围越来越广，但是对于纤维加强沥青混凝土的配制方法却各种各样，本文介绍了纤维加强沥青混凝土的研究现状、实验特性、使用方法和使用优点，对纤维加强沥青混凝土在施工过程中的合理使用具有重要的意义。
关键词：沥青混凝土；纤维加强；实验特性；使用方法；优点现代公路对路面的要求越来越高，沥青混凝土路面以其优良的平稳性、防摩擦性和维护的便捷性备受人们青睐。
为了更好的提升沥青混凝土路面的性能，工程师们进行了很多尝试，出现了例如改性沥青、SMA等沥青路面新技术。
这些技术取得了很好的效果，但是因为操作难度大，所以很难大范围的推广，在这样的条件下，纤维加强沥青混凝土应运而生。
一、纤维加强沥青混凝土的研究现状和研究内容（一）纤维加强沥青混凝土的研究现状第一，国外研究现状。
1968年，德国首次提出了在沥青混凝土中加入纤维来改变沥青混凝土的特性的方法，并且取得了显著的效果，明显的增加了经济效益和社会效益。
从上个世纪八十年代开始，美国、加拿大等欧美国家也陆续的开始了对纤维加强沥青混凝土的研究，并取得了很好的成果。
例如美国的Kapejo（卡佩雅）公司的Bonifibers（聚酯纤维）已经成为了专利品牌，在10000多个工程中得以使用[1]。
虽然，国外纤维加强沥青混凝土的使用历经的时限很长，使用范围也很广，但是纤维沥青混凝土的配料问题没有做出明确的说明。
第二，国内研究现状。
我国在上个世界九十年代才引进纤维加强沥青混凝土的使用方法，而且是在引入SMA路面结构的时候出现了纤维添加剂，才开始慢慢的开始关注纤维沥青产品。
1992年同济大学的李立寒先生翻译了《路用聚酯纤维沥青混合料》一文，在文中通过马歇尔混合料的设计，分析了纤维长度、细度和使用量对沥青混合料性能的影响。
1993年，石秀坤介绍了玻璃纤维加强沥青路面的使用方法。
1996年姚丽在沥青砼路面中加入了横向的纤维绳，对纤维绳对路面抗裂性的影响作出了研究。
聚酯纤维加强沥青混凝土路面试验研究
聚酯纤维加强沥青混凝土路面试验研究陈富强;樊统江;贾敬鹏;徐栋良【摘要】利用基于马歇尔试验方法的多因素正交试验,运用极差分析法和综合平衡法比较了各个指标对聚酯纤维加强沥青混凝土的高温稳定性和水稳定性的影响,从而确定聚酯纤维加强沥青混凝土的最佳纤维掺加量及最佳沥青用量.同时,对比研究了聚酯纤维加强沥青混凝土和SBS改性沥青混合料的路用性能.试验结果表明,掺加了纤维之后,其水稳定性、高温稳定性均有所改善,但其对高温稳定性的改善程度不如SBS改性沥青.【期刊名称】《桂林理工大学学报》【年(卷),期】2007(027)004【总页数】4页(P525-528)【关键词】聚酯纤维;沥青混凝土路面;多指标正交试验;综合平衡法;最佳沥青用量;最佳纤维掺加量;路用性能【作者】陈富强;樊统江;贾敬鹏;徐栋良【作者单位】重庆交通大学,土木建筑学院,重庆,400074;重庆交通大学,土木建筑学院,重庆,400074;重庆交通大学,土木建筑学院,重庆,400074;重庆交通大学,土木建筑学院,重庆,400074【正文语种】中文【中图分类】U416.2我国的高等级公路路面90%是沥青混凝土路面.但是，随着交通量迅速增长，尤其是车辆大型化和超载现象的加剧以及交通渠化，使沥青混凝土路面的使用质量面临着严峻的考验，各种路面病害接踵而至，严重影响了交通安全以及路面的使用寿命.因此，研究者试图通过各种途径来改善沥青路面的使用状况，以延长路面的使用寿命.如:严格控制超载，以减轻沥青路面结构承受的荷载；改变沥青混合料的组成结构(如采用沥青马蹄脂碎石混合料(SMA))来提高沥青路面结构的承载能力；用聚合物改性沥青胶结料性能或者用聚合物纤维改性沥青混合料的性能来改善沥青路面高温稳定性和承载能力［1］.其中掺加聚合物纤维如聚酯纤维，对沥青混凝土的增强效果表现出以下几方面的优势:①其吸附、稳定和多向加筋作用，可以显著改善沥青混合料的高温稳定性；②低温柔韧性，能有效的抵抗低温应力而减少温缩裂缝的产生，尤其是可以防止基层反射裂缝的发展，避免了多种病害的过早产生；③聚酯纤维的吸附作用，可以增大沥青用量，进而提高沥青饱和度和有效避免了富油的产生，同时沥青用量的增加使得沥青膜变厚，降低了水对沥青胶浆的浸蚀破坏作用，提高了其抗水损害的能力；④聚酯纤维直径相当小，而且数量巨大，均匀分布在混合料中增加了其劲度模量，能够显著提高沥青混合料的抗疲劳性能，延长其使用寿命［2］.因此在工程中有良好的应用前景，引起了许多研究者的关注.本研究依托某高速公路使用聚酯纤维的工程实例，采用基于马歇尔试验方法的多指标正交试验，运用极差分析法和综合平衡法，在分析各个指标对聚酯纤维加强沥青混凝土的高温稳定性和水稳定性影响的基础上确定聚酯纤维加强沥青混凝土的最佳纤维掺加量及最佳沥青用量.同时对比研究了聚酯纤维加强沥青混凝土和SBS改性沥青混合料的路用性能.1 试验研究与分析1.1 试验概况试验用集料来自工程原产地.面层Suerpave13级配见表1.粗集料，辉绿岩；细集料，辉绿岩石屑；矿粉，普通辉绿岩矿粉，过0.075 mm的方孔筛后使用.AH－70#重交通道路石油沥青和聚酯纤维性能见表2.1.2 试验方案聚酯纤维沥青混合料的设计采用基于马歇尔试验方法的多指标正交试验，以纤维掺加量、沥青用量、拌和顺序、成型温度为控制因素，每个因素选3个水平的L9(34)进行正交试验(表3、4).1.3 测试结果与分析分别以空隙率、饱和度、稳定度、流值为控制指标，采用极差分析法分析，即先对每个指标分别进行单指标的直观分析，得到每个指标的影响因素的主次顺序和最佳水平组合，然后根据各个试验指标重要程度的不同和实践经验，对各指标的分析结果进行综合比较和分析，得出较优方案(表5).其中，对空隙率影响最大的因素是纤维掺加量，对稳定度影响最大的因素是成型温度，对饱和度和流值影响最大的因素是沥青用量.以空隙率和饱和度为控制目标时，拌和顺序对其几乎没有影响；以稳定度为控制目标时，最佳为湿法；以流值为控制目标时，最佳为先拌混合料后加纤维.表1 Superpave13级配Table 1 Superpave 13 grade表2 沥青及纤维技术指标Table 2 Properties of AH－70# asphalt and Roadfort fiber表3 聚酯纤维加强沥青混凝土实验因素水平组合表L9(34)Table 3 Arrangement for experimental factors and lever of fiber-enhanced asphalt concrete注:干法拌和:先将纤维和矿料一起拌和40 s，再加入沥青拌和90 s，最后加入矿粉拌90 s.湿法拌和:先将沥青和纤维一起拌和40 s，依次再加入矿料和矿粉分别拌和90 s.先拌混合料再加纤维:先将沥青和矿料一起拌和60 s，再加入矿粉拌和60 s，最后加入纤维一起拌和90 s.表4 正交试验结果Table 4 Results of orthogonal test表5 试验结果综合平衡分析表Table 5 Integrated balance analysis of test result从试验观察，湿法可能会出现离析现象，导致纤维分布不均，并且拌和顺序并不是影响稳定度和流值的最重要因素.因此，室内试验采用了干法拌和.对于空隙率、稳定度、饱和度，最佳成型温度为140℃，对于流值，最佳成型温度为145℃.综合分析表明，各因素对稳定度的影响可忽略不计，而且对应每一个因素的稳定度都能满足规范要求，因此可取任意水平.此外，饱和度受沥青掺加量和纤维用量的影响较明显，但各因素对空隙率和流值都有较大的影响.因此以空隙率和流值作为控制指标来确定最佳组合因素为A2B2C2D2.2 最佳纤维掺加量下的最佳沥青用量的确定理论分析表明，纤维具有一定的弹性效应，会出现“击而不实”的现象，故添加了纤维的沥青混合料的矿料间隙率一般要增大，混合料的密度有所降低.［3］但试验结果(表5)表明，当纤维用量与沥青用量处于最佳组合时，可使混合料处于较佳密实状态.此外，为了达到最佳密实状态，混合料拌和好后，应立即装模，确保在最佳击实温度时将其击实.此外，拌和时间视纤维与矿料的分散情况而定:增加拌和时间，纤维分散较均匀.根据确定的拌和工艺(拌和顺序和温度)和最佳纤维参加量，进一步选用5个用油量进行最佳沥青用量的验证试验，结果见表6.根据规范方法，将马歇尔试验结果绘图，计算得聚酯纤维沥青混凝土的最佳油石比(表7).表6 马歇尔试验结果Table 6 Marshall test results表7 最佳油石比Table 7 Best asphalt-aggregate ratio3 聚酯纤维沥青混合料的路用性能评价为了对比聚合物改性沥青混凝土和聚酯纤维加强沥青混凝土的路用性能，用国创SBS改性沥青作对比试验.改性沥青混合料的沥青用量用马歇尔试验确定.然后分别进行两种混合料在最佳沥青用量下的车辙试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验(表8～10).表8 车辙试验结果Table 8 Results of rutting test表9 48 h浸水马歇尔试验结果Table 9 Results of 48 h immersion Marshall test表10 冻融劈裂试验结果Table 10 Results of freeze-thaw cleavage test结果表明，掺入纤维后的聚酯纤维加强沥青混凝土，其残留稳定度和劈裂强度比指标均仅略优于SBS改性沥青混凝土，但其动稳定度不如SBS改性沥青混凝土.可见，掺入纤维之后，其水稳定性、高温稳定性均有所改善，但掺加纤维对高温稳定性的改善程度不如SBS改性沥青.4 结论(1)通过多指标正交试验，得出了与聚酯纤维沥青混凝土压实特性相关的重要因素是结合料用量、纤维掺加量和拌和温度，拌和方式对混合料技术性能也有一定的影响.(2)最佳纤维掺量在2.5‰左右，相应的最佳沥青用量为5.5%.(3)加入纤维后沥青混凝土的最佳沥青用量有所增加.(4)试验结果表明，当纤维用量与沥青用量处于最佳组合时，可使混合料处于较佳密实状态.(5)聚酯纤维使沥青混合料的稳定度和强度有所增加，一定程度上改善了沥青混合料的高温稳定性和水稳定性，但其对高温稳定性的改善程度不如SBS改性沥青.【相关文献】［1］沈金安.改性沥青与SMA路面［M］.北京:人民交通出版社，1999.［2］张争奇，胡长顺.纤维加强沥青混凝土几个问题的研究和探讨［J］.西安公路交通大学学报，2001，21(1):29－32.［3］彭波，田丽.纤维对沥青混凝土性能影响的研究［J］.西北公路，2001(4):8－10.［4］张登良.沥青与沥青混合料［M］.北京:人民交通出版社，1993.［5］JTJ 052－2000，公路工程沥青及沥青混合料试验规程［S］.。
新型纤维增强沥青路面的研究
新型纤维增强沥青路面的研究摘要：通过复合材料理论和劈裂试验的比较，确定了含纤维沥青混凝土的劲度模量；利用损伤理论计算了已含表面裂缝沥青路面的疲劳寿命，探讨了新型纤维增强沥青路面。
关键词：纤维增强沥青路面；复合材料理论；劈裂试验；损伤力学；疲劳寿命日益增长的经济建设对道路交通提出了越来越高的要求，围绕减少道路病害，提高道路寿命的研究为世界各国所重视。
沥青路面的设计大修期为15年，而目前我国的沥青路面往往8年～10年就需要进行检修。
以路面寿命30年计，资料表明这期间用于道路的维修费用几乎等于新建道路的投资。
可见提高公路寿命，延缓检修期至关重要。
影响公路质量重要的因素之一是路面损伤，其中最突出的表现为路面裂缝。
本文通过复合材料理论和劈裂试验的比较，确定了含纤维沥青混凝土的劲度模量；利用损伤理论计算了已含表面裂缝沥青路面的疲劳寿命，进而探讨了新型纤维增强沥青路面，具有很高的经济价值。
1 含纤维沥青混凝土劲度模量的确定1．1 复合材料理论与计算当短纤维加到沥青混凝土中，纤维与纤维、纤维与周围基体之间由于纤维的不连续性而存在着复杂的相互作用，它会显著地影响复合材料的韧性和破坏过程。
那么，短纤维究竟如何影响复合材料的破坏过程？在这个过程中，纤维究竟起到加筋作用、还是桥联作用即或是二者兼而有之？很难判断。
因此，本文在认为纤维任意分布在混凝土的前提下，应用复合材料理论，在宏观上和试验的基础上，来确定含纤维沥青混凝土的劲度模量，并探索了纤维含量的最佳值。
国内外目前使用的纤维主要有木质素纤维、芳纶纤维、玻璃纤维。
本文使用芳纶纤维，因为芳纶纤维与沥青混凝土的粘结性好。
纤维和沥青混凝土的材料参数见表1。
由复合材料理论知［1，2］，纤维任意分布的复合材料的有效体积模量和剪切模量分别为：k/k0＝1/(1＋cp ) μ/μ0＝1/(1＋cp) （1）式中k，k0—――分别为复合材料的有效体积模量和基体的体积模量；μ，μ0—――分别为复合材料的有效剪切模量和基体的剪切模量；c―――为增强体积百分含量。
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纤维增强沥青混凝土与沥青混凝土强度对比试验
广东工业大学张荣辉杨朝礼
为了检验聚脂纤维对沥青混凝土的增强作用，本次试验采用加聚脂纤维与不加纤维的沥青混凝土进行马歇尔、抗拉强度、抗压强度对比实验，为桥面铺装提供设计依据。
一、试验用的基本材料
1、沥青
埃索沥青，延度为45cm，软化点55℃，针入度461/10mm，比重1.02。
壳牌沥青，延度为100cm，软化点68℃，针入度53/10mm，比重1.02。
重交沥青，延度为100cm，软化点48℃，针入度70/10mm，比重0.99。
2、集料
碎石、石屑、矿粉由沥青拌厂提供，集料级配要求符合中粒密，AC-20I和细粒沥青碎石AM-10标准。
通讯配标准及试验的实际级配见表1。
表1 集料级配表
3、聚脂沥青专用纤维
进口聚脂沥青专用纤维（杜拉纤维），直径0.02mm，长度6.35mm，抗拉强度517MPa，熔点267℃，燃点556℃，比重1.36，断裂延伸33%。
二、制备试件
按照中粒密沥青混凝土AC-20I及细粒沥青碎石AM-10的级配要求，配制集料。
中业密纤维混凝土外掺沥于用量为4.8-6.3%。
细粒式沥青碎石外掺沥青用量为5.5-7.2%。
纤维掺量为每吨沥青混合料3.5公。
在取得马歇尔试验结果后，到适当沥青用量制备抗压和抗劈裂试件。
三、马歇尔试验
根据《公路工程沥青混全料试验规程》马歇尔试验要求，分别进行中粒密AC-20I沥青混凝土和细粒沥青碎石AM-10马歇尔试验，试验结果见表2和表3。
表2 埃索沥青混合料马歇尔试验结果
表3 壳牌及重交沥青混合料马歇尔试验结果
四、接抗拉强度试验及抗压强度试验
根据《公路工程沥青混合料试验规程》中沥青混合料劈裂试验要求，试件规格为直径101.6mm ，高度63.5+1.3mm ，试件在20℃空气浴12小时后，进行劈裂试验，加荷速度50mm/分。
抗压强度试验试件采用直径100mm 、高100mm 的圆柱体，试件在50℃水浴中浸1.5小时，然后进行抗压强度试验，加荷速度50mm/分钟，劈裂对比性试验和抗压对比试验结果见表4。
表4 劈裂和抗压试验结果
五、 验结果分析
1、 维沥青砼如果要求与不加纤维沥青砼有相同的空隙率，其沥青用量将增加0.3%，如果两者取相同的沥青用量，纤维沥青砼的空隙率比不加纤维砼要大。
图1是沥青用量与空隙率的关系，图中A 和B 点分别是空隙率在4%时的沥青用量点，其用量分别是5.4%和5.8%。
若两者沥青用量相同（5.6%），则不加纤维沥青砼与纤维沥青砼的空隙率为3.4和4.70。
[代北的增加有助于提高沥青砼的热稳定性。
AC-20I 纤维砼
AC-20I 砼
5.0 5.4 5.6 5.8
6.2
图1 沥青用量与空隙率关系
2、沥青砼的稳定度较不加纤维砼稳定度要大，约增加0.5-1.1%，劲度增加1.35-1.4倍。
3、加纤维后砼的抗拉强度有明显提高，纤维能起到抗裂作用。
图2是AM-10间接抗拉强度与变形的关系。
当加荷速度为1mm/分钟，温度为24℃时，加纤维的强度大于不加纤维强度1.5倍，在相同强度情况下（图中B、C点），变形是相差1.5倍。
因此，在AM-10中掺入纤
沥青纤维砼
沥青碎石
图2 间接抗拉强度与变形关系
4、加纤维后细粒沥青碎石AM-10抗压强度提高15%，面层采用细粒纤维沥青碎石AM-10可防止砼高温变形和推移。
5、纤维用量可增加至4.2公 /每吨混合料，其强度可进一步提高，纤维的最大掺量可增至沥青用量的5%。
6、加入纤维后，沥青砼的流值得到有效的控制（见图3），加纤维后流值变幅不大，将有效地防止桥面铺装层的高温变形。
通过实验可知，纤维对沥青砼的增强作用是明显的。
短细的纤维在沥青中起到提高粘结性、稳定性、流变性的作用，提高了抗压、抗拉、抗剪的强度。
纤维对沥青粘结起主导作用的AM-10面层，抗拉、抗压的增强幅度更明显。
各项力学指标均大于比较样。
AC-20I沥青砼
沥青纤维砼
0 5.0 5.4 5.8 6.2 6.6 沥青用量%
图3 沥青用量与流值关系
在钢桥面铺装层中，温度的变化使沥青砼与桥面的粘结力减弱，强度降低，当沥青砼与桥面产生相对位移超过一定限度时便产生开裂破坏。
这是钢桥面铺装层产生破坏的原因之一。
纤维沥青砼将有效地抵抗由温度应力、应变产生的变化（图1、图2、图3），纤维提高了沥青的热稳定性和流动性，提高了抵抗受拉破坏的应力。
因此在钢桥主桥中跨中采用5cm 埃索AC-20I纤维沥青面层和在边跨中采用3cm埃索AM-10纤维沥青上面层、5cm重交AC-20I 纤维沥青下面层结构将是有效的方法。