玄武岩纤维在AC-13沥青路面中的应用

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玄武岩纤维沥青混合料在路面维修工程中的应用研究

0引言近年来，随着我国交通运输业的大规模发展，交通流量和重载车辆逐年增多，导致许多公路长期处于超荷载条件下[1]。

随着运营年限增加，路面开始出现一系列早期病害，不仅严重影响了车辆通行质量，更加大了道路管理部门的养护压力和投资。

因此，如何提升沥青混合料路用性能，延长沥青路面的使用寿命成为当下学者亟需研究的重要课题[2]。

目前，国内外学者通过采用在沥青混合料中掺入少量纤维的方法提升其路用性能，并取得了一定的研究成果[3-4]。

如倪秋萍等认为适当的玄武岩纤维掺量可充分发挥纤维在混合料中的作用。

张铁志等[5]认为混掺纤维沥青混合料的路用性能明显提升，以及玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维按纤维沥青混合料总重的0.3%加入，掺量体积比为2∶3时性价比最高。

穆岩等[6]提出了S MA-13沥青混合料中掺玄武岩矿物纤维的配合比设计和施工方法，为玄武岩纤维沥青路面的推广应用提供经验数据及参考。

吴金荣等[7]认为玄武岩纤维和聚酯纤维沥青混合料的水稳定性较好，木质素纤维效果较差；考虑到经济性和综合性能，聚酯纤维是一种更好的选择。

根据以往研究经验，玄武岩纤维作为一种较优的添加剂，已经在沥青路面工程中得到了广泛应用，许多学者针对其路用性能进行了大量研究，但针对纤维掺量问题且结合实际工程分析的研究还相对较少。

基于此，本文针对玄武岩掺量问题进行了路用性能室内试验对比分析，并结合实际工程进一步验证了玄武岩沥青混凝土在沥青路面修复工程中的可行性及优良效果。

1原材料a ）沥青采用S B S 改性沥青，根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（J TG /E 20—2011）要求测得其相关技术指标如表1所示。

表1SBS 改性沥青技术指标b ）集料及矿粉粗集料采用骨料粒径为5~15mm 的玄武岩碎石料，其相关性能指标如表2所示。

细集料采用石灰岩机制砂，其表观密度为2.81g/c m 3，砂当量为91%。

矿粉采用洁净、干燥，且无团粒结块的石灰岩矿粉，其表观相对密度为2.73g/c m 3。

玄武岩纤维对沥青混合料的路用性能影响分析

合成材料老化与应用2023年第52卷第6期95玄武岩纤维对沥青混合料的路用性能影响分析洪渊1，陈国伟1，唐建亚2，王金生1，张韩帅2὇1浙江省交通投资集团有限公司Ὃ浙江杭州310020὚2江苏中路工程技术研究院有限公司Ὃ江苏南京211800Ὀ摘要：沥青混合料路用性能差异会直接影响路面工程使用寿命、行车舒适度等方面，掺入不同种类纤维能够对沥青混合料路用性能产生不同改良效果。

为探究掺入玄武岩纤维后的沥青混合料路用性能变化，通过室内试验与配合比设计，分析掺入不同掺量玄武岩纤维后SMA-13沥青玛蹄脂混合料的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂能力。

试验结果显示：最佳纤维掺量条件下，玄武岩纤维沥青混合料的高温稳定性显著优于掺入木质素纤维的沥青混合料；沥青混合料的低温抗裂能力以及抗水损破坏性能在玄武岩纤维掺入后均得到了有效增强；玄武岩纤维掺入的最佳长度为6mm 、最佳掺量为0.3%。

关键词：玄武岩纤维；沥青路面；路用性能；沥青玛蹄脂中图分类号：U 414Analysis of the Inﬂ uence of Basalt Fiber on the Road Performance of Asphalt MixtureHONG Yuan 1, CHEN Guo-wei 1, TANG Jian-ya 2, WANG Jin-sheng 1, ZHANG Han-shuai 2(1 Zhejiang Communications Investment Group Co., Ltd., Hangzhou 310020, Zhejiang, China;2 Jiangsu Zhonglu Engineering Technology Research Institute Co., Ltd., Nanjing 211800, Jiangsu, China)Abstract: The diﬀ erence in road performance of asphalt mixture directly aﬀ ects the service life and driving comfort of pavement engineering. Adding diﬀ erent types of ﬁ bers can have diﬀ erent improvement eﬀ ects on the road performance of asphalt mixture. To explore the changes in road performance of asphalt mixture after adding basalt ﬁ bers, indoor experiments and mix design were conducted to analyze the high-temperature stability, water stability, and low-temperature crack resistance of SMA-13 asphalt mastic mixture after adding diﬀ erent amounts of basalt ﬁ ber. The experimental results show that under the optimal ﬁ ber content, the high-temperature stability of basalt ﬁ ber asphalt mixture is signiﬁ cantly better than that of asphalt mixture mixed with lignin ﬁ ber; The low-temperature crack resistance and water damage resistance of asphalt mixtures have been eﬀ ectively enhanced after the addition of basalt ﬁ ber; The optimal length and dosage of basalt ﬁ ber addition are 6 mm and 0.3%, respectively.Key words: basalt ﬁ ber; asphalt pavement; road performance; asphalt mastic作者简介：洪渊，硕士，高级工程师，主要从事高速公路投资建设管理方面的研究工作。

玄武岩纤维在沥青路面中的应用前景及分析

１前言
伴随我国道路运输行业飞速发展，交通量急剧增大，特别是重载及超载货车数量增长较快，同时受路面材料性能及生产水平低、施工管理不到位、服役环境复杂、养护不及时等因素的综合作用，沥青路面出现了大量的早期破杯现象，并逐年加
重。
通过大量的改性沥青的研究及使用情况，发现改性剂对沥青路面的各方面性质有着不错的改善作用，但其最终的提高能力有限，并不能满足日益增长的交通量和使用年限的要求。于是，在沥青中加入纤维这一方法提了出来，早期主要是通过加入对木质纤维，聚合物纤维，玻璃纤维，石棉，钢纤维等纤维，发现效果有改善，但副作用和缺陷也比较明显，直到矿物纤维的出现。玄武岩纤维作为一种新型的矿物纤维，加入到沥青混合料中后，发现纤维延长了路面使用寿命，减少了车辙病害铣刨处理所产生的废料，减轻了环境污染的压力，并且所需的资源、能源也明显减少，并且此材料为天然环保型材料，不影响此沥青混合料的回收利用，充分体现了资源节约、环境友好及高速公路安全畅通等良好的社会效益，对我国经济的可持续发展，缓解环境和橡胶资源匮乏带来的压力起到积极的作用，并可作为国内高速公路提高抗车辙能力提供一种新的材料和保障。２国内外研究现状早在２０世纪９Ｏ年代，ＳＭＡ在美国得到广泛应用，美国人首先选择了玄武岩纤维作为ＳＭＡ的纤维稳定剂，并铺筑了第条玄武岩纤维沥青混凝土路面，经工程验证，其使用效果明显好于其他纤维沥青混凝土产品。国外相关学者也开始了玄武岩纤维的研究。２００２年１１月我国将 “ 玄武岩纤维及其复合材料 ”批准为我国新材料领域８６３计划项目，２００４年后，连续玄武岩纤维先后在上海、四川和浙江实现产业化，部分技术已经达到国际先进水平。由于玄武岩纤维在我国实现产业化生产，为玄武岩纤维在沥青路面中的应用提供了可能，也为我国学者研究玄武岩纤维沥青混合料提供了方便，随着玄武岩纤维生产工艺的进步和成熟，玄武岩纤维在公路工程中的应用也越来越广泛。３玄武岩纤维特点（１）工作温度范围大：具有良好的耐高温和耐低温性能，与沥青高温拌合时，材料性能不会热退化，更不会与沥青发生化学或溶解反应，且可有效改变沥青低温硬化、高温软化的状况；能够适应各种高、低温的路面环境；（２）力学性能优异：具有很高的拉伸强度和模量，可有效提高沥青混合料的增强增韧作用；（３）化学稳定性好：拌和时不与沥青发生任何化学反应，适应各种酸碱路面的工作环境；（４）有效改善沥青的感温性，显著提高沥青路面抗车辙能力；（５）显著增强沥青混合料的抗变形能力，使沥青路面的低温抗裂性能显著提高；（６）增强沥青与集料的粘附力，提高沥青路面的水稳定性，减少路面早期病害的发生；（７）抗老化性能好：不老化，不变质退化。不受沥青高温拌和影响，能够１００％的再生利用；（８）提高了沥青混合料的抗拉、抗剪、抗冲击强度及抗老化性能，显著改善了沥青混合料的疲劳耐久性，减少沥青路面疲劳破坏：（９）绿色环保，可再生利用。

玄武岩纤维沥青混凝土路面施工技术规范-2023最新

目次1范围 (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (1)4 材料 (2)5 配合比设计 (4)6 施工 (7)7 施工质量管理与检查验收 (8)玄武岩纤维沥青混凝土路面施工技术规范1 范围本文件规定了玄武岩纤维沥青混凝土路面施工的术语和定义、材料、配合比设计、施工、施工质量管理与检查验收。

本文件适用于各等级公路新建、改扩建及养护工程的玄武岩纤维沥青混凝土路面施工。

2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。

其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 1549 纤维玻璃化学分析方法GB/T 7690.3 增强材料纱线试验方法第3部分：玻璃纤维断裂强力和断裂伸长的测定GB/T 7690.5 增强材料纱线试验方法第5部分：玻璃纤维纤维直径的测定GB/T 9914.1 增强制品试验方法第1部分：含水率的测定JT/T 776.1 公路工程玄武岩纤维及其制品第1部分：玄武岩短切纤维JTG E20 公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTG E42 公路工程集料试验规程JTG F40—2004 公路沥青路面施工技术规范JTG F80/1 公路工程质量检验评定标准第一册土建工程3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。

3.1玄武岩纤维将天然玄武岩单一矿石高温熔融，通过铂铑合金漏板高速拉丝和表面处理，制备而成的连续纤维。

3.2短切玄武岩纤维将连续玄武岩纤维按一定长度剪切而成的纤维。

3.3玄武岩纤维沥青混合料由适当级配的矿料、外掺剂、玄武岩纤维与沥青结合料按一定比例拌和而成的混合料。

3.4玄武岩纤维密级配沥青混合料按密实级配原理设计组成的各种粒径矿料、玄武岩纤维与沥青结合料拌和而成，设计空隙率为3.0%～6.0%的一种沥青混合料，简称BFAC。

3.5玄武岩纤维沥青玛蹄脂混合料由沥青结合料、细集料、填料与玄武岩纤维组成的沥青玛蹄脂，填充于间断级配粗集料骨架间隙，形成的一种沥青混合料，简称BFSMA。

简述玄武岩纤维在沥青混凝土路面的应用

技术应用
图1 纤维成团现象照片
与混合料完全均匀的拌合，在将延长时间提高至10秒后成团现象基本消失，但还需现场施工人员仔细观察将偶尔出现的成团纤维及时挑出并补料。

五、结语
1.拉动经济发展
玄武岩纤维沥青混凝土路面全寿命病害少，路面服务水平高，可有效吸引交通流量，增加公路经济效益，使公路固有资产升值。

尽管玄武岩纤维沥青混凝土初期投资相对增大，完全可以通过减少用户费用、降低养护成本、提高公路经营效益等方法得以回报，具有良好的社会效益，值得大面积推广。

此外，玄武岩原料遍布全国，纤维产量高，掺量小，为玄武岩纤维的广泛运用提供了材料基础，在全国范围内推广使用玄武岩纤维沥青混凝土修筑路面，可带动玄武岩纤维生产，拉动经济的增长。

2.环境保护
玄武岩纤维自身对环境无任何污染，加入玄武岩纤维后，沥青路面舒适度提高，从而降低汽车燃油消耗量，降低车辆的损伤速度。

3.施工工艺
从施工设备准备来看，玄武岩纤维沥青混凝土路面施。

玄武岩纤维沥青混合料增强机理及路用性能研究

(1) By introducing the theory of composite material and the interfacial chemical theory on the mechanism of fiber reinforced asphalt mixture were analyzed, elaborated the adsorption, stability, fiber reinforcement, viscosity, crack resistance and toughening and increase the self-healing ability, to explore the feasibility of fiber reinforced the performance of asphalt mixture.
(3) The three kinds of fibers with different dosage of asphalt, asphalt three index test,
III
bending beam test and dynamic shear rheological test, to investigate the performance of fiber asphalt. The test results show that after the incorporation of fibers, the high-temperature performance of asphalt binder is obviously improved, but the low temperature performance was reduced. According to the test results of three kinds of asphalt mortar, basalt fiber is the best choice for polyester fiber and lignin fiber.

玄武岩纤维特性对沥青混合料路用性能影响分析

维棉对混合料进行改性 [９] . 本文对ＣＢＦ玄武岩纤
现早期病害ꎬ严重影响道路通行能力. 道路工作者
模量、热稳定性、吸湿性、吸油性等物理性能的对
从改良材料性能的角度进行研究ꎬ发现在沥青混合
比.热稳定性检测方法为: 分别取１０ｇ道路也相继出
料中掺加各类纤维材料可以显著改善整体力学性
辙板试件切割成３５ｍｍ × ３０ｍｍ × ２５０ｍｍ的小梁ꎬ
ｍｍ、１１ μｍ ~ ６ｍｍ和１１ μｍ ~ ３ｍｍ的３种规格
计ꎬ根据实践经验拟采用沥青用量６％ꎬ通过室内
ＶＭＡ１７％为控制指标ꎬ确定不掺加纤维时的最优配
合比.在此基础上以上述３种玄武岩纤维和木质素
纤维掺量０.４％、空隙率４％为控制指标成型马歇尔
第２７卷第３期
Ｖｏｌ.２７Ｎｏ３
兰州工业学院学报
２０２０年６月
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬａｎｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｊｕｎ.２０２０

文章编号:１００９－２２６９(２０２０)０３－００２８－０３
玄武岩纤维特性对沥青混合料路用性能影响分析
贺玲玲
( 山西省交通规划勘察设计院有限公司ꎬ山西太原０３０００６)
摘要:为研究不同生产工艺和规格的玄武岩纤维对沥青混合料路用性能的影响ꎬ优化混合料设计
方法ꎬ以木质素纤维作为参照ꎬ对３种不同规格的ＳＣＢＦ短切玄武岩纤维进行路用性能研究.结果
表明:ＣＢＦ短切玄武岩纤维的物理性能优于木质素纤维和聚酯纤维ꎻ６ｍｍ长玄武岩纤维稳定度
５ｇ纤维置于甘油中搅拌１５ｍｉｎ静置５ｍｉｎꎬ纤维倒
入筛网中静置５ｍｉｎ后检测吸油质量ꎬ分析其吸油

玄武岩纤维在沥青路面车辙处理中的研究与应用

玄武岩纤维在沥青路面车辙处理中的研究与应用发布时间：2022-12-06T07:01:59.005Z 来源：《工程建设标准化》2022年第15期8月作者：石鹏元[导读] 为了评价玄武岩纤维沥青混合料的路用性能,石鹏元山西二建集团有限公司摘要:为了评价玄武岩纤维沥青混合料的路用性能, 对玄武岩纤维的掺入改善混合料路用性能展开了研究.通过室内相关试验, 在SMA-13沥青玛蹄脂混合料中掺入玄武岩纤维, 主要对沥青混合料配合比设计、高温稳定性、低温抗开裂能力以及水稳定性等路用性能展开研究.结果表明, 在最佳纤维掺量时, 玄武岩纤维混合料的高温稳定性明显优于木质素纤维混合料;玄武岩纤维的加入对混合料低温抗开裂能力有显著增强作用, 可以延缓沥青路面破坏变形的发生速率, 改善水-温冻融循环对混合料损伤程度, 提高沥青路面抗水毁破坏的能力;最终确定, 玄武岩纤维最佳用量为0.3%, 纤维最佳长度6 mm.关键词: 玄武岩纤维配合比设计沥青混合料路用性能引言：随着我国交通事业的快速发展, 交通量日益增多, 尤其是重轴载交通呈现逐年增长的趋势.在重轴载车辆的作用下, 沥青路面往往会出现车辙、裂缝、松散等早期病害, 这些病害的出现会加速路面进一步破坏, 降低沥青路面行车舒适性和安全性, 同时也会增加后期养护的成本.因此, 如何提高沥青路面的路用性能, 延长路面的使用寿命是当代国内外公路研究者面临的关键难题.借鉴钢纤维在水泥混凝土中成功应用的经验, 玄武岩纤维素作为一种经济环保的新型材料已逐步应用在我国基础建设当中，玄武岩纤维是玄武岩通过一定的工艺加工而成, 与沥青有着较强的相容性, 对混合料具有很好的加筋吸附作用,能够改善沥青路面的高温稳定性及低温抗开裂能力.彭波教授研究了木质素纤维以及玄武岩纤维对沥青路面高温稳定性的影响, 分析了纤维对沥青混合料高温稳定性的改善机理；范文孝等通过室内试验评价玄武岩纤维沥青混合料的路用性能, 确定AC-16C型密级配沥青混合料最佳油石比为4.63%, 最佳纤维掺量为0.3%;韦佑坡等通过研究确定纤维最佳掺量为0.4%.本文采用玄武岩纤维这种外加材料, 通过动稳定度试验、小梁弯曲试验以及水稳定性试验, 评价纤维的掺入对SMA-13型沥青混合料路用性能的影响, 研究结果对玄武岩纤维在沥青混合料中的应用提供参考价值.1 沥青混合料级配设计本研究粗、细集料均为玄武岩, 矿粉为磨细的石灰岩粉.沥青为SBS I-C改性沥青, 其相关参数试验结果，玄武岩纤维选用GBF 17μm~12 mm短切纱, 和其他纤维相比, 玄武岩纤维不仅力学性能好, 而且具有较强的抗高温能力.常见的纤维材料物理性能高。

玄武岩纤维SMA-13高弹模沥青路面施工工法(2)

玄武岩纤维SMA-13高弹模沥青路面施工工法玄武岩纤维SMA-13高弹模沥青路面施工工法一、前言玄武岩纤维SMA-13高弹模沥青路面施工工法是一种新型路面施工工法，通过在沥青混凝土中添加玄武岩纤维，提高了路面的强度和耐久性。

本文将介绍该工法的特点、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、经济技术分析以及工程实例。

二、工法特点玄武岩纤维SMA-13高弹模沥青路面施工工法的特点如下：1. 高强度：通过添加玄武岩纤维，提高了沥青混凝土的强度和耐久性，延长了路面的使用寿命。

2. 耐水性好：玄武岩纤维具有良好的抗水性能，可以有效防止路面水分渗入，减少路面龟裂和坑洞。

3. 降噪效果好：由于玄武岩纤维的声学性能优良，该工法能够有效降低车辆行驶时的噪音污染。

4. 施工周期短：相比传统施工工法，玄武岩纤维SMA-13高弹模沥青路面施工工法施工周期短，可以大幅度缩短施工工期。

三、适应范围玄武岩纤维SMA-13高弹模沥青路面施工工法适用于以下路面类型：1. 高速公路和城市道路：适用于高速公路、城市道路等高交通量、高载荷的道路。

2. 机场跑道：适用于机场跑道等对路面平整度和耐久性要求较高的场所。

3. 港口码头：适用于港口码头等需要承受重型机械和车辆运输的区域。

4. 高寒地区：适用于在低温、冰雪等恶劣环境下使用，具有较好的抗冻融性能。

四、工艺原理玄武岩纤维SMA-13高弹模沥青路面施工工法采用了一系列的技术措施，以实现路面强度和耐久性的提升。

1. 玄武岩纤维：玄武岩纤维具有良好的抗水性能和高强度，通过在沥青混凝土中添加一定比例的玄武岩纤维，可以增加路面的抗裂能力和承载能力。

2. SMA-13高弹性沥青：SMA-13高弹性沥青是一种具有优异弹性和粘附性的沥青，可以提高路面的柔性和抗龟裂性能。

3. 施工温度控制：在施工过程中，需要控制沥青的温度，以确保沥青的流动性和粘附性能。

五、施工工艺玄武岩纤维SMA-13高弹模沥青路面施工工法包含以下施工阶段：1. 基层处理：清理基层，修补破损部分，进行铺垫和压实。

玄武岩短切纤维改性沥青混合料路用性能分析

郝孟辉 , 郝培文 , 杨
1 2
黔 ,杨凯
1
2
( 1 长安大学材料科学与工程学院 , 陕西西安 710064; 2 长安大学公路学院 , 陕西西安 710064) 摘要 : 为改善沥青路面的质量 , 延长路面的使用寿命 , 探讨玄武岩短切纤维在增强沥青混合料路用性能方面的适用性 , 选用 AC 13C 型级配 , 通过高温稳定性、水稳定性、低温性能、疲劳性能 , 对比研究玄武岩短切纤维改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明 : 玄武岩短切纤维沥青混合料各项路用性能均能满足规格的要求。掺加玄武岩短切纤维可提高沥青混合料的高温性能 ( 动稳定度为 1 428 次 /mm ), 显著提高低温抗裂性能 ( 弯曲破坏应变为 3 478 应用于公路建设中。关键词 : 玄武岩短切纤维 ; 沥青混合料 ; 路用性能中图分类号 : U 416 217 文献标识码 : A ), 疲劳性能提高 2 倍以上。玄武岩短切纤维可作为改善沥青路面路用性能的改性剂
从车辙试验可知 : 两种类型的混合料均满足规范的要求。玄武岩短切纤维沥青混合料的高温稳定性远高于基质沥青混合料。掺加 0 3% 的玄武岩短切纤维可以很好的提高 AC 13C 型沥青混合料的动稳定度 , 其动稳定度为 AC 13C 型基质沥青混合料的 1 62 倍。其原因为玄武岩短切纤维的端部有明显的突起 , 均匀分散于混合料中的纤维相互搭接 , 利于桥接与加筋作用的发挥 , 使路面传递的荷载可以及时的分散于矿质骨料和沥青胶浆中 , 从而有效提高沥青混合料的高温稳定性。另一方面 , 玄武岩纤维的加入对沥青胶浆有稳定作用 , 使沥青的稠度增大 , 有效阻止或减小了沥青在高温时的流动。混合料高温车辙变形 , 主要是由于矿料间的相对滑移引起 , 而纤维对沥青的稳定作用可有效的阻碍和约束矿料间的滑移 , 从而增强了矿质骨料的相对稳定性 , 减小了剪切变形和竖向变形的产生。 3 2 水稳定性检验与分析水损害是沥青路面的主要病害之一, 无论是在冰冻地区 , 还是南方多雨地区 , 水损害都有可能发生。水害会使沥青与集料脱离 , 使路面出现松散、剥离、坑洞等病害, 严重危害路面的使用性能。通过残留稳定度和冻融循环劈裂试验 , 对所设计的级配进行水稳性测试 , 试验结果见表 6 。

玄武岩纤维在重载交通沥青路面中的应用研究

玄武岩纤维在重载交通沥青路面中的应用研究李献勇【摘要】重交通沥青混凝土路面早期路面破坏较为严重,夏季高温季节易出现车辙、推移、拥包等病害,多雨季节易出现坑槽、松散、剥落等水毁病害.在沥青混合料中掺入纤维来改善沥青路面的路用性能已经成为一种成熟的施工工艺,相比其他类型的纤维,玄武岩纤维具有传统纤维所不具备的优势,与沥青混合料具有较好的相容性,避免纤维与混合料离析的现象.通过对SMA-13沥青混合料进行高温稳定性、低温抗开裂性、水稳定性等路用性能研究得出:玄武岩纤维掺量为0.3％、长度为6 mm 时,沥青混合料整体路用性能最优.【期刊名称】《河南科学》【年(卷),期】2019(037)005【总页数】5页(P792-796)【关键词】玄武岩纤维;矿料级配;最佳油石比;沥青混合料;路用性能【作者】李献勇【作者单位】岩土科技股份有限公司,杭州 317300【正文语种】中文【中图分类】U416.217随着我国经济的快速发展，对高速公路服务质量要求越来越高. 随着交通量的日益增长，特别是重轴载车辆的增加，新建道路在投入运营早期就会出现车辙、松散、裂缝等早期病害，严重影响高速公路的服务水平，缩短道路的使用年限，增加道路前期的养护成本［1-4］. 因此，如何提高路面的施工质量，改善路面的服务质量，延长沥青路面的使用年限，已成为交通行业面临的首要问题［5-8］. 相关学者对沥青混合料的力学性能展开了大量研究，并取得一定的研究成果，其中，将增强纤维加入到沥青混合料中来改善沥青路面的路用性能已经成为一种成熟的施工工艺［9-13］. 纤维对沥青混合料具有“吸附”和“加筋”的作用，能够减缓沥青路面在高温条件下泛油以及降低剪切破坏的出现，从而改善沥青路面的高温抗车辙能力；当沥青路面处于低温环境中，分散在沥青混合料中的纤维能够分散温度应力，减少沥青路面低温开裂病害的形成；纤维的掺入能够增加沥青混合料中沥青的用量，从而改善沥青路面的柔韧性，沥青膜的加厚也能够改善沥青路面的水稳定性［14-19］. 本文选用玄武岩纤维这种外加材料，通过对SMA-13 沥青混合料配合比设计，确定沥青混合料最佳油石比及玄武岩纤维最佳掺量，最后研究玄武岩纤维的掺入对SMA-13 沥青混合料路用性能的影响，为延长重交通沥青路面的使用寿命具有指导意义.1 原材料性能及配合比设计1.1 沥青性能SMA 沥青混合料要求沥青有较高黏度，使得沥青和集料粘附性较好，保证混合料有较好的高温和低温性能. 本文选用的是SBS I-C 改性沥青，道路工程中采用改性沥青铺设的路面能兼顾高低温性能要求，而且耐久性也较好. 参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20—2011）中的规定对沥青相关参数进行试验，试验结果见表1.表1 SBS改性沥青主要技术指标试验结果Tab.1 Test results of main technical indexes in SBS modified asphalt检测项目针入度（25 ℃）/0.1 mm延度（5 cm/min，5 ℃）/cm软化点/℃溶解度/%运动黏度（135 ℃）弹性恢复（25 ℃）RTFOT后残留物质量变化/%针入度比（25 ℃）/%残留延度（5 ℃）/cm技术要求60～80≥30≥55≥99≤3≥65±1.0≥60≥20试验结果69 42 63 99.4 2.6 69-0.47 73 271.2 纤维性能木质素纤维是一种棉絮状的有机纤维，为了施工的方便，工程中常用的木质素纤维是灰色颗粒状的，本文选用的木质纤维素主要技术指标试验结果见表2.表2 木质素纤维主要技术指标试验结果Tab.2 Test results of main technical indexes in lignin fibers检测项目灰分含量/%pH值纤维长度/mm含水率/%密度/（g·cm-3）吸油率试验结果18±5 7.5±1.0≤6≤5/≥纤维质量的5倍技术要求19.3 7.1 5.4 4.2 1.12 5.7玄武岩纤维是以天然玄武岩经过1450～1500 ℃高温后拉丝而成，纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色，有些似金色. 玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，本文选用的玄武岩纤维主要技术指标试验结果见表3.表3 玄武岩纤维主要技术指标试验结果Tab.3 Test results of main technical indexes in basalt fibers检测项目纤维长度/mm直径/μm断裂强度/MPa密度/（g·cm-3）吸油率/%试验结果6.115 11.63 1872 2.67 173.8技术要求6×（1±10%）6～18 1400～2400 2.5～2.9≥501.3 沥青混合料配合比设计本研究沥青混合料选用的级配类型为SMA-13，粗集料为3～5 mm、5～10 mm、11～15 mm 玄武岩碎石、细集料为0～3 mm 石灰岩机制砂，填料选用石灰岩磨制的矿粉，经检测粗、细集料及矿粉各项指标满足相关规范要求. SMA-13沥青混合料级配设计结果见表4. SMA-13沥青混合料最佳油石比以及马歇尔试验结果见表5.表4 SMA-13沥青混合料矿料级配设计Tab.4 Aggregate gradation design ofSMA-13 asphalt mixture混合料级配SMA-13类型上限下限设计级配通过下列筛孔（mm）的质量百分率/%13.2 100 90 94.3 9.5 75 50 64.6 4.75 34 20 28.4 2.36 26 15 19.1 1.18 24 14 17.4 0.6 20 12 15.3 0.3 16 10 11.9 0.15 15 9 11.3 0.075 12 8 8.9表5 沥青混合料最佳油石比及马歇尔试验结果Tab.5 Optimum asphalt-aggregate ratio of asphalt mixture and Marshall test results混合料类型SMA-13毛体积相对密度（g/cm3) 最佳油石比/%6.2毛体积相对密度/（g·cm-3）4.478本研究沥青混合料选用的级配类型为SMA-13，粗集料为3-5mm、5-10mm、11-15mm 玄武岩碎石、细集料为0-3mm 石灰岩机制砂，填料选用石灰岩磨制的矿粉，经检测粗、细集料及矿粉各项指标满足相关规范要求。

玄武岩纤维在高速公路长上坡路段沥青路面中的应用研究

玄武岩纤维在高速公路长上坡路段沥青路面中的应用研究摘要：结合黄衢高速公路长上坡路段沥青路面上面层添加玄武岩纤维的试验研究，分析了玄武岩纤维沥青混合料的路用性能，对提高沥青混合料的使用寿命，实现公路建设的可持续协调发展具有重要的社会和经济意义。

关键词：长上坡路段、玄武岩纤维、沥青混合料、性能评价Basalt fiber in long uphill expressway asphalt pavement applicationHuang Tianyuan Chen JianrongAbstract: combined with Huang Qu long uphill expressway asphalt pavement layer added basalt fiber test research, analysis of the basalt fiber asphalt mixture road performance of asphalt mixture, to improve the service life of highway construction, realizing sustainable development has important social and economic significance.Key words: long uphill section, basalt fiber, asphalt mixture, performance evaluation近几年来，纤维在沥青路面中被广泛应用，其中有聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、木质素纤维、玄武岩纤维等。

根据调查，山区高速公路长上坡路段沥青路面的车辙已经成为当前营运高速公路沥青路面的一种普遍性病害。

为探讨玄武岩纤维在长上坡路段增强沥青混合料路用性能方面的适用性，以黄衢高速公路为依托，结合2010年浙江省交通厅“玄武岩纤维在沥青路面中的应用”课题研究，通过相关的室内试验，研究玄武岩纤维的技术性质、玄武岩纤维增强沥青混合料的机理及其路用性能。

玄武岩纤维增强AC-13C沥青混合料性能研究

DOI：10.16661/ki.1672-3791.2104-5042-6320玄武岩纤维增强AC-13C沥青混合料性能研究①陈昌宇(湖南省湘平路桥建设有限公司湖南长沙 410114)摘要：针对目前AC级配沥青混合料性能不足，采用掺加0.4%玄武岩纤维增强AC-13C沥青混合料性能，通过马歇尔试验方法，分别确定了未添加玄武岩纤维AC-13C的最佳油石比4.9%，添加0.4%玄武岩纤维AC-13C 的最佳油石比为5.2%；采用车辙试验、低温弯曲梁试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验等，分析了添加玄武岩纤维对AC-13C沥青高温性能、低温抗裂性能和水稳定性的影响。

结果表明：添加玄武岩纤维可有效提高AC-13C沥青混合料的抗车辙性能、弯拉应变、残留稳定度和残留强度比，说明玄武岩纤维的加筋、桥接、增韧等增强作用可显著提升AC-13C的路用性能，并提升其耐久性。

关键词：道路工程玄武岩纤维 AC-13C沥青混合料油石比路用性能中图分类号：U414 文献标识码：A文章编号：1672-3791(2021)03(c)-0116-05research on Performance of Basalt Fiber reinforcedAC-13C Asphalt MixtureCHEN Changyu(Hunan Xiangping Road and Bridge Construction Co., Ltd., Changsha, Hunan Province, 410114 China)Abstract : In view of the per formance of AC-13C asphalt mixture is insuf f icient at present, the performance of AC-13C asphalt mixture is enhanced by adding 0.4% basalt f iber, and the optimal asphalt to stone ratio of 4.9% without adding basalt f iber and 5.2% with adding 0.4% basalt f iber AC-13C are determined by Marshall test method. The inf luence of basalt f iber on the high temperature performance, low temperature crack resistance and water stability of AC-13C asphalt was analyzed by rutting test, low temperature bending beam test, soaking Marshall test and freeze-thaw split test. The results show that the addition of basalt f iber can effectively improve the rutting resistance, bending strain, residual stability and residual strength ratio of AC-13C asphalt mixture, which indicates that the reinforcement, bridging and toughening of basalt f iber can signif icantly improve the road performance and durability of AC-13C asphalt mixture.Key Words : Road engineering; Basalt f iber; AC-13C asphalt mixture; Asphalt-aggregate ratio; Road performance①作者简介：陈昌宇（1987—），男，硕士，工程师，研究方向为道路工程。

玄武岩纤维加入沥青混凝土中的作用

玄武岩纤维加入沥青混凝土中，可以增加沥青油膜的强度及抗疲劳性能，增强沥青油膜的水稳定性，抗氧化及抗老化性进而提高耐久性，玄武岩纤维具有紧密的晶体结构，表面具有很好的浸润性（wetaility），可与沥青、水泥及塑料等各种基体材料紧密粘合。

纤维表面能很好地吸附沥青从而防止沥青析漏。

掺加纤维可增大沥青膜的厚度，有助于减缓沥青老化，降低沥青温度敏感性及长期保持粘弹性。

玄武岩纤维具有很好的表面亲和力或表面浸湿性，纤维－沥青界面上存在很大的界面张力和粘着力，可起到稳定沥青的作用，增强弹性恢复能力。

高强度且细微的玄武岩纤维（相当于配筋）可抵消或释放温差应力，从而抑制沥青混凝土的裂纹形成与扩展，提高沥青胶浆的裂纹自愈能力及弹性恢复能力，从而提高沥青混凝土的韧性，克服沥青混凝土的低温脆性，对防止沥青混凝土冷脆破坏具有非常理想的效果。

玄武岩纤维具有较高的弹性模量及适宜的断裂延伸率，有助于提高沥青混凝土弹性变形恢复能力，减少永久塑性变形及裂纹的产生。

微裂纹生成后，均匀分布的空间纤维网络可帮助释放裂纹尖端形成的应力集中，从而阻止裂纹的进一步失稳扩展直至断裂破坏。

添加纤维的沥青混凝土疲劳寿命几乎是未加纤维的普通沥青混凝土的100倍。

玄武岩纤维的沥青路面应用价值

目录几种常用纤维品种使用特性分析 (2)木质纤维 (2)聚酯纤维 (2)矿物棉纤维 (2)玄武岩纤维在沥表面中表现出六个方面的明显作用 (3)高温稳定性明显增强 (3)抗变形能力明显增强 (3)路面的耐久性增强 (3)有较好的化学稳定性 (3)使沥青混合料表现出较好的水稳性 (3)高强度的加筋抗拉伸作用 (3)压实注意事项 (4)参考来源：https:///p-311748947140.html玄武岩纤维的特性及在沥青路面中的研究应用几种常用纤维品种使用特性分析用于增强沥青混凝土高温稳定性和低温抗裂性的纤维品种有多种，但其效果各不相同，目前主要被大家广泛采用的有以下几种。

木质纤维木质纤维是天然木材或纸质经过化学处理得到的有机纤维，其主要作用是吸油，但吸水率太高，不耐高温，因其纤维几乎没有拉伸强度，因此对沥青路面的低温抗裂性几乎起不到作用。

聚酯纤维聚酯纤维是高聚合物合成的有机纤维，其延伸率较高，因其由塑料提炼加工而成，其表面光滑，与沥青的粘结效果不好，而且其熔点较低，拌合时极易熔化或受损。

高温时因本身的耐高温性能差，随沥青混凝土的软化纤维也随之变形，对集料的约束稳定作用明显下降；低温情况下，纤维变脆易断，又会使沥青混凝土变硬、变脆，造成结构不稳定或抗老化性能减弱。

矿物棉纤维矿物棉纤维是目前高速公路上使用较多的一种合成矿物质纤维，美国及欧洲一些国家曾广泛使用，但因其形态为不规则的棉絮状，有渣球及粉末，不仅直接影响了其加筋效果，而且拌合时不易拌匀，易形成团块，再加上此种纤维对人体有害，是人造的可吸入纤维，易引起身体不适，皮肤发痒等病症，因此这种纤维在推广应用上受到了一定的限制。

玄武岩纤维在沥表面中表现出六个方面的明显作用高温稳定性明显增强由于纤维可在-269-650℃范围内连续工作，大大地超过沥青工作要求范围，完全适应190℃沥青搅拌施工时的高温要求，同时纤维本身优异的耐高温性能也可大幅改善沥青路面高温抗车辙变形能力。

公路沥青路面玄武岩增强纤维应用分析

公路沥青路面玄武岩增强纤维应用分析摘要：目前，我国公路交通流量不断增加，路面车辙、推移、裂缝、坑槽等问题时有发生，特别是在山区，由于路面纵坡度大，在道路行驶过程中，车辆对路面的受力呈几何倍数增长，从而导致沥青混凝土路面的使用寿命减少，严重影响了道路的安全和城市形象。

文章通过介绍玄武岩纤维在工程中的应用，从施工技术到质量控制要点等几个方面剖析了玄武岩纤维各关键施工工艺，为后续的同类工程应用提供参考。

关键词：沥青路面；玄武岩增强纤维；应用中图分类号：U415 文献标识码：A引言以玄武岩纤维为增强体制成的玄武岩纤维复合材料在耐高温性、化学稳定性、耐腐蚀性、导热性、绝缘性以及耐摩擦性等多项技术指标方面都优于玻璃纤维复合材料；同时，玄武岩纤维可在部分技术领域替代碳纤维，避免了碳纤维严重短缺、价格昂贵的弊端；玄武岩矿石在熔化过程中不产生硼和其他碱金属氧化物等有害物质，绿色环保，而且玄武岩纤维能自然降解分解后即为土壤母质，对环境不会造成二次污染，符合“碳中和、碳达峰”指标要求，是一种生态环境材料，被誉为“21 世纪新型环保材料”。

1 玄武岩增强纤维特性1.1 承载能力高混凝土的最大缺陷在于其抗弯强度较低，且易发生收缩及破损。

易受冲击载荷破坏的物料脆性较大。

作为一种建材，它直接关系到建筑物的安全与可靠。

充分发挥了玄武岩纤维的高弹性及抗冲击性。

有效减少混凝土的易损性是混凝土的高支撑力、混凝土裂缝及侵略性。

此外，玄武岩纤维具有较长的形态、较大的表面积和较多的纤维单位。

是由水泥组成的统一的、具有随机分布的三维结构。

在相同结构的大提升体系下，发生碰撞不会产生巨大的变形。

玄武岩纤维在均匀分布时，其抗冲击能力较强。

该玄武岩纤维含量为0.11，玄武岩纤维加固混凝土的强度最高。

因此，在高速公路上玄武岩纤维水泥获得大范围使用，在机场跑道等的撞击下，也可用于混凝土建筑。

1.2 加强高架增强碳纤维具有最好的强度和抗腐蚀性能。

碳纤维增强技术是近几年发展起来的一项新技术。

AC-13C玄武岩纤维沥青混合料路用性能试验研究

表５ＡＣ一１３Ｃ浸水马歇尔试验结果
表２细集料试验结果
粒径（ＩＩｌＩＴ１）００７５．０．１５０．１５０．３ｌ０．３－０．６ｌ０．６．１．１８Ｉ１．１８－２．３６ｌ２．３６－４．７５表观相对密度２．５６３２．５５９ｌ２．５６７Ｉ２．６１５Ｉ２．６５１ｌ２．６８０
均匀称取一个试件所需的用量，用小铲将混合料人试模中，对马歇尔试件双面击实７５次后，静置２４ｈ脱摸。然后测定马歇尔试件相应的物理指标和力学指标。玄武岩纤维掺量为０Ｉ３％。为对比玄武岩纤维对沥青混合料性能的改善作用，本文利用未掺加玄武岩纤维的沥青混合料作为参考，对不掺纤维的ＡＣ一１３Ｃ沥青混合料进行马歇尔试验，确定其最佳沥青用量，相应的
论文以悬浮密实型源青混合料ＡＣ一１３Ｃ为研究对象，用于沥青混凝土路面的热至１９００Ｃ备用，ＳＢＳ改性沥青加热至１７５。Ｃ。将集料加入已预热至１８５。Ｃ
上面层，研究ＡＣ一１３Ｃ混合料掺加玄武岩纤维的路用性能。
（１）标试验依据《公路工程集料试验规程》（ＪＴＪ０５８ — ２０００），对集料的密度进行测定，其中粗集料的密度采用网篮法测定，

基于玄武岩纤维在沥青混凝土路面中的应用

基于玄武岩纤维在沥青混凝土路面中的应用为了更好地应用纤维材料，尽可能提高沥青混凝土自身的质量和性能，分析了玄武岩纤维自身的特点，并且研究了玄武岩纤维在制作沥青混凝土路面过程中的相关工艺和应用，为沥青混凝土施工人员提供详细的资料，使施工人员深入了解其性能。

标签：玄武岩纤维;沥青混凝土;作用1 原材料介绍1.1 沥青根据实际的研究与实验表明，SMA沥青混合料建筑成的路面，在极高的温度下会软化，仍然可以使用，在温度极低的环境中也不会出现裂缝，而且具有很强的耐磨性和持久性。

沥青的使用必须要根据实际情况而定，一般情况下可以通用，但在特殊的环境中，必须使用改性沥青才能够取得预期效果。

1.2 集料集料是SMA沥青混合料制作中不可缺少的一部分，在使用过程中必须要选择质量好的岩石所粉碎的碎石，如本文所研究的玄武岩，或者是花岗岩等质地好的石料，质地较软的石料不符合施工标准，不予采用。

SMA沥青混合料使用的细集料要求严格，高强度，表面纹理清晰，而且内部的黏土含量不得超过1%，最好是使用人工机械磨制的人工砂。

2 玄武岩纤维2.1 特点通过实际的分析，总结出一下几点优势：（1）玄武岩纤维的直径非常小，平均直径约为5μm，具有很高的稳定性，粘性非常强。

（2）玄武岩纤维表面的浸润性非常高，在制作沥青混凝土中发挥较强的粘性，增强了沥青的黏合度，防止沥青流失。

（3）玄武岩纤维分散性非常高，与同种类纤维相比较，玄武岩纤维自身的分散性名列前茅。

沥青混凝土的制作需要搅拌，如果采用分散性较差的纤维，将会大大提高分散时间，从而延长工期。

而玄武岩纤维自身较高的分散性不但不会影响施工时间，还能够均匀的分布在混凝土当中。

（4）玄武岩纤维的力学性能非常高，其自身的抗拉性能等力学性能是钢纤维的3倍左右。

在制作沥青混凝土的过程中掺入适量的玄武岩纤维，能够大大提高沥青混凝土的粘性和抗裂性，使其具备较高的稳定性。

同时，掺入玄武岩纤维还能够提高混凝土路面的常在能力，延长路面的使用时间。