纤维改性沥青混合料研究进展

合集下载

秸秆纤维改性沥青混合料的试验及应用研究

秸秆纤维改性沥青混合料的试验及应用研究

秸秆纤维改性沥青混合料的试验及应用研究作者:黄小夏来源:《西部交通科技》2019年第12期摘要:文章对比木质素纤维改性效果,制备玉米秸秆纤维并对其在沥青混合料中的改性效果及相关性能进行了研究,同时铺筑试验路段对玉米秸秆纤维改性沥青混合料的实际应用效果进行了评价。

室内试验表明:普通沥青混合料在掺入0. 3%玉米秸秆纤维后,其动稳定度提高了30. 8%,低温破坏应变提高了20.3%,冻融劈裂强度比与残留稳定度分别提高了4.1%、4. 5%,路用性能优异;相比于木质素纤维改性沥青混合料,普通沥青混合料在掺入0.3%玉米秸秆纤维后,其高温稳定性优于前者,低温抗裂性与水稳定性能与前者相当。

工程应用实例表明:采用玉米秸秆纤维进行沥青路面上面层铺筑的试验路段,在通车三年内路面平整度高,无车辙病害及明显裂缝产生,实际使用性能优异,可对其进行推广应用。

关键词:玉米秸秆纤维;木质素纤维;改性沥青混合料;路用性能;室内试验中图分类号:U416. 03文献标识码:A DOI: 10. 13282/j. cnki. wccst.2019.12.007文章编号:1673 - 4874(2019)12 - 0022 - 040 引言路用纤维目前已广泛在沥青路面中应用,已有研究表明,在沥青混合料中掺入玄武岩纤维、聚酯纤维及木质素等纤维可有效改善沥青路面的高低温稳定性,大大增加了沥青路面的应用范围,以满足特殊天气及特殊车辙下的交通需要[1 -4]。

玉米作為我国重要的农作物被广泛种植,但玉米秸秆的处理目前仍无十分有效的解决途径,秸秆回收途径有限,相当一部分秸秆仍在进行焚烧处理,既造成了资源浪费又污染了环境。

由于玉米秸秆中具有一定的天然木质纤维素,考虑到目前木质素纤维在沥青路面中的应用可行性,将玉米秸秆加工成秸秆纤维为玉米秸秆的处理提供了一种新的思路。

目前国内外已对类似的“生物纤维”进行了相关研究。

Ochepo[5]研究发现在路面基层材料中掺入一定的蔗渣纤维可有效增加路面基层的强度;Panda[6]对椰子纤维进行了试验研究,试验表明在SMA沥青混合料中掺入一定量的椰子纤维可有效改善路用性能,并且得到椰子纤维的最佳掺量为0. 3%;李魏巍[7]的研究表明棉秸秆纤维与木质纤维对沥青混合料的改性效果相似,路用性能相近。

纤维对沥青混合料性能影响试验分析

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。

聚酯纤维改性沥青混合料试验及应用研究

聚酯纤维改性沥青混合料试验及应用研究

聚酯纤维改性沥青混合料试验及应用研究摘要:沥青作为道路建设的传统材料,由于其易于施工和经济性,一直是道路建设的主要选择。

然而,随着交通量的增加和车辆重量的提升,传统沥青材料面临着高温稳定性不足、低温裂缝和老化等问题。

近年来,改性沥青的研究和应用日益受到关注,尤其是聚酯纤维改性沥青。

聚酯纤维因其独特的物理和化学特性,被认为是提升沥青性能的有效材料。

本文致力于探讨聚酯纤维改性沥青混合料的性能特点及其在道路建设和维护中的实际应用,旨在为提高道路材料的性能和延长道路使用寿命提供新的解决方案。

关键词:聚酯纤维;改性沥青;混合料;试验;应用途径引言:聚酯纤维作为改性剂在改性沥青中的引入,是基于提升沥青混合料性能的需求。

制备聚酯纤维改性沥青时,选择合适的聚酯纤维和基础沥青至关重要。

聚酯纤维应具备高强度、良好的耐热性和抗化学腐蚀性,以确保改性沥青混合料的性能优化。

基础沥青的选择则依赖于其粘度、软化点和渗透度,以保证混合料的稳定性和适应性。

一、聚酯纤维改性沥青的发展历程(一)早期沥青的使用和局限性沥青作在早期道路建设中的使用历史悠久。

起初,沥青因其优异的粘合性和防水特性而被广泛应用于路面铺设。

随着现代交通条件的发展和车辆重量的增加,沥青的若干局限性逐渐显现,对其应用范围和效果构成了显著制约。

高温条件下,沥青会变软,导致路面出现车辙和流动现象,尤其是在炎热地区和高交通负荷的情况下尤为明显,而寒冷环境下,沥青会变得脆硬,容易产生裂缝,影响道路的平整性和安全性,还可能随着温度变化和车辆荷载的作用逐渐扩大,增加道路维护的难度和成本。

此外,若长期暴露在紫外线和氧化环境下,沥青会逐渐硬化和脆化,进而影响其性能和使用寿命,这一问题尤其在高交通密度和强紫外线照射的地区更为突出。

(二)聚酯纤维的初步应用聚酯纤维的发展历程始于20世纪初,标志着高分子化学领域的一项重大突破。

其研发起源于对更高效、更经济的合成纤维材料的需求,旨在替代或补充传统的天然纤维,如棉和羊毛。

温拌阻燃纤维沥青混合料性能的研究

温拌阻燃纤维沥青混合料性能的研究

安全造成威胁。 种新型温拌改性沥青混合料, 它具有拌和温度低, 路用性能

好, 阻燃效果优良的特点。
收稿 日期: 0 1 0 — 2 2 1 - 5 1
作者简介 : 路彦, 1 8 男, 9 7年生 , 河南周 口人, 硕士研究生。地址: 广州
市 大 学 城 外 环 西 路 10号 , — i lyn 7 0 6 . n。 0 E ma :ua 0 3 @13c l o
沥青。 泰普克重交沥青是用于重交通道路的一种石油沥青, 和
难以 满足高速公路、 重载交通道路等重要工程的要求。热拌沥 普通沥青相比, 其低温柔性好, 耐热性能高, 延伸性能好, 能适
青混合料是应用最为广泛、 比z优良的一种混合料。但是 合更多的使用环境。 路用, H k ̄ o -g , 在热拌沥青混合料生产过程中, 沥青与集料需要在 10 10 5~8 高温条件下拌和,这将消耗大量能源且会加剧沥青的老化f l 】 。 在隧道 ( 尤其是长隧道) 这种相对封闭的环境中施工, 烟气很 难及时排除, 不仅增加了施工难度, 而且沥青挥发出的油分蒸 汽会与周围空气组成混合气体,当油分蒸汽的饱和度增加到
表 4 粗集料测试结果
在调配温拌阻燃纤维沥青的过程中,需慢慢添加温拌剂 于加热成液态的基质沥青中, 并不断搅拌, 搅拌温度控制在
10 10 直至没有气泡冒出时为止, 3—4 ℃, 此时温拌剂中的水分 蒸发完毕。 然后往调制好的温拌沥青中添加纤维改性剂, 再次 进行搅拌, 直至流动性能达到倒模的要求。 再在调制好的热熔 温拌纤维沥青中添加阻燃剂, 掺量为 1%, 5 确保搅拌 2 i 0 n a r
程中均无有害物质排放,而且还能中和燃烧过程中产生的酸
3 温拌阻燃纤维沥青混合料的研 究

聚酯纤维沥青混合料路用性能研究

聚酯纤维沥青混合料路用性能研究

为实现在工程质量和应用稳定性,新的建筑材料被迫切需 要。而聚酯纤维沥青混合料在实际的施工中被广泛使用,其路 用性能的良好表现是使这一切成为现实的根本原因。通过实践 检验和长期监测,可以对该混合料的路用性能和应用效果有更 大认可。
1 聚酯纤维沥青混合料应用概述 近些年来,我国加大了基础设施领域的全面建设,尤其是
2.3 沥青混合料路用性能分析 (1)高温抗车辙性能。试验条件:在60℃±1℃、 0.7MPa±0.05MPa条件下进行车辙试验,以检验聚酯纤维改性 沥青混合料的高温稳定性。从车辙试验结果来看,其动稳定度 为4135次/mm,远远大于规范要求,说明聚酯纤维改性沥青混 合料具有良好的抗车辙能力。 (2)抗水损害性能。从试验结果来看,改性沥青混合料 的抗水损害性均能满足规范要求,表明聚酯纤维改性沥青能够 充分发挥其高黏度的特点,与矿料结合紧密,可防止混合料在 水作用下过早破坏。 (3)低温抗裂性能。试验条件:试件(轮碾法)碾压 成型后,切制成长250mm±2.0mm,宽30mm±2.0mm,高 50mm±2.0mm的棱柱体小梁,其跨径为200mm±0.5mm。试验温 度为0℃±0.5℃,恒温水槽采用1∶1的甲醇水溶液作冷媒介质, 并循环回流。由于聚酯纤维具有良好的抗拉强度和断裂伸长度, 它的掺入将使沥青混凝土的内部结构更加优化,从而使其抗裂性 能得到改善。一般情况下,沥青混合料储存的弹性应变能越多, 低温抗裂性能就越好。从试验的数据结果来看,聚酯纤维改性沥 青混合料的破坏应变高于规范要求的16%左右,说明其有良好 的低温抗裂性能。通过聚酯纤维改性沥青混合料级配调试、配 合比设计和相关试验,表明聚酯纤维改性沥青混合料的高温稳 定性能、抗水损害性能和低温抗裂性能均满足技术要求,可作 为聚酯纤维改性沥青混合料在工程施工中的参考与依据;聚酯 纤维改性沥青混合料具有优良的路用性能,具有广阔的市场前 景,应进行深入研究,并制定相关的技术规范[2]。

SMA-13_沥青混合料掺不同纤维路用性能研究

SMA-13_沥青混合料掺不同纤维路用性能研究

0引言随着我国高速公路的蓬勃发展,沥青路面作为主要的铺装形式得到大面积推广。

由于我国交通运输量不断增加,在环境因素和持续重交通荷载量的作用下,沥青路面往往过早出现松散脱粒、车辙、水损害、开裂等病害现象,而沥青混合料掺入纤维材料后可有效提升其各项性能、防止路面病害的发生,该结论已得到相关文献的证实[1-3]。

纤维材料主要应用于SMA 沥青混合料中,起到减少路面破坏、延长道路使用年限的作用。

目前,纤维材料在SMA 沥青混合料中应用较多的主要是木质素纤维和玄武岩纤维。

刘福军[4]对比分析玄武岩纤维、木质素纤维、聚酯纤维改善AC-16C 、SMA-13两种沥青混合料性能的效果,得出结论:玄武岩纤维改善沥青混合料性能方面优于木质素纤维和聚酯纤维。

对于聚合物化学纤维的研究,也有大量的结论可供参考[5]。

矿物纤维和聚合物化学纤维造价成本较高,木质素纤维大部分取自原木,生长周期慢,并且为积极响应国家退耕还林及绿色生态环境环保的政策,应尽量采用绿色环保材料。

我国具有丰富的竹资源[6],竹纤维是一种天然环保的有机纤维,具有良好的强度、韧性[7]、较高的耐磨性和良好的染色性。

鉴于竹纤维SMA 沥青混合料路用性能的研究较少,本文以包括竹纤维在内的3种纤维对SMA-13沥青混合料综合性能的影响进行对比分析,优选纤维种类,为工程实践的选择提供参考依据。

1原材料及配合比1.1沥青本文采用SBS 改性沥青作为胶结料,沥青为国产品牌,相关技术指标见表1。

表1SBS 改性沥青技术指标项目指标针入度(25℃,100g ,5s )/(0.1mm )软化点(℃)5℃延度(cm )135℃运动黏度/(Pa·s )25℃弹性恢复(%)闪点(℃)溶解度(%)密度/(g/cm³)TFOT 加热试验后质量损失(%)针入度比(%)5℃延度(cm )试验结果5169281.58326099.61.0300.26920规范要求40~60≥60≥20≤3≥75≥230≥99实测±1≥65≥151.2矿料采用的集料来自广西来宾市某石场,粗集料为辉绿岩、细集料为石灰石石屑,矿粉为磨细石灰石粉,性能均满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)的要求。

复合改性纤维沥青混合料路用性能研究的开题报告

复合改性纤维沥青混合料路用性能研究的开题报告

复合改性纤维沥青混合料路用性能研究的开题报告一、研究背景近年来,随着城市化进程的不断推进,道路建设需求不断增加。

而道路建设中的路面材料是保障道路使用寿命和行车安全的重要元素。

纤维沥青混合料由于其优异的路用性能,在道路建设中得到了广泛应用。

但是,随着不断变化的路况和车流量的增加,对纤维沥青混合料的路用性能提出了更高的要求。

因此,如何进一步提升纤维沥青混合料的性能,成为了当前道路建设的研究热点之一。

复合改性是一种新型的材料改性方法,通过将不同性质的材料混合,形成具有协同效应的改性材料,从而提升原材料的性能。

纤维沥青混合料的复合改性,对于其路用性能的提升具有重要意义。

因此,开展复合改性纤维沥青混合料路用性能研究,具有重要的理论和应用价值。

二、研究内容和方法1.研究内容本研究拟采用复合改性的方法,对纤维沥青混合料进行改性,以提升其路用性能。

具体研究内容包括:(1)选取适宜的复合改性材料;(2)制备复合改性纤维沥青混合料及其掺配比例;(3)对复合改性纤维沥青混合料进行路用性能测试,包括稳定性、抗水剥离性、耐久性、抗老化性等指标分析。

2.研究方法本研究将采用以下方法:(1)文献调研,深入了解复合改性的理论和研究现状;(2)通过试验对纤维沥青混合料进行复合改性,选取适宜的复合改性材料和掺配比例;(3)通过室内稳定性试验、抗水剥离试验、耐久性试验、抗老化试验等指标测试,对复合改性纤维沥青混合料的路用性能进行分析和评价。

三、预期研究结果本研究预期通过复合改性的方法,提升纤维沥青混合料的路用性能,具体包括:(1)寻找出复合改性材料的最佳组合,确定最优的掺配比例;(2)提高纤维沥青混合料的稳定性和抗水剥离性;(3)提高纤维沥青混合料的耐久性和抗老化性;(4)对纤维沥青混合料进行综合评价,为道路建设提供优质的路面材料。

四、研究意义本研究将从复合改性的角度出发,提升纤维沥青混合料的路用性能。

这对于改善城市道路状况,延长道路使用寿命,提高行车安全具有重要意义。

不同纤维对SBS胶粉复合改性沥青混合料性能影响

不同纤维对SBS胶粉复合改性沥青混合料性能影响

不同纤维对SBS/胶粉复合改性沥青混合料性能影响周乐东,鲁斌(长沙理工大学公路工程试验检测中心,长沙 410000)摘要:为进一步提高SBS/胶粉复合改性沥青混合料性能,采用不同类型的纤维对混合料进行改善,评价了其水稳定性能、高温性能、低温性能等指标。

结果表明:纤维改善了SBS/胶粉复合改性沥青混合料,以玄武岩纤维效果最佳,木质素纤维最差;当纤维的用量大于0.3%时,纤维对混合料的改善效果不明显;用量为0.3%的玄武岩纤维改善SBS/胶粉复合改性沥青混合料时,SBS/胶粉复合沥青混合料的强度、水稳定性、高温性能及低温性能达到最优。

关键词:SBS/胶粉复合改性 玄武岩纤维 聚酯纤维 木质素纤维 混合料性能SBS改性沥青赋予沥青优异的高温、低温性能及抗老化等性能,是目前道路工程中对沥青改性效果最普遍的一种改性剂[1-2]。

但SBS改性沥青仍存在一些缺点,如耐老化性较差,价格昂贵等[3-4]。

因此,为了更好的发挥SBS沥青的优势,可考虑采用一些材料代替部分SBS,以期能将SBS改性沥青混合料更好地应用到道路工程当中。

由于工业快速发展,产生了大量的废旧轮胎及废弃的橡胶材料,对环境造成重大污染,需要进行有效处理[5-7]。

国内外研究者采用橡胶对沥青进行处理,有效地提高了混合料的高温性能,降低路面噪音,且降低了改性沥青的成本,有望解决废旧橡胶对环境造成污染的问题,具有很好的研究应用前景[7-9]。

将SBS与胶粉进行复合对沥青进行改性,沥青同时具备橡胶和SBS改性剂二者的优点,已有大量研究人员进行研究,但仍存在高低温性能较差的缺点[10-13]。

因此,本文采用纤维增强剂对SBS/胶粉改性沥青混合料性能进行改善。

通过研究三种不同纤维对复合改性沥青混合料的性能改善效果,选出对SBS改性剂与胶粉复合改性沥青混合料的改善效果最优的纤维种类及其最佳掺量。

1 原材料与方法1.1 原材料本文采用的沥青为SBS/胶粉复合改性沥青,改性沥青由SBS改性剂、胶粉、稳定剂按照5%:18%:0.2%的比例添加到沥青中。

玄武岩纤维沥青混合料性能研究

玄武岩纤维沥青混合料性能研究

玄武岩纤维沥青混合料性能研究王洋李雪萍薛冰摘要为预防沥青路面病害的形成,将纤维添加到沥青混合料中已得到广泛应用。

为了研究玄武岩纤维对沥青路面的影响,本文选用动态剪切、拉伸试验对掺有6%纤维沥青胶浆的抗剪能力、延展性及纤维沥青混合料性能进行研究。

研究表明:纤维的掺入能够增强沥青胶浆的抗剪切能力及高温稳定性;当纤维掺入量为0.4%时,混合料路用性能最优。

关键词玄武岩纤维;纤维胶浆;沥青混合料;路用性能1沥青混合料级配设计1.1原材料性能沥青为SBS改性沥青,其主要技术指标检测结果见表1,玄武岩纤维为GBF17μm-12mm短切纱,其主要技术指标检测结果见表1。

1.2配合比设计及马歇尔试验结果本文选用AC-13C混合料进行研究,粗集料为10-15mm、5-10mm、3-5mm石灰岩碎石,细集料为0-3mm石灰岩机制砂,矿粉由石灰岩磨细制成,粗、细集料及矿粉主要技术指标均满足相关规范要求,矿料级配设计结果见表2。

对普通AC-13C混合料及掺有0.4%玄武岩纤维的AC-13C混合料开展马歇尔试验,试验结果见表3。

2玄武岩纤维沥青胶浆性能将加热好的沥青置入高速剪切机,同时添加6%的玄武岩纤维,均匀搅拌30min,配置纤维沥青胶浆。

2.1高温性能本文选用动态剪切仪进行不同温度下沥青胶浆的抗剪切试验。

不同温度下沥青胶浆动态剪切强度检测结果见表4。

由表4得出:温度越高,抗剪切强度试验结果越低,这主要因为沥青胶浆随温度升高黏度降低,抗剪切能力降低引起的;同一温度时,玄武岩纤维的掺入可以增强沥青胶浆的抗剪切性能。

2.2低温性能将加热后的沥青胶浆进行浇模,室温下放置24h,将脱模后的试件放入温度为(20±1)℃的高低温恒温水浴中2h,最后开展沥青胶浆低温性能试验,试验结果见表5。

由表5得出:掺有6%纤维的沥青胶浆抗拉伸强度试验结果明显大于未掺纤维的,而断裂延伸率试验结果刚好相反。

这是因为纤维对沥青起到加筋、增韧的效果,提高沥青的抗拉能力,降低了延展能力。

改性沥青的研究现状及展望

改性沥青的研究现状及展望

改性沥青的研究现状及展望佟天宇1,常慧亮2,(1.中国市政工程中南设计研究总院有限公司,湖北武汉430010;2.盘锦浩业化工有限公司,辽宁盘锦124000)摘要:改性沥青是道路铺筑材料的重要组成部分。

文中介绍了常见沥青改性剂的种类,分析了单一改性沥青及复合改性沥青的各项性能优势并系统论述了现阶段改性沥青研究类别及状况。

在确保沥青使用性能和环保要求的前提下,根据改性沥青特性和发展背景提出了研究手段以及发展趋势上的建议。

关键词:改性剂;改性沥青;研究状况;发展趋势中图分类号:TE626.8+6文献标识码:B文章编号:1671-4962(2021)06-0001-05Research status and prospect of modified asphaltTong Tianyu1,Chang Huiliang2(1.Central&Southern China Municipal Engineering Design and Research Institute Co.,Ltd.,Wuhan430010,China;2.Panjin Haoye Chemical Co.,Ltd.,Panjin124000,China)Abstract:Modified asphalt is an important part of road paving materials.This paper introduced the types of common asphalt modifiers,analyzed the performance advantages of single modified asphalt and compound modified asphalt,and systematically discussed the research categories and status of modified asphalt at present.According to the characteristics and development background of modified asphalt,some suggestions on research methods and development trend were put forward on the premise of ensuring the performance of asphalt and environmental protection requirements.Keywords:modifier;modified asphalt;research status;development trend石油沥青是原油蒸馏后的残渣产物,是石油炼制行业中的重要化工产品,可用于涂料、塑料、橡胶等工业以及铺筑路面等。

竹纤维对沥青及沥青混合料性能的影响研究

竹纤维对沥青及沥青混合料性能的影响研究

0引言沥青混合料是典型的黏弹性材料,在不同的载荷水平和温度下,其动态模量的衰减会导致疲劳损伤。

沥青混合料疲劳就是由这种重复荷载引起的路面开裂现象。

疲劳由3个阶段组成:微裂纹的形成、裂纹的扩展及沥青混合料在裂缝处断裂或承载能力失效。

当交通荷载重复到一定次数时,沥青路面的损伤将超过混合料的损伤承载能力,导致沥青层出现裂缝。

研究沥青混合料的抗裂性,对延长沥青路面的使用寿命具有重要意义。

提高沥青混合料性能的常用方法之一就是添加纤维。

许多研究人员研究了在沥青混合料中添加纤维对其力学性能的影响[1-2],例如天然纤维和合成纤维。

添加具有高抗拉强度的纤维,可以显著提高沥青混合料的疲劳性能和耐永久变形性,例如黄琪等[3]研究了不同纤维沥青混合料在高温下的动态模量,发现纤维的掺入可有效提升沥青混合料的动态模量和高温性能。

张抒幻等[4]研究钢渣粉/聚酯纤维沥青混合料,发现聚酯纤维形成的纤维网状结构有利于提升钢渣粉/聚酯纤维沥青混合料的水稳定性能。

上述研究表明,纤维的掺入能提高沥青混合料的性能,并能改善沥青混合料的韧性和强度模量。

竹纤维资源分布于热带和亚热带地区,目前广泛应用于纺织品和复合材料中[5]。

竹纤维属于植物纤维范畴,与木素纤维相似,但是木质素纤维基本没有力学强度。

目前,对于竹纤维在沥青路面工程中的应用研究较少。

SHENG 等[6]发现,竹纤维可用于沥青混合料中,并表现出与聚酯纤维和木质素纤维相当或更好的力学性能。

然而,为了更准确地评估竹纤维沥青混合料的性能,必须研究它们在不同载荷和温度条件下的力学性能。

因此,本研究的主要目的是通过动态模量测试研究竹纤维沥青结合料和混合料在不同载荷条件和温度条件下的力学性能。

研究结果可为竹纤维在沥青路面中的应用提供技术支持。

1原材料和试验方法1.1原材料本文采用90#沥青作为基质沥青,相关技术指标测试结果见表1。

选用的竹纤维为通过人工剪切和机械剪切后加工所得,每条纤维的平均长度和直径分别为6mm 和20μm 。

纤维增强SBS改性沥青混合料性能研究

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

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 ,

玄武岩纤维改性沥青混合料的试验研究

玄武岩纤维改性沥青混合料的试验研究

玄武岩纤维改性沥青混合料的试验研究首先,本文将介绍玄武岩纤维改性沥青混合料的材料组成与制备方法。

该材料主要由沥青、玄武岩纤维和骨料组成。

其中,玄武岩纤维作为一种
改性材料,可增强沥青混合料的力学性能和稳定性。

制备方法主要包括混合、加热、搅拌等步骤。

接下来,本文将详细介绍试验方法与试验设备。

试验方法主要包括压
实度试验、抗剪强度试验和弯曲抗裂试验等。

试验设备包括压实机、剪切
仪和弯曲试验机等。

随后,本文将进行试验研究。

首先进行压实度试验,测量不同沥青含
量下玄武岩纤维改性沥青混合料的压实度。

其次进行抗剪强度试验,测量
不同玄武岩纤维掺量下玄武岩纤维改性沥青混合料的抗剪强度。

最后进行
弯曲抗裂试验,评估玄武岩纤维改性沥青混合料在不同温度下的弯曲抗裂
性能。

试验结果显示,玄武岩纤维改性沥青混合料的压实度随沥青含量的增
加而增加,抗剪强度随玄武岩纤维掺量的增加而增加,弯曲抗裂性能在不
同温度下均表现出较好的性能。

最后,本文将对试验结果进行分析与讨论。

通过对试验结果的分析与
讨论,探讨了玄武岩纤维改性沥青混合料的性能特点。

同时,本文还对该
材料的应用前景进行了展望。

综上所述,本文通过对玄武岩纤维改性沥青混合料的试验研究,揭示
了该材料的性能特点及应用前景。

希望本文的研究成果能够对相关领域的
科研工作和工程实践具有一定的指导作用。

硅藻土与聚酯纤维复合改性沥青混合料的路用性能研究

硅藻土与聚酯纤维复合改性沥青混合料的路用性能研究

62陈佳铮硅藻土与聚酯纤维复合改性沥青混合料的路用性能研究硅藻土与聚酯纤维复合改性沥青混合料的路用性能研究陈佳铮(广东省南粤交通揭惠高速公路管理处,广东揭阳522000)摘要:将硅藻土与聚酯纤维同时掺入AC-13沥青混合料中,采用60℃车辙试验、低温劈裂试验、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验及四点弯曲疲劳试验,针对不同改性沥青混合料进行路用性能及抗疲劳耐久性能分析,得出以下结论:硅藻土能够增强沥青胶结料与集料的粘结性,而聚酯纤维在沥青混合料中能起到良好的桥接、增韧、阻裂、传递等作用,故掺入硅藻土或聚酯纤维均能改善沥青混合料的路用性能和抗疲劳耐久性能;硅藻土改性沥青混合料的高温抗车辙性能和水稳定性能优于聚酯纤维沥青混合料,但其低温抗裂性能和抗疲劳耐久性能较差;与硅藻土、聚酯纤维单一改性相比,复合改性沥青混合料的各项性能均表现最佳,采用硅藻土与聚酯纤维复合改性可综合提升沥青混合料的服役质量和使用寿命。

关键词:沥青混合料;硅藻土;聚酯纤维;路用性能;抗疲劳耐久性能中图分类号:U 414Study on Road Performance of Diatomite and Polyester Fiber Composite Modifi edAsphalt MixtureCHEN Jia-zheng(Guangdong Nanyue Traffi c Jiehui Expressway Management Offi ce, Jieyang 522000, Guangdong, China)Abstract: Diatomite and polyester fi ber were mixed into AC-13 asphalt mixture at the same time, and the road performance and fatigue resistance of diff erent modifi ed asphalt mixtures were analyzed by using 60 ℃ rutting test, low-temperature splitting test, freeze-thaw splitting test, immersion Marshall test and four-point bending fatigue test, and the following conclusions were drawn: Diatomite can enhance the adhesion of asphalt cement and aggregate, polyester fi ber can play a good role in bridging, toughening, crack resistance and transmission in asphalt mixture, so adding diatomite or polyester fi ber can improve the pavement performance and fatigue durability of asphalt mixture; Diatomite modifi ed asphalt mixture has better high temperature rutting resistance and water stability than polyester fi ber asphalt mixture, but its low temperature crack resistance and fatigue durability are poor; Compared with the single modifi cation of diatomite and polyester fi ber, the performance of the composite modifi ed asphalt mixture is the best. The composite modifi cation of diatomite and polyester fi ber can comprehensively improve the service quality and service life of the asphalt mixture.Key words: asphalt mixture; diatomite; polyester; road performance; anti-fatigue durability由于沥青路面具有行车舒适感强、施工时间短、易维修养护等优点,故在高等级公路或城市道路工程建设中得到了广泛应用[1-3]。

纤维胶粉沥青混合料性能研究

纤维胶粉沥青混合料性能研究
干法 中胶粉 主要 起到 填充作 用 ,与 沥青相 互作 用 不充 分 , 改性效果较差 ;相对而 言 ,湿 法所 制得的胶 粉改性 沥青性 能更好。
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

・ 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

纤维对沥青混合料老化的影响与机理研究

纤维对沥青混合料老化的影响与机理研究

化。为了延缓路面的老化 ,延长使 用寿命 ,在沥青混 合料 中加入 木质素 、钢纤维等 改性材料 ,进行沥青混
合料烘箱老化试验 。对老化混合 料再进 行直剪和劈裂
方法简便 、设备投资费用不高 。沥青混 合料长期 老化 的试 验 方 法 主 要 有 加 压 氧 化 、延 时 烘 箱 加 热 、红 ( 紫) 外线处理等 。从 体现 野外条 件 、程 度 、易 于实 施 、设 备投入不多 、可敏感地反 映沥青 混合料性 能的 变化 等方面 ,延时烘箱加热法是长期老 化试验方法 中
中 图分类 号 : 4 62 7 U 1. 1
0 引 言
文献标 志码 :A
文章编 号 :10 82 (0 1O 06 0 03— 85 2 1 )6— 09— 4
短期 老化 ,在 8 o 5C,10小时 、20小时模 拟长 期老 2 4
沥青 混合料的耐老化性能是影 响沥青 路面使用 质 量和 寿命 的主要因素 ” 目前 ,沥青 混合料 短期 老 “。 化试 验方法主要有烘箱加热法 、延时拌 和法和微 波加 热法 等 ,其 中烘箱 加热 法 被认 为模 拟 施工 条件 好 、
摘 要:沥青混合料 的老化是一个复杂的过程 ,影响路 面的耐久性和使用寿命。通过直剪和 劈裂试验 ,研究了纤维改性沥青混合料老化后的物理力学指标的变化 ,并分析 了影响沥青混合料 老化机理的因素。结果表明纤维能延缓沥青混合料的使 用寿命 ,沥青混合料的老化不但 受温度、 氧气等外界 因素的影响 ,且与集料、沥青、纤维等 内 部组分的性能密切相关。 关键词 :纤维;沥青混合料 ;老化 ;机理
70 . >1 0 5

/C  ̄
4 . 85
/ g・ m- ) ( c 3

纤维沥青混凝土在路面工程中的应用研究

纤维沥青混凝土在路面工程中的应用研究

纤维沥青混凝土在路面工程中的应用研究摘要:随着中国经济的大跨步发展,整个交通行业也面临着巨大的挑战,主要是路面的病害问题比较严重,因此掺加纤维等来改善沥青混合料的路用性能。

文章探讨了纤维沥青混凝土在路面工程中的应用,旨在为纤维沥青混凝土相关的研究提供有益的借鉴。

关键词:沥青混凝土;路面工程;公路建设;纤维中图分类号:u416 文献标识码:a 文章编号:1009-2374(2013)02-0055-031 概述到2011年底,我国高速公路总里程达8.5万公里。

新增公路通车里程达到7.14万公里,其中高速公路1.10万公里,新改建农村公路19万公里。

沥青混凝土路面由于具有非常多的优点,在高等级路面中都得到了应用,比例达到了95%以上。

当前,中国的公路交通也面临着一些实际的问题,需要接受一定的挑战。

在实际的路面建设过程中,沥青混凝土的应用还有很多问题需要解决,例如许多技术和质量问题,主要是路面破损严重、路面使用寿命短等,由于受到车辆多、车速快、车辆重载等因素的影响,这些情况更容易产生。

如何解决上述问题,改善沥青路面的路况和质量、增加沥青路面的使用期限、提高投资的效益是亟待解决的重要问题。

2 纤维沥青混凝土国内外研究现状中国在研究纤维沥青混合料起步相对比国外发达国家要晚,到了20世纪90年代才有人关注此类研究。

陈华鑫主要进行了沥青混合料的室内试验研究,这里使用的沥青混合料是由6种纤维和3种矿料级配组成的。

他的论文全面分析了纤维对沥青混合料路用性能的影响。

在此基础之上,他又结合复合材料理论和界面化学的相关知识,较系统地讨论了纤维对沥青混合料路用性能的改善作用机理。

对纤维沥青混合料进行马歇尔试验研究,得出了纤维沥青混合料马歇尔试验指标的变化规律。

侯金成的研究结果表明,沥青混凝土面层的静、动态蠕变变形对路表面最大弯沉有很大影响,纤维加入到沥青路面后,能够明显改善路面抵抗变形的能力。

结果表明,不同种类的纤维在沥青混合料中对应着不同的最佳掺量。

纤维种类对沥青胶浆及沥青混合料性能的影响研究

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。

AC-13C玄武岩纤维沥青混合料路用性能试验研究

AC-13C玄武岩纤维沥青混合料路用性能试验研究
表5 A C一 1 3 C 浸 水 马歇 尔试 验 结果
表2细集料 试 验结 果
粒径 ( I I l I T 1 ) 0 0 7 5 . 0 . 1 5 0 . 1 5 0 . 3 l 0 . 3 - 0 . 6 l 0 . 6 . 1 . 1 8 I 1 . 1 8 - 2 . 3 6 l 2 . 3 6 - 4 . 7 5 表观相对密 度 2 . 5 6 3 2 . 5 5 9 l 2 . 5 6 7 I 2 . 6 1 5 I 2 . 6 5 1 l 2 . 6 8 0
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7 5 次后 ,静 置 2 4 h 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 0 I 3 %。 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A C 一 1 3 C 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A C 一 1 3 C 为 研究 对 象 ,用 于 沥青 混 凝 土路 面 的 热至 1 9 0 0 C 备用 , S B S 改性沥青加热至1 7 5 。C 。 将集料加入 已预热至 1 8 5 。C
上面层 , 研究A C 一 1 3 C 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 》 ( J T J 0 5 8 — 2 0 0 0 ) , 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 ,
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

纤维改性沥青混合料研究进展作者:刘哲来源:《中国科技纵横》2015年第24期【摘要】通过对纤维改性沥青混合料研究历史及现状的调研,总结了纤维改性沥青混合料的主要影响因素以及纤维改性沥青混合料的作用机理;阐述了纤维种类、长度、添加量以及界面粘结对沥青混合料性能的影响情况,不同因素的变化会影响沥青混合料的不同性能;总结了纤维在沥青混合料中的吸附、稳定、桥接以及加筋作用。

【关键词】纤维改性沥青混合料作用机理1 概述纤维作为一种新型的增强材料,被广泛的用作复合材料增强体,应用于航空航天、电子机械等尖端领域[1-3],由于纤维具有高模量、高强度、高长径比以及较强的吸附能力,在道路沥青及沥青混合料中也多有应用。

多年来,国内外对纤维改善沥青及其混合料性能进行了大量研究,并根据实际需求,开发出了一系列适用于道路沥青改性的路用纤维,主要包括木质素纤维、矿物纤维、聚合物纤维以及新兴的玄武岩纤维等。

本文主要针对道路纤维在沥青混合料中的应用进行调研,分析了纤维对混合料性能影响的主要作用机理及影响因素,对其未来发展进行了展望。

2纤维改性沥青混合料的主要影响因素2.1 纤维种类及性能按处理方式划分,纤维可分为天然纤维和化学合成纤维,不同种类的纤维具有不同的性能,包括强度、模量、吸持沥青量、长径比以及表面形貌等等,而这些因素都会对沥青混合料性能产生影响。

李智慧[4]等考察了聚丙烯腈纤维、聚酯纤维以及木质素纤维等三类不同的增强体对沥青混合料性能的影响,同时分析了三类纤维的常规技术性能,建立了纤维性能与外掺纤维沥青混合料路用性能之间的关系。

结果表明,掺加聚丙烯腈纤维和聚酯纤维的沥青混合料性能相当,而木质素纤维混合料性能稍差;纤维的种类还影响着其对沥青混合料的主要作用机理。

对外掺纤维沥青混合料路用性能影响程度最大的纤维性质因素是抗拉强度与极限拉伸应变,其次是熔融温度,吸持沥青量也有一定程度影响,纤维直径影响最小,在纤维形状特征因素中纤维长度的影响程度大于纤维直径与长径比。

T.Serkan[5]采用聚酯纤维对石油沥青进行改性处理,石油沥青混合料的马歇尔稳定度增加而流值降低,同时抗车辙及抗疲劳性能增加,表明聚酯纤维有效提高了石油沥青混合料的路用性能;F.M.Nejad等[6]使用碳纤维增强沥青混凝土,结果显示,碳纤维的加入有效提升了沥青混凝土的强度和抗老化性能。

此外,有不少学者采用不同种类的纤维对沥青混合料进行混杂改性,取得了良好的效果[7-8]。

2.2 纤维长度及添加量当使用同一种纤维对沥青混合料进行性能改善时,纤维的长度及添加量成为重要的影响因素。

李玉龙[9]等研究了剑麻纤维的长度以及添加量对沥青混合料性能的影响,通过对纤维沥青混合料初始强度、水稳定性以及高低温性能的综合研究评价,发现剑麻纤维长度为4mm、添加量为0.3%时,沥青混合料性能提升最大。

张效杰[10]等采用德国的Dolanit AS纤维,加入AC-16 Ⅰ型沥青混合料中,考察了不同纤维掺量的沥青混合料路用性能。

研究发现,混合料的最佳沥青用量随着纤维用量增加而增大,但达到0.4%时,增加并不明显;而沥青混合料的稳定度随纤维用量先增加后减小,在0.3%时达到最佳;此外,沥青混合料的流值、高温稳定性、水稳定性以及低温抗裂性能等在加入纤维后,均有不同程度的提升,AC-16 Ⅰ型沥青混合料中,纤维最佳掺量为0.3wt%。

N.Morova[11]考察了玄武岩纤维对沥青混合料使用性能的影响,马歇尔稳定度试验表明,当纤维用量为混合料含量0.5 wt %时,具有更好的稳定性。

2.3 纤维的分散及界面粘结性能纤维的分散性对沥青混合料力学性能影响很大。

分散不均匀,对混合料性能有很不利的影响,分散均匀性是保证改性效果的前提。

有研究表明[4, 12],聚酯纤维和聚丙烯腈纤维等有机纤维在拌和中均易均匀分散;石棉纤维受潮后,易结团,影响分散性;松散的木质素纤维干拌时的分散性较前几种纤维要差,若吸水受潮后分散性将更差;玻璃纤维较粗时在混合料中易折断,太细时虽柔韧性有所改善,但拌和时易受静电影响而结团,温度越高越易结团,分散性很差。

当然,对于不同的体系,所需要纤维的种类性质都不同,对于分散性差的纤维要采用适当的手段提升分散性能,提高改性效果。

复合材料的界面是影响其性能的重要因素,界面粘结性能的提升,有利于材料性能进一步的提高以及体系稳定性的增加。

纤维加入沥青及其混合料中,形成了复合材料体系,而二者之间的界面,通过物理以及化学作用形成了与二者性能截然不同的新区域。

界面承担着纤维与沥青及其混合料之间性能的传递,因此,良好的界面对复合材料综合性能的发挥显得十分重要。

陆宏新等[13]人研究了剑麻纤维与沥青的界面性能,结果表明好的界面粘结使沥青的强度、韧性及抗裂性能有不同程度提升,改善了混合料的路用性能。

增强纤维复合材料界面性能的常见方法有酸碱处理、界面改性剂处理等,这有利于增加纤维表面化学反应活性,提高表面粗糙程度,增加纤维与沥青界面粘结性能,更好的提高纤维沥青混合料性能。

3 纤维对沥青混合料的主要作用机理纤维作为一种被广泛应用和研究的增强材料具有其他材料无可比拟的优点,比如高模量、抗拉伸性能好、比表面积大以及长径比可调等,不少学者研究了纤维改性沥青混合料的作用机理,从改善性能的角度,解释了纤维增强沥青混合料的原理[14-18]。

从改性原理上来讲,主要包括以下几点:(1)纤维的吸附及稳定作用。

纤维具有大的比表面积,这有利于煤沥青在其表面进行浸润、物理吸附以及部分的化学键合作用,二者之间形成一层界面层,使部分自由沥青变为结构沥青,防止或减少沥青在运输及使用过程的迁移,这提高了沥青的稳定性及温度敏感性。

(2)纤维的桥接作用。

纤维直径很小,只有几个微米,这使得加入沥青中可在三维方向自由分布,在沥青中形成交联网络结构,这就阻滞了沥青及其混合料中裂纹或裂缝的进一步发展,延长了材料裂缝扩展的时间,使纤维沥青混合料的抗疲劳性能得到显著改善;另外,与其他增强材料不同,纤维具有一定的长度,在裂纹或裂缝遇到纤维时,进一步扩展需要将纤维拔出,也需要消耗额外的能量,这对提高沥青混合料的低温抗裂性能有至关重要的作用。

(3)纤维的加筋作用。

纤维具有高强度、高模量且对环境的抗老化性能很强,在沥青混合料受到外力作用时,应力会通过二者的界面传递到纤维,而此时,纤维的高模高强使其能承受更大的应力,使沥青混合料的性能不易随着时间或环境的变化而变化,提高抗老化性能以及使用性能。

此外,纤维的特点还可使沥青混合料的耐磨损性能、自修复能力有大幅的提高。

4 结语纤维的综合作用效果可显著提升沥青混合料的使用性能,且其工艺简单,无需增加新的设备,具有良好的经济效益和应用前景。

而科技的进步和发展,也带来了先进的研究手段。

利用新兴的技术,从微观的角度对纤维增强沥青混合料的作用过程及机理进行深入的研究,并建立微观性能与宏观性能之间的关系,利用现有的理论或方法对其进行解释,为纤维在沥青混合料中更好的应用提供理论依据和指导,这些问题值得在未来得到更多的重视和深入研究。

参考文献:[1]Z. Liu, P. Chen, X. L. Zhang, etc. Degradation of plasma-treated poly(p-phenylene benzobisoxazole) fiber and its adhesion with bismaleimide resin. RSC advances, 2014, 4:3893-3899.[2]Z. Liu, C. Tang, P. Chen, etc. Modification of carbon fibers by air plasma and its adhesion with BMI resin. RSC advances, 2014, 4(51): 26881-26887.[3]H. Sugihara, F. R. Jones. Promoting the adhesion of high-performance polymer fibers using functional plasma polymer coatings[J]. Polymer Composites, 2009, 30: 318-327.[4]李智慧,张晓燕.纤维性质对纤维沥青混合料性能的影响分析研究 [J].北方交通,2014,(1):70-74.[5]T. Serkan. The effect of polypropylene fibers on asphalt performance [J].Building and environment, 2008, 43: 1065-1071.[6]F. M. Nejad, M. Vadood and S. Baeetabar. Investigating the mechanical properties of carbon fibre-reinforced asphalt concrete [J]. Road Materials and Pavement Design, 2013, 15(2):465-475.[7]陈明星,张俊,郝培文等.复合纤维沥青胶浆性能与混合料高温性能研究[J].2014,39(3):103-106.[8]岳红波.混杂纤维改性沥青混合料性能研究 [D].武汉理工大学,2008.[9]李玉龙,钟燕敏,何晓鸣.剑麻纤维乳化沥青混凝土路用性能研究[J].武汉工业学院学报,2013,23(2):106-108.[10]张效杰,包龙生,董海天等.不同纤维掺量的沥青混合料路用性能分析[J].2008, 28:2-3.[11]N. Morova.Investigation of usability of basalt fibers in hot mix asphalt concrete[J].Construction and Building Materials, 2013, 47:175-180.[12]陈明星,张俊,兰建丽等.复合纤维对沥青胶浆的增黏作用分析[J].山西交通科技,2014, 3: 5-7.[13]陆宏新,樊新,谭波.剑麻纤维/沥青复合材料界面性能[J].桂林理工大学学报, 2014,34(2): 283-286.[14]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.[15]封基良.沥青混合料增强机理及其性能研究 [D].东南大学,2006.[16]王力艳.沥青混合料路用性能分析[D].大连理工大学,2006.[17]王道宏.纤维沥青混合料路用性能研究[D].长安大学,2005.[18]陈明星,张俊,郝培文等.复合纤维沥青胶浆性能与混合料高温性能研究[J].公路工程,2014, 39(3): 103-106.作者简介:刘哲(1986—),男,山西大同人,工程师,工学博士,2014年毕业于大连理工大学高分子材料专业,现从事新型路面材料研究开发工作。

相关文档
最新文档