纤维沥青胶浆的影响因素研究

纤维沥青胶浆的影响因素研究

摘要：通过三种纤维与沥青的作用机理进行了分析，研究了不同纤维种类和聚酯纤维掺量对沥青胶浆粘度性能的影响。结果表明，聚酯纤维具有较好的增粘性能，其次为木质素纤维。当聚酯纤维的掺量低于0.5%时，其对沥青胶浆增粘效果不明显，低温时的沥青胶浆粘度大于高温时粘度。

关键词：沥青路面；沥青胶浆；纤维

中图分类号：u414.3 文献标识号：a 文章编号：2306-1499（2013）02-

沥青胶浆在沥青混合料的三级体系中占比例较小，然而其在该多级空间网状结构的分散系中最为重要，是影响沥青混凝土粘弹性的根本因素。同时，沥青胶浆或混合料的流变特性对沥青混凝土的抗永久变形能力具有决定性的影响。研究表明沥青胶浆对于沥青路面的高温车辙的贡献率为29%，对疲劳的贡献率为52%，对温度裂缝的贡献率为87%。因此开展对沥青胶浆的研究是非常必要的，在本文中，主要研究了不同种类和掺量的纤维对沥青胶浆粘度指标的影响。

1.纤维与沥青的作用机理研究

目前实际工程中应用的纤维种类繁多、规格不一，因此本文主要针对目前较为常用的所采用的木质素纤维、聚醋纤维和矿物纤维的基本技术性能进行了研究。

聚酷纤纤维加入到沥青混凝土中，纤维与周围基体（沥青以及沥

青胶浆）、纤维与纤维之间存在着复杂的相互作用，纤维不但对沥青具有改性的效果，同时还会显著的影响沥青混合料的韧性和破坏过程，即具有改性、加筋和桥联作用。

矿物纤维是以特性的玄武岩为原料，经过特定的预处理后，在1600℃高温下熔融提炼抽丝制成，与其它沥青路用纤维相比，玄武岩矿物纤维具有非常优越的力学性能和高温稳定性。

木质素纤维在通常条件下是化学上非常稳定的物质，不为一般的溶剂、酸、碱腐蚀。它不同于水溶性的甲基纤维素或其它纤维素衍生物，是一种广泛应用于水泥、石膏、石灰、墙衬等化学建材的粉状增强纤维添加剂，具有改善施工的和易性和优化材料的特性。2.纤维沥青胶浆影响因素研究

2.1纤维沥青胶浆制备方法

根据纤维的掺量分别确定基质沥青和各种纤维的质量，当沥青加热到160℃时，逐步加入称好的纤维进行搅拌，待纤维全部加入后，继续保持匀速搅拌2个小时，直至纤维在沥青胶浆中分散均匀，而后进行相关的沥青胶浆粘度试验。

2.2纤维种类对沥青胶浆粘度的影响

通过试验表明不同种类的纤维对沥青胶浆粘度随温度的变化规

律具有不同的影响，表为木质素纤维、聚醋纤维和矿物纤维在相同的掺量比例下（0.5%）对沥青胶浆粘度的影响的比较从表中可以看出，在相同的掺量下，聚酷纤维在任一温度下对沥青胶浆的粘度的增大贡献作用最大，其次为木质素纤维，矿物纤维的增粘作用则最

弱。这主要是因为三种纤维比较而言，聚酷纤维的长度和韧性相对较大，且在与沥青的混和搅拌过程中纤维的形状保持良好，导致混和均匀后，相同掺量的聚酷纤维在沥青胶浆中具有更大的比表面积，使沥青与纤维的接触面积更大。

聚醋纤维作为一种聚合物纤维，与沥青具有良好的粘附性能，从而可以在更大的程度上增大纤维沥青胶浆的粘度。在未与沥青混和之前，玄武岩矿物纤维虽然与聚酷纤维具有相近的平均长度，但玄武岩矿物纤维的脆性较大，其在与沥青和集料拌和的过程中存在纤维被搅拌叶片打碎的现象，同时，玄武岩矿物纤维实质上仍属于一种无机矿料，其与沥青的粘附和相容性相对较弱，从而导致在三种纤维中其对沥青胶浆的增粘作用最弱。

2.3纤维掺量对沥青胶浆粘度的影响

聚醋纤维纤维由于其较好的性能，在国内外得到较为广泛的应用，本文针对此，研究了不同木质素纤维对沥青胶浆粘度性能的影响。

通过试验表明当聚醋纤维纤维的掺量为0.1%时，沥青胶浆的粘度几乎没有发生任何变化，表明此时聚醋纤维纤维由于掺量很小，在沥青胶浆中呈随机分散状态，因此对纤维沥青胶浆的微观结构和流动性能的改善作用非常微弱。随着聚醋纤维纤维掺量的增大，纤维的增粘作用逐步发挥出来，当掺量达到1.0%时，沥青胶浆的粘度显著增大，这是因为较大掺量的木质素纤维能够在沥青胶浆中随机分布时发生相互搭接的现象，能在一定程度上形成纤维的三维网络结

构，该结构能够增大旋转粘度计的转子工作过程中的摩擦阻力，导致沥青胶浆的粘度增大。

3.结论

本文针对国内常用的三种纤维进行了研究，分析三种纤维与沥青作用机理，其研究了纤维掺量和纤维种类对纤维沥青胶浆粘度性能的影响，主要得出以下结论：

各种纤维对沥青胶浆的粘度有重要的影响，聚酷纤维对沥青胶浆的粘度影响最大。

温度对纤维的增粘效应具有很大的影响，低温下各种纤维的增粘效果要好于高温情况。其原因可能为纤维沥青胶浆在高温时会从两相共混的稳定态进入亚稳定态，纤维容易在沥青胶浆中产生缠结和离析，因此导致高温下增粘效果减弱。

纤维掺量对沥青胶浆性能有很大的影响，当纤维掺量小于0.5%时，纤维的增粘作用有限，再增大纤维掺量则使沥青胶浆的粘度显著增大；相同掺量时，聚酷纤维对沥青胶浆的粘度影响最大。

参考文献

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