玄武岩纤维沥青混合料低温抗裂性研究

１６ １００ １００ １００ １００
１３．２ ７０．５ １００ １００ １００
９．５ １７．８ ９９．４ １００ １００
通 过 下 列 筛 孔 (mm)的 质 量 百 分 率 (％ ) ４．７５ ２．３６ １．１８ ０．６
０．５
０．５
０．５
０．５
２４．８ ２．５
１．８
１．８
６８．３ ３．４
０．８
０．６
随 着 我 国 经 济 的 不 断 发 展 ,我 国 公 路 建 设 也 进 入 快 速 发 展 期.但随着公路通车年限的增加或由于重载车比例增大,沥 青 路面会出现各种病害.而路用纤维的出现,在很大程度上提 升 了 沥 青 路 面 的 使 用 品 质 . 纤 维 沥 青 混 合 料 对 于 低 温 抗 裂 性 、高 温 稳 定 性 设 计 要 求 较 高 的 路 面 都 具 有 良 好 的 适 用 性 . 目 前 ,用 于 沥 青 面 层 的 纤 维 种 类 也 较 多 . 本 文 选 用 玄 武 岩 矿 物 纤 维 ,以 密级配沥青混 合 料 ACＧ１３ 为 基 础,采 用 低 温 小 梁 弯 曲 试 验 来 评 价 玄 武 岩 纤 维 沥 青 混 合 料 的 低 温 性 能 ,讨 论 了 玄 武 岩 纤 维 对 沥 青 混 合 料 的 低 温 稳 定 性 改 善 效 果 ,为 玄 武 岩 纤 维 沥 青 混 合 料 的进一步研究和应用提供思路.
１ 原 材 料 性 质
１．１ 沥 青 试验沥青采用产地为池州 的 SBS 改 性 沥 青. 沥 青 的 主 要
性 能 指 标 见 表 １. 表 １ SBS 改 性 沥 青 技 术 指 标
试验项目
单位
针入度(２５℃,１００g,５s) ０．１mm
延度 (１５℃,５cm/min) mm
针入度指数 PI －
１００ ８２．６ ５１．０ ２７．７
０．３ ０．５ １．７ ０．６ １３．５
０．１５ ０．４ １．６ ０．６ ５．３
０．０７５ ０．３ １．３ ０．５ ０．１
最终确定矿料配合比为１＃∶２＃∶３＃ ∶４＃ ∶ 矿 粉 ＝２９ ∶２６∶６∶３６∶３,矿料的设计合成级配曲线与级配中值曲 线 吻 合 ,符 合 规 范 设 计 要 求 . ２．２ 最 佳 沥 青 用 量
料 ,及 铂 铑 合 金 拉 丝 漏 板 高 速 拉 制 制 成 ,纤 维 整 体 呈 现 褐 色 ,部 分呈现为金 色. 玄 武 岩 纤 维 强 度 较 高,抗 腐 蚀 及 高 温 性 能 较
好,且具有电绝缘性能.玄武岩纤维外掺入沥青混凝土用以 提 高其 高 温 稳 定 性、低 温 抗 裂 性 以 及 抗 疲 劳 性 能 等,在 工 程 领 域 应用广泛.本文试验采用产地为合肥的玄武岩纤维,其技术 参 数 见 表 ３.
集料规格 表观相对密度 毛体积相对密度
粗集料(网篮法) １０~１５mm
２．７６
２．６２
５~１０mm
２．７９
２．５１
细 集 料 (容 量 瓶 法 )
３~５mm ０~５mm
百度文库矿粉
２．７８ ２．７２ ２．７７
２．４８ － －
１．３ 纤 维 玄 武 岩 纤 维 为 连 续 玻 璃 纤 维 ,通 过 高 温 熔 融 天 然 玄 武 岩 石
软化点 ℃
SBS 改 性 沥 青 ４６．４ １２１ ０．２３３ ８９．９５
现行规范标准 ４０~６０ ＞１００ ＞ －１ ＞６０
１．２ 集 料 集料采用产自安庆怀宁的玄武岩.矿粉为石灰岩研制的
粉 末 . 集 料 的 技 术 指 标 见 表 ２. 表 ２ 集 料 技 术 指 标
集料分类
建筑材料
— J８１I４ A— NZHUCAILAO
章 汪 琛 ,等 :玄 武 岩 纤 维 沥 青 混 合 料 低 温 抗 裂 性 研 究
玄武岩纤维沥青混合料低温抗裂性研究
章汪琛, 扈惠敏
(合肥工业大学 土木与水利工程学院,安徽 合肥 ２３０００９)
摘 要:玄武岩纤维为天然矿物纤维,整体强度较高,抗腐蚀及高温性能较好,且 具 有 电 绝 缘 性 能. 玄 武 岩 纤 维 掺 入 沥 青 混 凝 土 用以提高其高温稳定性、低温抗裂性以及抗疲劳性能等.本文采用低温小梁试验 对 玄 武 岩 纤 维 沥 青 混 合 料、普 通 沥 青 混 合 料 进 行 对 比 试 验 ,发 现 掺 入 玄 武 岩 纤 维 能 有 效 增 强 沥 青 混 合 料 的 低 温 抗 裂 性 . 关 键 词 :道 路 工 程 ;玄 武 岩 纤 维 ;小 梁 试 验 ;低 温 抗 裂 性 中 图 分 类 号 :TQ１７７．６＋３;U４１４ 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :１６７３Ｇ５７８１(２０１９)０５Ｇ０８１４Ｇ０３
按照原材料筛分试验结果计算进行配合比设计,筛分试 验 结 果 见 表 ４.
收 稿 日 期 :２０１９Ｇ０４Ｇ２９;修 改 日 期 :２０１９Ｇ０７Ｇ２６ 作 者 简 介 :章 汪 琛 (１９９４－ ),女 ,安 徽 池 州 人 ,硕 士 研 究 生 在 读 ;
扈 惠 敏 (１９７１－ ),女 ,河 北 枣 强 人 ,博 士 ,副 教 授 ．
表 ３ 玄 武 岩 纤 维 主 要 技 术 指 标
项目
技术性能指标
抗拉强度 直径 密度 长度
吸湿率 颜色
≥３０００MPa １５μm
２．６５g/cm３ ６mm
８．７０％ 金褐色
熔点
１４５０~１５００℃
２ 配 合 比 设 计
本试验采用细粒 式 密 级 配 AC－１３ 型 沥 青 混 合 料,以 现 行«公路沥 青 路 面 施 工 技 术 规 范»(JTG F４０－２００４)规 定 的 级 配范围中值为目标级配. ２．１ 级 配
８ １４ «工程与建设» ２０１９年第３３卷第５期
章 汪 琛 ,等 :玄 武 岩 纤 维 沥 青 混 合 料 低 温 抗 裂 性 研 究
建筑材料
JIANZHUCAIL—A８O１５ —
表 ４ 集 料 级 配 汇 总
集料规格
１＃(１０~１５mm) ２＃(５~１０mm) ３＃(３~５mm) ４＃(０－５mm)
在确定最佳沥青用量 时,根 据 实 际 工 程 经 验 并 参 考 相 关 文 献,初步选定 掺 入 ０．２％ 玄 武 岩 纤 维,试 验 沥 青 用 量 初 始 定 为 ５．０％,并 按 照 ０．５％ 间 隔 向 上 取 两 级、向 下 取 两 级,分 别 为 ４．０％、４．５％、５．０％、５．５％、６．０％,所 有 试 件 均 外 掺 ０．２％ 玄 武 岩纤维,并按照规范要求 拌 和 沥 青 混 合 料 并 成 型 ５ 组 标 准 马 歇 尔 试 件 ,每 组 ５ 个 试 件 . 最 终 计 算 得 到 最 佳 沥 青 用 量 为 ４．９％ .