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聚酯纖維在瀝青混凝土路面中的應(yīng)用
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【摘要】聚酯纖維作為一種良好的瀝青混合添加材料。在瀝青路面工程中的應(yīng)用起來(lái)越廣泛。 通過(guò)室內(nèi)對(duì)比試驗(yàn),分析了添加聚酯纖維后對(duì)瀝青混合料性能的影響,并結(jié)合實(shí)際工程進(jìn)行了試驗(yàn)檢測(cè)分析。【關(guān)鍵詞】聚酯纖維;瀝青路面;應(yīng)用1 概述 隨著我國(guó)高速公路的建設(shè)與發(fā)展,對(duì)瀝青混凝土路面的使用品質(zhì)的要求也越來(lái)越高,經(jīng)過(guò)近幾年的試驗(yàn)研究,通過(guò)采用一系列的技術(shù)措施,某省份高速公路已基本解決瀝青路面早期水損壞問(wèn)題。這些措施包括新技術(shù)、新材料、新工藝的應(yīng)用:加強(qiáng)對(duì)瀝青混凝土原材料的檢測(cè);對(duì)瀝青混凝土用原材料提出高要求:嚴(yán)格施工工藝,加強(qiáng)瀝青混凝土路面施工質(zhì)量控制等。但由于交通最的不斷增加,超重車輛尚未得到有效控制,路面車轍已成為瀝青路面早期病害的主要表現(xiàn)。 因此,在瀝青路面中采用改性瀝青,摻加特殊添加材料以改善混合料的使用品質(zhì)已成為一種發(fā)展趨勢(shì)。聚酯纖維作為一種良好的瀝青混合料添加材料,近幾年在瀝青路面中得到了廣泛的應(yīng)用。 2004年以前,在高速公路建設(shè)中,對(duì)聚酯纖維使用只是做了一些試驗(yàn)性的探索。為提高瀝青路面的抗車轍能力,改善瀝青混合料的使用性能,路面施工標(biāo)段大規(guī)模采用了聚酯纖維。2 室內(nèi)試驗(yàn) 為比較不同聚酯纖維的路用性能,東南人學(xué)對(duì)進(jìn)口聚酯纖維和國(guó)產(chǎn)聚酯纖維的路用性能進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)統(tǒng)一采用高速公司YX一23標(biāo)AK一13A級(jí)配,纖維用量為瀝青混合料重量的0.225%。2.1 原材料要求 2.1.1 瀝青:采用SBS改性瀝青,主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。 2.1.2 集料:粗、細(xì)集料采用玄武碎石,填料采用石灰?guī)r礦粉,粗集料主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2。 2.1.3 聚酯纖維:本次室內(nèi)試驗(yàn)采用的聚酯纖維均由廠商提供,根據(jù)廠商提供的資料,均為單絲類型,長(zhǎng)度均為6cm,熔點(diǎn)均大于240℃,密度介于1.18~1.38單位之問(wèn)??估瓘?qiáng)度均大于500MPa。室內(nèi)試驗(yàn)共采用了6種聚酯纖維和1種聚丙烯腈纖維進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。 2.2 室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果 2.2.1 最佳油石比:根據(jù)馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn),綜合確定摻加纖維瀝青混臺(tái)料的最佳油石比。 2.2.2 殘留穩(wěn)定度試驗(yàn):根據(jù)馬歇爾試驗(yàn)所確定的最佳油石比成型馬歇爾試件,按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》的要求,在60℃水中浸泡48h后測(cè)定其穩(wěn)定性,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。2.2.3 瀝青混合料飛散試驗(yàn):本試驗(yàn)主要利用飛散試驗(yàn)來(lái)反映纖維對(duì)瀝青混合料結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)作用及抗松散能力,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。2.2.4 車轍試驗(yàn):按最佳油石比成型混合料試件,在0.7MPa、60℃ 的條件下進(jìn)行車轍試驗(yàn),以動(dòng)穩(wěn)定度來(lái)評(píng)價(jià)混合料的高溫穩(wěn)定性,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。 2.2.5 小梁彎曲試驗(yàn);小梁彎曲試驗(yàn)主要用于衡量瀝青混合料低溫抗裂性能。本試驗(yàn)按最佳油石比成型車轍試件,再切割成30mm*35mm*250mm的小梁試件,在MTS一800試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行,試驗(yàn)溫度為一10℃,加載速度為500mm/min,試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。 2.2.6室內(nèi)試驗(yàn)主要結(jié)論: 通過(guò)室內(nèi)對(duì)比試驗(yàn),可以得出以下主要結(jié)論: ① 在瀝青混合料中添加聚酯纖維后,由于纖維的吸附作用,瀝青混合料的最佳油石比需增加0.1~0.3%。 ② 加入聚酯纖維后,瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度有所增加,聚酯纖維的加入使瀝青混合料的水穩(wěn)定性能有所提高。 ③ 瀝青混合料加入聚酯纖維后,可大幅降低瀝青混合料的飛散質(zhì)量損失,其降低幅度可達(dá)到61%~83%??癸w散性能的改善,表明瀝青混合料粘聚力有所提高,有助于提高瀝青混合料抵抗各種外界復(fù)雜荷載的能力。 ④ 瀝青混合料加入聚酯纖維后,提高了瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定性,提高幅度為30%-60%,這表明摻加聚酯纖維的瀝青混合料,抗車轍能力得到較大的提高。 ⑤ 瀝青混合料加入聚酯纖維后,小梁低溫彎拉強(qiáng)度和彎拉應(yīng)變略有提高。 ⑥ 從室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果可以看出,各種聚酯纖維,進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)聚酯纖維,在提高瀝青混合料相關(guān)性能方面沒(méi)有明顯的區(qū)別。3 聚酯纖維在工程中的應(yīng)用 路面技術(shù)服務(wù)單位在不同的路段,采用不同的材料進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。某高速公路NH—YX21標(biāo)上面層,采用AK一13A結(jié)構(gòu)、SBS改性瀝青、玄武巖石料、德蘭尼特聚丙烯腈纖維、雙幅17.47km。拌和樓生產(chǎn)周期約為65s,其中干拌約15s,濕拌約40s,放料時(shí)間約10s,纖維采用人工投料。某高速公路NH—YX23標(biāo)上面層,采用AK一13A結(jié)構(gòu)、SBS改性瀝青、玄武巖石料、美國(guó)COSA聚酯纖維、雙幅14.23km。拌和樓生產(chǎn)周期為60s,其中干拌約15s,濕拌約35 S,放料時(shí)間約10 S,纖維采用人工投料。某高速公路Yl-SZ22標(biāo)上面層采用AK一13A結(jié)構(gòu)、SBS改性瀝青、玄武巖石料、CLARS聚酯纖維、單幅22.31km。拌和樓生產(chǎn)周期約為61 s,其中1 拌約15s,濕拌約40s,纖維采用人工投料。高速公路vJ—SZ23標(biāo)上面層,采用AK一13A結(jié)構(gòu)、SBS改性瀝青、玄武巖石料、TopRoad聚酯纖維、單幅21.84km。拌和樓生產(chǎn)周期同YI—SZ22標(biāo),各路段生產(chǎn)配合比見(jiàn)表8。在施工過(guò)程中,路而技術(shù)服務(wù)單位對(duì)瀝青混合料及路面質(zhì)量進(jìn)行了試驗(yàn)檢測(cè),其結(jié)果見(jiàn)表9。 4 結(jié)語(yǔ) 通過(guò)添加聚酯纖維,使瀝青混合料的各項(xiàng)性能得到提高,尤其是對(duì)高溫穩(wěn)定性能指標(biāo)提高較明顯,可提高路面的抗車轍能力;從施工過(guò)程看,添加聚酯纖維后,要適當(dāng)延長(zhǎng)瀝青混合料的拌和時(shí)間,對(duì)瀝青混合料的生產(chǎn)產(chǎn)量將有所影響。瀝青混合料的攤鋪、碾壓工藝不會(huì)因添加聚酯纖維路而增加難度,施工質(zhì)量的控制與未添加聚酯纖維一一致。 與未添加聚酯纖維路段相比,添加聚酯纖維后會(huì)一定程度地降低路面構(gòu)造深度。添加聚酯纖維后,瀝青路面的_r期使用功能,尤其是瀝青路面的長(zhǎng)期抗車轍能力,還將通過(guò)長(zhǎng)期觀測(cè)加以論證。 |
原作者: 閏秀萍 |
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