聚酯纖維在瀝青混凝土路面中的應用

【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用起來越廣泛。通過室內對比試驗，分析了添加聚酯纖維后對瀝青混合料性能的影響，并結合實際工程進行了試驗檢測分析?！娟P鍵詞】聚酯纖維；瀝青路面；應用1 概述隨著我國高速公路的建設與發(fā)展，對瀝青混凝土路面的使用品質的要求也越來越高，經(jīng)過近幾年的試驗研究，通過采用一系列的技術措施，某省份高速公路已基本解決瀝青路面早期水損壞問題。這些措施包括新技術、新材料、新工藝的應用：加強對瀝青混凝土原材料的檢測；對瀝青混凝土用原材料提出高要求：嚴格施工工藝，加強瀝青混凝土路面施工質量控制等。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已成為一種發(fā)展趨勢。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用。 2004年以前，在高速公路建設中，對聚酯纖維使用只是做了一些試驗性的探索。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，路面施工標段大規(guī)模采用了聚酯纖維。2 室內試驗為比較不同聚酯纖維的路用性能，東南人學對進口聚酯纖維和國產(chǎn)聚酯纖維的路用性能進行了對比試驗。試驗統(tǒng)一采用高速公司YX一23標AK一13A級配，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，主要技術指標見表1。
2．1．2 集料：粗、細集料采用玄武碎石，填料采用石灰?guī)r礦粉，粗集料主要技術指標見表2。
2．1．3 聚酯纖維：本次室內試驗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，長度均為6cm，熔點均大于240℃，密度介于1．18~1．38單位之問?？估瓘姸染笥?00MPa。室內試驗共采用了6種聚酯纖維和1種聚丙烯腈纖維進行對比試驗。

2．2 室內試驗結果
2．2．1 最佳油石比：根據(jù)馬歇爾試驗結果并結合實際經(jīng)驗，綜合確定摻加纖維瀝青混臺料的最佳油石比。
2．2．2 殘留穩(wěn)定度試驗：根據(jù)馬歇爾試驗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規(guī)程》的要求，在60℃水中浸泡48h后測定其穩(wěn)定性，試驗結果見表4。2．2．3 瀝青混合料飛散試驗：本試驗主要利用飛散試驗來反映纖維對瀝青混合料結構的加強作用及抗松散能力，試驗結果見表5。2．2．4 車轍試驗：按最佳油石比成型混合料試件，在0．7MPa、60℃ 的條件下進行車轍試驗，以動穩(wěn)定度來評價混合料的高溫穩(wěn)定性，試驗結果見表6。 2．2．5 小梁彎曲試驗；小梁彎曲試驗主要用于衡量瀝青混合料低溫抗裂性能。本試驗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試驗機上進行，試驗溫度為一10℃，加載速度為500mm／min，試驗結果見表7。 2．2.6室內試驗主要結論：通過室內對比試驗，可以得出以下主要結論： 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量損失，其降低幅度可達到61%~83%。抗飛散性能的改善，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，小梁低溫彎拉強度和彎拉應變略有提高。
⑥ 從室內試驗結果可以看出，各種聚酯纖維，進口或國產(chǎn)聚酯纖維，在提高瀝青混合料相關性能方面沒有明顯的區(qū)別。3 聚酯纖維在工程中的應用路面技術服務單位在不同的路段，采用不同的材料進行對比試驗。某高速公路NH—YX21標上面層，采用AK一13A結構、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，放料時間約10s，纖維采用人工投料。某高速公路NH—YX23標上面層，采用AK一13A結構、SBS改性瀝青、玄武巖石料、美國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，放料時間約10 S，纖維采用人工投料。某高速公路Yl-SZ22標上面層采用AK一13A結構、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標上面層，采用AK一13A結構、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，各路段生產(chǎn)配合比見表8。在施工過程中，路而技術服務單位對瀝青混合料及路面質量進行了試驗檢測，其結果見表9。 4 結語通過添加聚酯纖維，使瀝青混合料的各項性能得到提高，尤其是對高溫穩(wěn)定性能指標提高較明顯，可提高路面的抗車轍能力；從施工過程看，添加聚酯纖維后，要適當延長瀝青混合料的拌和時間，對瀝青混合料的生產(chǎn)產(chǎn)量將有所影響。瀝青混合料的攤鋪、碾壓工藝不會因添加聚酯纖維路而增加難度，施工質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，添加聚酯纖維后會一定程度地降低路面構造深度。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期抗車轍能力，還將通過長期觀測加以論證。

原作者：閏秀萍