【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)用起來越廣泛。 通過室內(nèi)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(jié)合實際工程進(jìn)行了試驗檢測分析。
【關(guān)鍵詞】聚酯纖維;瀝青路面;應(yīng)用
1 概述
隨著我國高速公路的建設(shè)與發(fā)展,對瀝青混凝土路面的使用品質(zhì)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(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(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。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(biāo)段大規(guī)模采用了聚酯纖維。
2 室內(nèi)試驗
為比較不同聚酯纖維的路用性能,東南人學(xué)對進(jìn)口聚酯纖維和國產(chǎn)聚酯纖維的路用性能進(jìn)行了對比試驗。試驗統(tǒng)一采用高速公司YX一23標(biāo)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(shù)指標(biāo)見表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)見表2。
2.1.3 聚酯纖維:本次室內(nèi)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?qiáng)度均大于500MPa。室內(nèi)試驗共采用了6種聚酯纖維和1種聚丙烯腈纖維進(jìn)行對比試驗。
2.2 室內(nèi)試驗結(jié)果
2.2.1 最佳油石比:根據(jù)馬歇爾試驗結(jié)果并結(jié)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(見表3)。
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》(JTJ052—2000)的要求,在60℃水中浸泡48h后測定其穩(wěn)定性,試驗結(jié)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(jié)構(gòu)的加強(qiáng)作用及抗松散能力,試驗結(jié)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(jìn)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(jié)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(jī)上進(jìn)行,試驗溫度為一10℃,加載速度為500mm/min,試驗結(jié)果見表7。
2.2.6室內(nèi)試驗主要結(jié)論:
通過室內(nèi)對比試驗,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)試驗結(jié)果可以看出,各種聚酯纖維,進(jìn)口或國產(chǎn)聚酯纖維,在提高瀝青混合料相關(guān)性能方面沒有明顯的區(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)行對比試驗。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(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(II)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)配合比見表8。在施工過程中,路而技術(shù)服務(wù)單位對瀝青混合料及路面質(zhì)量進(jìn)行了試驗檢測,其結(jié)果見表9。
4 結(jié)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(biāo)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(dāng)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(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期抗車轍能力,還將通過長期觀測加以論證。