玻璃纖維對瀝青的路用性能影響分析

周麗峰

【摘要】由于瀝青是一種熱塑性材料，其具有溫度敏感性強，高溫易流淌，低溫易縮裂的特點[1]，而玻璃纖維作為非結晶型無機纖維具有成本低、耐熱性強等顯著特點，其特有的抗拉韌性能有效增強混合料的整體性、柔韌性和阻止開裂的能力。本文通過制定不同的預浸配方，對預浸的玻璃纖維按不同摻量加入到瀝青內，進行瀝青基本性能試驗，分析不同配方以及不同摻量的短切預浸玻璃纖維對瀝青性能的影響。

【關鍵詞】玻璃纖維；針入度；軟化點；延度

1、試驗部分

1.1試驗原材料

1.1.1瀝青

本論文所有試驗采用70#基質瀝青，按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTJ 052-2011）的要求，對基質瀝青進行了針入度、軟化點、延度的測試，測試結果符合試驗要求。

1.1.2玻璃纖維

前期對ER4305P-2400直接紗、ECS305K（3mm短切紗）、ECS305K（4.5mm短切紗）、WCS-2501短切紗進行分散性對比試驗，結果顯示ER4305P-2400直接紗與瀝青的相容速度快，且易分散，因此本論文試驗采用ER4305P-2400直接紗作為原材料。

1.1.3預浸劑

采用了能溶于瀝青的浸潤劑與玻璃纖維凝結為一個整體，試驗采用的浸潤劑有Sasobit、EBS、聚乙烯蠟三種。

1.2試驗配方確定

為了使得Sasobit、EBS、聚乙烯蠟與玻璃纖維裹覆均勻和浸潤完全，并易于短切和均勻分散，本試驗選擇了六種與玻璃纖維能良好裹附、無毛刺、風干快且具有代表性的配方作為預浸劑配方，其中通過檢測發現預浸過的玻璃纖維直徑是1.68mm，用預浸劑配方裹附的玻璃纖維中，纖維占80%，有機物占20%，從而可以測算出每種配方各化學藥品與纖維的比例如下：

1、配方一：70#基質瀝青：玻璃纖維=2：8

2、配方二：70#基質瀝青：sasobit：玻璃纖維=18：2：80

3、配方三：70#基質瀝青：聚乙烯蠟：玻璃纖維=18：2：80

4、配方四：70#基質瀝青：EBS：玻璃纖維=18：2：80

5、配方五：70#基質瀝青：sasobit：EBS：玻璃纖維=9：9：2：80

6、配方六：70#基質瀝青：聚乙烯蠟：EBS：玻璃纖維=9：9：2：80

1.3預浸玻璃纖維短切長度和試驗摻量的優選

按照配方二，將玻璃纖維短切成3mm、5mm、8mm、12mm四種長度，分別投入瀝青中，根據其分散情況及與瀝青的相容性，確定采用3mm為試驗最佳短切長度。將短切長度為3mm的預浸纖維按摻入到瀝青中，將0%、0.5%、1.0%、1.5%定為針入度、軟化點、延度相關試驗的摻量。

1.4試驗方法

本論文中的所有試驗均按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTJ 052-2011）進行試驗。

1.5試驗結果及分析

1.5.1針入度、軟化點、延度試驗

各配方不同摻量的玻璃纖維瀝青針入度、軟化點、延度試驗結果見表1.1、1.2、1.3。

針入度試驗結果表明：玻璃纖維摻量越大針入度越小，瀝青粘稠度和粘滯性越大。配方二減小針入度和增大瀝青粘稠度的效果最好。預浸玻璃纖維的加入，增加了瀝青的粘稠度和粘滯性。

表1.2 玻璃纖維瀝青軟化點試驗結果

軟化點試驗結果表明：玻璃纖維的加入，能顯著提高瀝青軟化點，且摻量越大軟化點越高，這是因為玻璃纖維的加筋效果。配方五提高軟化點的效果最好，只有配方五和配方二的軟化點比摻加未浸潤玻璃纖維的基質瀝青高，即只有用Sasobit浸潤以及用Sasobit與EBS混合劑浸潤的玻璃纖維瀝青，耐熱性和高溫穩定性得到了改善。

表1.3 玻璃纖維瀝青延度試驗結果

試驗結果表明：配方四提高瀝青延度效果最好，即增強瀝青塑性效果最好。摻入玻璃纖維的瀝青，其延度都明顯低于基質瀝青，即摻入玻璃纖維后，瀝青的低溫性能沒有得到改善，反而惡化。

2、結論

（1）所有預浸配方的摻入都使得瀝青粘稠度和粘滯性增強，其中配方二，即用Sasobit作為浸潤劑效果最優。

（2）Sasobit和EBS的摻入使得瀝青溫度穩定性和耐熱性得到改善，其中配方五，即以Sasobit和EBS混合劑為浸潤劑效果最優。

（3）所有預浸化學試劑的摻入都使得瀝青的低溫性能和塑性變差。

參考文獻

[1]王曉華，劉潤，王新岐.纖維對瀝青膠漿性能改善作用[J].交通標準化，2009，199（6）：68-70.

[2]Amirkhanian SN， Burati JL， Bridges WC .Polyester Fibers in Asphalt Paving. Mixtures.Association Asphalt Paving Technology.1989，58（16）：387-409

[3]Aysar NAJD，鄭傳超.纖維加筋瀝青混凝土斷裂性能試驗.長安大學學報（自然科學版），2005（5）25-32.