淺議纖維在瀝青路面中的應用

胡潔

【摘 要】本文從纖維在瀝青路面中的作用入手，在介紹了纖維的應用方式的基礎上，分析了不同應用方式所產(chǎn)生的效果，并且闡述了產(chǎn)生不同效果的原因，得出的結(jié)論是對于提高瀝青路面的低溫抗裂性能來講，采用瀝青纖維增強層的方法要優(yōu)于把纖維加入瀝青混合料進行拌和再做路面的方法。

【關鍵詞】纖維；瀝青纖維增強層；瀝青路面；纖維瀝青混合料

Discussion on the Application of Fiber in Asphalt Pavement

Hu Jie

（Henan Sanyuan Engineering Supervision Consulting Co.， Ltd Xinyang Henan 464000）

【Abstract】Based on the application of fiber in the asphalt pavement， this paper analyzes the effect of different application methods on the basis of the application of fiber， and explains the reasons for the different effects. The conclusion is that the asphalt pavement Low temperature crack resistance in terms of the use of asphalt fiber reinforced layer method is better than the fiber into the asphalt mixture for mixing and then do the road method.

【Key words】Fiber；Asphalt fiber reinforced layer；Asphalt pavement；Fiber asphalt mixture

1. 前言

（1）瀝青路面以其良好的性能在高等級公路路面中得到了廣泛的應用。在全世界范圍內(nèi)，約有80%的路面為瀝青路面，這個比例在美國為93%，在日本為94%，而在我國已經(jīng)超過95%。雖然瀝青路面得到了廣泛的應用，但其某些性能相對不足，在改善瀝青路面性能方面主要有三大研究方向：一是集料級配；二是瀝青性能；三是加入纖維，其中，纖維的研究越來越重要，應用也越來越多。這些研究及其應用對保證和提高瀝青路面的使用品質(zhì)和使用壽命起到了很好的作用。

（2）纖維是指由連續(xù)或不連續(xù)的細絲組成的物質(zhì)，在瀝青路面中常用的纖維有玻璃纖維、聚丙烯睛綸纖維、聚酷纖維、木質(zhì)素纖維、礦物纖維以及鋼纖維等。纖維作為一種特殊的添加劑和穩(wěn)定劑，加入瀝青混合料后，在用之修筑的瀝青路面中主要起到加筋的作用，能夠提高瀝青路面低溫抗裂性能，而瀝青路面低溫開裂可以說是頑疾。因此，纖維在瀝青路面中的應用越來越多。但是由于纖維的應用方式不同而導致應用效果有差別，這是值得探討的問題。

2. 纖維在瀝青路面中的應用方式

2.1 拌和法應用纖維。

這種方法是先將纖維與集料拌和，然后加入瀝青拌和均勻，得到瀝青纖維混合料，之后進行攤鋪、碾壓和養(yǎng)護形成瀝青路面。纖維可以應用于熱拌熱鋪施工工藝，也可以用于微表處施工工藝。

2.2 層鋪法應用纖維。

這種方法是作為一種瀝青纖維增強封層使用的，其施工方法是：先灑一層瀝青，在瀝青層上撒一層纖維，最后再在纖維層上灑布瀝青。瀝青纖維增強封層做好后在其上做瀝青混凝土路面，在進行室內(nèi)試驗時也按此方法制作試件。

3. 纖維的撒布和拌和所產(chǎn)生的效果

3.1 采用低溫彎曲破壞試驗考察瀝青路面的低溫抗裂性能。抗彎拉強度與最大彎拉應變和彎拉勁度模量呈正相關，0℃低溫彎曲試驗抗彎拉強度越大，反應出瀝青路面破壞時所需能量越大，則低溫時其抵抗收縮拉應變的能力越強，則低溫抗裂性能越好。試驗結(jié)果如表1所示。

3.2 由表1可以看出：

（1）摻加木質(zhì)素纖維比不摻加，抗彎拉強度有所提高；

（2）木質(zhì)素纖維的長度小于5cm時，與不摻加木質(zhì)素纖維相比抗彎拉強度的提高量不大；木質(zhì)素纖維的長度大于5cm時，與不摻加木質(zhì)素纖維相比抗彎拉強度的提高量較大；

（3）在木質(zhì)素纖維長度為3～5cm的情況下，隨著木質(zhì)素纖維摻加量的增加，抗彎拉強度也有所增加，但增加量不大；在木質(zhì)素纖維長度為8～10cm的情況下，隨著木質(zhì)素纖維摻加量的增加，抗彎拉強度也有所增加，但增加量較大；

（4）采用瀝青纖維增強封層即撒布的方式比拌和的方式好，抗彎拉強度提高較大。

4. 纖維的撒布和拌和產(chǎn)生不同效果的分析

4.1 木質(zhì)素纖維對瀝青具有增韌、增粘作用，使瀝青膠漿軟化點提高，增強對集料顆粒的握裹力，增強膠漿抗剪、抗拉能力，而且木質(zhì)素纖維在混合料中起到加筋作用，增強了彈性恢復，提高了混合料的抵抗疲勞破壞能力，使路面的疲勞耐久性得到改善。木質(zhì)素纖維在低溫下仍呈柔性，能有效地抵抗溫度應力，減少溫縮裂縫的產(chǎn)生，提高路面低溫抗裂性能。對不同類型瀝青混合料，0.2% ～0.4%木質(zhì)素纖維摻量可有效改善路用性能。

4.2 拌和的方法是先將木質(zhì)素纖維與干燥的預定級配集料混合料拌和均勻，再加入（改性）瀝青，拌和直至均勻。其存在的問題有：

（1）木質(zhì)素纖維是輕質(zhì)材料，它與集料混合料拌和均勻很困難；

（2）使用纖維的目的主要是提高瀝青路面的抗裂性能，要求纖維的長度不能太短，表1表明，纖維的長度小于5cm時抗裂性能提高不明顯，而纖維的長度如果大于5cm，在拌和時很易相互纏繞成團， 不能選擇較長的纖維，因此抗裂性能提高不會明顯；

（3）即使木質(zhì)素纖維與集料混合料已經(jīng)拌和均勻，一旦遇到（改性）瀝青，木質(zhì)素纖維便會相互粘結(jié)成團；

（4）提高瀝青路面的抗裂性能，就是提高平行于瀝青路面各個方向上的抗拉能力，因此，木質(zhì)素纖維平行于瀝青路面分布時能充分發(fā)揮提高抗裂性能的作用，但纖維的拌和使用方法造成的結(jié)果是，有的纖維平行于瀝青路面分布，有的纖維垂直于瀝青路面分布，有的纖維斜交于瀝青路面分布，有的纖維纏繞于瀝青路面中的顆粒集料表面上，有的纖維成團存在，有的纖維是上述幾種存在形式中的多種的復合體，按照各種存在形式的幾率均等，真正能夠充分發(fā)揮提高瀝青路面抗裂性能的作用的木質(zhì)素纖維是少數(shù)。

4.3 相比而言，木質(zhì)素纖維的撒布使用方法克服了拌和使用方法存在的問題，其表現(xiàn)在：

（1）木質(zhì)素纖維不會結(jié)團；

（2）可以使用較長的木質(zhì)素纖維，明顯提高瀝青路面的抗裂性能；

（3）木質(zhì)素纖維全部平行于瀝青路面的平面分布，能夠充分發(fā)揮提高抗裂性能的作用，在與拌和時的用量相同的情況下，抗裂性能可以提高更多。

4.4 另外，木質(zhì)素纖維采用撒布的使用方法與拌和的使用方法相比，其優(yōu)越性還表現(xiàn)在如下兩個方面：

（1）木質(zhì)素纖維采用撒布的使用方法時，第一瀝青層、纖維層和第二瀝青層共同構(gòu)成了應力吸收層，可以防止反射裂縫的產(chǎn)生，而拌和的使用方法沒有此功能層；

（2）木質(zhì)素纖維采用撒布的使用方法時，第一瀝青層、纖維層和第二瀝青層共同構(gòu)成了粘結(jié)層，其粘結(jié)力遠遠大于拌和的使用方法所產(chǎn)生的的粘結(jié)力，已經(jīng)從量變上升到了質(zhì)變。

5. 結(jié)語

（1）使用纖維能夠提高瀝青路面的低溫抗裂性能；

（2）纖維的長度小于5cm時，提高瀝青路面抗裂性能的幅度較小；纖維的長度大于5cm時，提高瀝青路面抗裂性能的幅度較大；

（3）纖維采用撒布的方式比拌和的方式效果好，其不但體現(xiàn)在提高抗裂性能上，而且也反映在提高防止反射裂縫和增強層間聯(lián)結(jié)上，同時對提高瀝青路面的水穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性以及疲勞耐久性等都有幫助。

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