基于玄武巖纖維在瀝青混凝土路面中的應用

馮華龍

摘 要：為了更好地應用纖維材料，盡可能提高瀝青混凝土自身的質量和性能，分析了玄武巖纖維自身的特點，并且研究了玄武巖纖維在制作瀝青混凝土路面過程中的相關工藝和應用，為瀝青混凝土施工人員提供詳細的資料，使施工人員深入了解其性能。

關鍵詞：玄武巖纖維;瀝青混凝土;作用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.108

1 原材料介紹

1.1 瀝青

根據實際的研究與實驗表明，SMA瀝青混合料建筑成的路面，在極高的溫度下會軟化，仍然可以使用，在溫度極低的環境中也不會出現裂縫，而且具有很強的耐磨性和持久性。瀝青的使用必須要根據實際情況而定，一般情況下可以通用，但在特殊的環境中，必須使用改性瀝青才能夠取得預期效果。

1.2 集料

集料是SMA瀝青混合料制作中不可缺少的一部分，在使用過程中必須要選擇質量好的巖石所粉碎的碎石，如本文所研究的玄武巖，或者是花崗巖等質地好的石料，質地較軟的石料不符合施工標準，不予采用。SMA瀝青混合料使用的細集料要求嚴格，高強度，表面紋理清晰，而且內部的黏土含量不得超過1%，最好是使用人工機械磨制的人工砂。

2 玄武巖纖維

2.1 特點

通過實際的分析，總結出一下幾點優勢：

（1）玄武巖纖維的直徑非常小，平均直徑約為5μm，具有很高的穩定性，粘性非常強。（2）玄武巖纖維表面的浸潤性非常高，在制作瀝青混凝土中發揮較強的粘性，增強了瀝青的黏合度，防止瀝青流失。（3）玄武巖纖維分散性非常高，與同種類纖維相比較，玄武巖纖維自身的分散性名列前茅。瀝青混凝土的制作需要攪拌，如果采用分散性較差的纖維，將會大大提高分散時間，從而延長工期。而玄武巖纖維自身較高的分散性不但不會影響施工時間，還能夠均勻的分布在混凝土當中。（4）玄武巖纖維的力學性能非常高，其自身的抗拉性能等力學性能是鋼纖維的3倍左右。在制作瀝青混凝土的過程中摻入適量的玄武巖纖維，能夠大大提高瀝青混凝土的粘性和抗裂性，使其具備較高的穩定性。同時，摻入玄武巖纖維還能夠提高混凝土路面的常在能力，延長路面的使用時間。（5）玄武巖纖維可承受溫度范圍非常大，可以在1500攝氏度以內的環境下保證自身化學結構，不與瀝青混合料發生化學反應，從而對環境、溫度的要求非常低。（6）玄武巖纖維自身的保水性和防潮性非常強，不易流失，方便長途運輸和存儲。（7）玄武巖纖維的使用能夠大大提高SMA瀝青混合料的性能，提高回收利用率，可以進行二次使用，既能降低成本還能環保。

2.2 作用

瀝青瑪蹄脂碎石混凝土當中具有以下幾個作用：

（1）玄武巖纖維的加筋作用。纖維在混凝土當中都是隨機分布的，數量非常多，遍及混凝土的每一個部分，能夠提高混凝土的抗裂性，保證混凝土原先的狀態，從而在低溫環境下可以長久使用。同時，由于纖維自身的結構比較特殊，是一種三維分散狀態，這樣就能夠吸附周圍的物料，形成一種特定的網狀，約束物料的形態變化，所以添加玄武巖纖維后的混凝土適應環境比較廣泛。（2）玄武巖纖維在混凝土當中的吸附增粘作用。玄武巖纖維的直徑大部分不超過5μm，而且表面積非常大，摻入瀝青混凝土之后會將纖維周圍的瀝青吸附在上面，從而包裹在集料的表面，形成穩定的結構。而且，摻入玄武巖纖之后形成的瀝青膜比相同密度普通物料瀝青膜厚很多，這樣能夠減緩瀝青的老化時間，增加瀝青的使用時間，從而提高瀝青混凝土路面的使用年限。（3）玄武巖纖維在瀝青混凝土中的穩定作用。上述文章提出玄武巖纖維自身是三向分布，彼此之間相互交錯形成的網絡空間，吸附周圍的瀝青之后會大大減少瀝青混凝土內部的自由瀝青，從而增強了瀝青瑪蹄脂的粘性，使其處于一種相對穩定狀態。無論是在高溫環境當中，低溫環境當中，還是在載重條件下，瀝青瑪蹄脂都會約束其變形，保持其穩定性。采用玄武巖纖維的瀝青混凝土遠比傳統普通混凝土結構穩定性強很多，軟化點也提高很多，所以其穩定性有了很大提升。（4）玄武巖纖維在瀝青混凝土中的分散作用。玄武巖纖維的使用能夠使礦粉含量角度的瀝青瑪蹄脂膠泥均勻的分散在混凝土物料當中，在鋪設路面的過程中不會形成較大的油斑，所以玄武巖纖維具有良好地分散性。

2.3 添加工藝

在準備好瀝青混凝土制作集料之后，將稱量好的玄武巖纖維投入其中進行干拌，干拌的時間在15-30s之內，最多不能超過35s，干拌完畢之后進行濕拌，濕拌時間在25-50s之內，一般情況下不用考慮環境溫度因素。

3 瀝青膠漿性能分析

在制作瀝青混凝土的過程中需要添加適量的瀝青膠漿，提高瀝青的粘性，從而提高瀝青混凝土地面的穩定性。瀝青膠漿主要是由瀝青結合料和礦粉組成，是瀝青混凝土施工步驟中的重要環節，其質量將直接影響SMA瀝青混合料的性能。根據實驗表明：瀝青膠漿能夠有效的提高瀝青自身的粘性和抗溫性，在混合料當中會與其中的物料發生相互作用力，吸附填充料形成薄膜，起到保護作用。同時，瀝青膠漿還能夠填補細料集料之間的空隙，使之更加充實。

瀝青膠漿的構成主要是瀝青和礦粉，其比例變化將會直接影響膠漿的性能，影響瀝青混合料自身的粘彈性，改變瀝青混合料的性質，從而對瀝青混凝土的穩定性產生影響。如果瀝青與礦粉的比例超出或小于規定值，瀝青混合料的高溫穩定性就會降低，低溫性能和耐久性能也會大大降低，將會直接影響瀝青混凝土路面的穩定性，使其使用壽命大大縮短。

如果在制作瀝青膠漿的過程中使用部分纖維代替部分的礦粉，瀝青膠漿的性能也會大大提高。通過研究木質素纖維和聚酯纖維在瀝青膠漿制作過程中的應用，表明纖維能夠改善瀝青膠漿性能和肌理，提高瀝青膠漿的吸附作用、穩定作用和增韌等作用，進而提高整體性能。

4 結束語

玄武巖纖維的應用能夠大大提高瀝青混凝土自身的性能，提高其穩定性、抗溫性和開裂性，還能夠提高瀝青混凝土路面的使用效率和年限。所以，需要不斷深入了解和發現玄武巖纖維的性能，發揮其作用，盡可能提高瀝青混凝土路面的各方面性能，為人們提供良好的交通設施。

參考文獻：

[1]李洪濤.玄武巖纖維在瀝青混合料中的應用研究[D].鄭州：河南工業大學，2011.

[2]穆巖，張寒梅等.玄武巖纖維在京承高速路面維修工程中的應用[J].筑路機械與施工機械化，2017（12）.