格蘭耐特纖維在瀝青砼路面中的應(yīng)用

摘要在公路建設(shè)中，瀝青材料的性能已經(jīng)嚴(yán)重制約了路面質(zhì)量的保證和提高，結(jié)合工程生產(chǎn)實際，我們嘗試了聚合物纖維在瀝青砼路面中的應(yīng)用技術(shù)，對材料性能、摻加量和摻加工藝及對混合料性能的影響進行了試驗研究，取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞瀝青砼路面;聚合物纖維;纖維摻量

中圖分類號TU528文獻標(biāo)識碼A文章編號1673-9671-(2009)121-0032-01

在現(xiàn)代公路尤其是高速公路建設(shè)中，對瀝青路面的性能要求越來越高，而良好的路面性能來源于優(yōu)良的材料質(zhì)量。因此，傳統(tǒng)的依靠瀝青混合料技術(shù)的路面材料的質(zhì)量成為制約工程質(zhì)量的瓶頸。為了改變這種狀態(tài)，國內(nèi)外的學(xué)者和技術(shù)專家做了許多理論研究和技術(shù)應(yīng)用實踐，對傳統(tǒng)材料的改性技術(shù)的應(yīng)用越來越多，促進瀝青混凝土路面技術(shù)不斷提高。瀝青砼加筋技術(shù)就是其中的一項能較好改善瀝青砼路面質(zhì)量且經(jīng)濟實用的新技術(shù)，我們在工程實踐中采用了道路專用聚合物纖維--德蘭耐特，取得了很好的效果。

1德蘭耐特纖維的技術(shù)性能

1)在性能上具有高模量、高強度、低質(zhì)量等優(yōu)點。

2)摻入纖維后為了達到的高性能瀝青混凝土的要求，所摻入纖維必須在瀝青混合料中均勻分布，應(yīng)先將纖維與高溫集料在攪拌缸中干拌混合，這就要求纖維必須能夠承受180-200 ℃的高溫而不致發(fā)生變化。德蘭耐特纖維可耐240℃的高溫。

3)吸油性。德蘭耐特的吸油率為6.6，相當(dāng)于在160-170℃下吸持瀝青的能力，德蘭耐特的吸油率比較適合拌制高性能的瀝青砼。

4)與瀝青的粘附性。德蘭耐特纖維與瀝青具有很強的粘附能力。

2纖維在瀝青混合料中的作用

1)吸附作用。德蘭耐特纖維直徑為13μm ，每克纖維提供的表面積可達數(shù)平方米，因此，德蘭耐特纖維的比表面積非常大，與粘結(jié)材料的接觸面積就特別大，在纖維與瀝青的界面層中，瀝青成單分子排列在纖維表面，形成結(jié)合力牢固的特殊結(jié)構(gòu)層。由于纖維結(jié)構(gòu)瀝青裹覆在集料表面，與普通混合料相比，瀝青膜增厚65%～110%，這就形成了“增強結(jié)構(gòu)”。可以提高瀝青材料的抗劈裂強度和延伸性，同時也提高了軟化點和抗老化性能，能夠在很大程度上延長路面的使用壽命。

2)穩(wěn)定作用。德蘭耐特纖維摻入后產(chǎn)生了大量的結(jié)構(gòu)瀝青，自由瀝青的比例大大減少，由于結(jié)構(gòu)瀝青的大量引入使混合料的粘滯性增強、軟化點提高20℃以上，瀝青混合料溫度穩(wěn)定性得到了大大改善。

3)增強作用在德蘭耐特纖維混合料中，眾多的纖維呈三維隨機分布，當(dāng)混合料施工后受拉力作用超過極限而開裂時，可以起到很好的阻滯作用，從而提高瀝青路面抗裂能力，減少裂縫缺陷。

4)增韌作用。德蘭耐特纖維對瀝青混合料還具有很好的增韌作用，體現(xiàn)在其可以增強瀝青砂漿對集料的握裹力，集料周圍由德蘭耐特纖維和瀝青構(gòu)成了整體性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，與集料共同構(gòu)成整體性更強的瀝青路面結(jié)構(gòu)層。這種增韌作用可以顯著提高瀝青混合料的低溫抗裂性。

3設(shè)計與施工

3.1工程試驗數(shù)據(jù)

我們將德蘭耐特纖維應(yīng)用于工程施工前，進行了對比試驗(砼類型為SAC-13，瀝青種類為AH-70，，瀝青含量5.3% ，德蘭尼特纖維含量0.25%)，檢測結(jié)果見表1。

試驗結(jié)論:

1)加入德蘭耐特纖維后，瀝青混合料的密度減少，穩(wěn)定度和流值均增大。

2)瀝青砼在加入纖維后動穩(wěn)定度提高約40% ，這是瀝青類路用材料最重要的指標(biāo)。動穩(wěn)定度大幅提高，材料用于工程中就不會出現(xiàn)明顯的車轍現(xiàn)象。

3)加入纖維后瀝青砼抗凍性良好。

3.2纖維摻量的確定

混合料中加入德蘭耐特纖維后，混合料的變形速率隨著纖維摻量的增加而減少，而動穩(wěn)定度增加，且出現(xiàn)了一個峰值，再增加纖維摻量，動穩(wěn)定度則緩慢下降。分析此試驗結(jié)果:

1)通過纖維的加筋作用和對瀝青的穩(wěn)定作用，使混合料高溫性能提高，但因摻量小，改善幅度不是很大。纖維摻量進一步增加后，其高溫性能進一步改善，并出現(xiàn)一個最大值，這就是技術(shù)指標(biāo)上的最佳摻量。

2)纖維摻量超過最佳摻量后，纖維的分散均勻性減小，動穩(wěn)定度開始緩慢下降。沒有分散的纖維結(jié)團成束后，使較大的礦料顆粒被擠開，混合料的穩(wěn)定性能開始下降。所以，過量的纖維徒增成本。我們在施工中，嚴(yán)格遵守規(guī)范，在設(shè)計和施工過程中的動穩(wěn)定度控制取最小值，通過試驗得到動穩(wěn)定度與纖維摻量的關(guān)系曲線，并確定保證質(zhì)量和經(jīng)濟性的最佳摻量為0.2 %-0. 25%。

3.3施工要點

摻入混合料在拌和時，應(yīng)先將德蘭耐特纖維與集料干拌10s左右，再加入瀝青濕拌25-30s。在進行施工時應(yīng)注意以下的事項:

1)施工時，德蘭耐特纖維與砂石料的拌和時間要根據(jù)纖維添加量的大小、通過試驗確定，一般比原拌和時間延長3-10s。

2)施工時，德蘭耐特纖維與瀝青的熱混合時間應(yīng)不小于25 s。拌和的瀝青混合料應(yīng)均勻，無花白，無結(jié)團或明顯的粗、細集料分離現(xiàn)象。

3)在加入0. 25 %德蘭耐特纖維后，瀝青最佳油量應(yīng)通過試驗確定。一般應(yīng)提高0.1 %-0.3 %。

4)摻入德蘭耐特纖維的瀝青混凝土組成設(shè)計應(yīng)在本文所述的試驗基礎(chǔ)上，根據(jù)工程中實際原材料情況，通過試驗確定纖維加入量、總用油量，拌和時間和溫度等關(guān)鍵工藝指標(biāo)，確定最佳方案后，進行試拌，確定設(shè)備運行參數(shù)。

5)德蘭耐特纖維瀝青砼攤鋪溫度控制在120℃左右，選用普通瀝青砼的松鋪系數(shù)進行攤鋪。攤鋪完畢后，碾壓遍數(shù)應(yīng)增加2-3遍，以保證密實度。

在瀝青混凝土道路工程中，瀝青混合料中摻入德蘭耐特纖維，因摻量很小，不會對造價產(chǎn)生較大影響，但摻加后可以顯著改善瀝青砼的綜合性能，提高工程質(zhì)量，取得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

基金項目:黑龍江省自然科學(xué)基金項目E200813“瀝青混凝土路面加鋪層的力學(xué)性能研究”

參考文獻

[1]姜志青.道路建筑材料[M].北京:人民交通出版社，2002.

[2]李乃斌.公路改性瀝青加鋪層工程實踐[J].公路，1996，2.