纖維增強(qiáng)瀝青路面封層防反射裂縫試驗(yàn)研究

夏英志

【摘 要】 在總結(jié)國(guó)內(nèi)外已有試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分析了不同纖維長(zhǎng)度對(duì)瀝青纖維增強(qiáng)封層抗反射裂縫性能的影響及舊路面不同裂縫寬度下是否存在最佳的纖維長(zhǎng)度使瀝青纖維增強(qiáng)封層的抗反射能力達(dá)到最強(qiáng)等，得出舊路面裂縫越寬，纖維長(zhǎng)度越長(zhǎng)阻裂效果越好；而裂縫寬度較窄，不同纖維長(zhǎng)度對(duì)阻裂效果影響不大的結(jié)論。

【關(guān)鍵詞】 纖維；瀝青路面；封層；反射裂縫

Experimental study on fiber reinforced asphalt pavement reflective crack sealing layer anti

Xia Ying-zhi

(Henan University of Urban Construction Pingding-shan Henan 467000) 

【Abstract】 In summing up the experience at home and abroad on the basis of existing test analyzes the different fiber lengths of fiber reinforced asphalt sealing layer anti-reflective properties under the influence of crack and the crack width old pavement different if there is an optimum fiber length fiber reinforced asphalt sealing layer anti-reflective capacity of the strongest, concluded that the old pavement cracks wider, longer fiber length crack resistance, the better; rather narrow crack width, crack resistance of different fiber lengths with little effect on the impact of the conclusion.

【Key words】 Fiber;Asphalt pavement;Sealing layer;Reflective cracking

1. 引言

舊混凝土路面補(bǔ)強(qiáng)時(shí)常在原有路面上加鋪一層瀝青罩面，當(dāng)混凝土位移產(chǎn)生的拉應(yīng)力

超過(guò)瀝青罩面層的抗拉強(qiáng)度時(shí)，罩面層就會(huì)開(kāi)裂，這種裂縫即稱為反射裂縫。目前對(duì)于瀝青加鋪層抗反射裂縫的研究采用了很多理論分析方法，有靜力分析法、三維有限元分析法和斷裂力學(xué)及損傷力學(xué)等［1］，雖然理論分析方法能夠?qū)Υ藛?wèn)題的研究提供一定的理論依據(jù)，但由于舊路面加鋪層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、材料參數(shù)及計(jì)算建模的變異性等因素，僅從理論上分析并不能完全解決反射裂縫的研究問(wèn)題。尤其是應(yīng)用斷裂力學(xué)分析時(shí)，材料參數(shù)、特別是斷裂力學(xué)參數(shù)很難測(cè)定，這是由于舊路面、瀝青加鋪層等路用材料固有力學(xué)物理特定所決定，再者加鋪應(yīng)力吸收層、土工合成材料等夾層后使問(wèn)題更加復(fù)雜。因此，理論分析與實(shí)際應(yīng)用還有一定的差距，為了把兩者聯(lián)系起來(lái)，必須通過(guò)試驗(yàn)分析。室內(nèi)試驗(yàn)可以在較短的時(shí)間內(nèi)，控制主要試驗(yàn)因素進(jìn)行分析研究。 

2. 抗反射裂縫試驗(yàn)的目的和試驗(yàn)方案

2.1 在總結(jié)國(guó)內(nèi)外已有試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分析影響瀝青纖維增強(qiáng)封層粘結(jié)性能因素中，纖維長(zhǎng)度影響最大，改性乳化瀝青用量次之，纖維用量影響最小［2］，故本文主要討論不同纖維長(zhǎng)度對(duì)瀝青纖維增強(qiáng)封層抗反射裂縫性能的影響；且分析舊路面不同裂縫寬度下是否存在最佳的纖維長(zhǎng)度使瀝青纖維增強(qiáng)封層的抗反射能力達(dá)到最強(qiáng)。

2.2 通過(guò)對(duì)瀝青混合料車轍試驗(yàn)儀系統(tǒng)進(jìn)行改造，提出了一種更為方便的研究加鋪層抗反射裂縫能力的方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)荷載引起的舊路面上瀝青加鋪層疲勞裂縫、反射裂縫以及其他裂縫擴(kuò)展情況的模擬［3］。層間結(jié)合狀態(tài)良好能改善裂縫處拉應(yīng)力集中，光滑接觸有利于降低剪應(yīng)力集中，但只有保證夾層材料與舊路面和瀝青加鋪層聯(lián)結(jié)良好，才能保證夾層材料起到加筋作用；而且若夾層材料粘結(jié)能力不佳，盡管能有效降低裂縫尖端剪應(yīng)力集中，但因?yàn)樵龃罄瓚?yīng)力集中地作用更強(qiáng)，總的效果更為不利，會(huì)加快裂縫的擴(kuò)展。因此，應(yīng)該在保證層間粘結(jié)狀態(tài)良好的前提下，來(lái)討論瀝青纖維增強(qiáng)封層抗反射裂縫的能力。

（1）試驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

考慮到反射裂縫的類型一般為橫向裂縫，本試驗(yàn)主要分析了橫向裂縫在車輪荷載重復(fù)作用下，舊瀝青混凝土路面上加鋪薄層罩面中反射裂縫產(chǎn)生、擴(kuò)展及最后貫穿的情況，通過(guò)在舊瀝青混凝土路面板和瀝青加鋪層間加鋪不同的夾層材，來(lái)對(duì)比分析不同夾層材料抗反射裂縫性能效果。 首先分析瀝青纖維增強(qiáng)封層的組成材料中玻璃纖維長(zhǎng)度對(duì)其抗反射裂縫能力影響，對(duì)于不同的裂縫寬度是否存在最佳的纖維長(zhǎng)度，使瀝青纖維增強(qiáng)封層抗反射裂縫的能力達(dá)到最強(qiáng)。瀝青纖維增強(qiáng)封層達(dá)到最佳粘結(jié)性能時(shí)各種材料用量為：纖維用量為 120g?m-2，纖維長(zhǎng)度為 6～8cm，改性乳化瀝青用量為 1.2k g?m-2，抗裂性能是在保證瀝青纖維增強(qiáng)封層具有良好粘結(jié)性能下進(jìn)行討論的，此處保證纖維用量和改性乳化瀝青用量不變，觀察纖維長(zhǎng)度對(duì)抗反射裂縫的影響?yīng)?］。

（2）反射裂縫試件制備。

試驗(yàn)試件主要有三層結(jié)構(gòu)組成：最下面為舊瀝青混凝土路面、中間為夾層材料和最上面瀝青加鋪層組成，舊瀝青路面的選用材料和級(jí)配及制備過(guò)程、成型反射裂縫試件具體尺寸見(jiàn)圖1 。

將成型好的復(fù)合板放置 48h 后，用切割機(jī)沿垂直于裂縫方向?qū)?fù)合板切割成大小相等兩部分，即試件尺寸為 15cm 30cm 7cm，其中舊路面厚度為 5cm，SMA 加鋪層厚度為 2cm。將試件晾干后，即可進(jìn)行抗反射裂縫的輪碾試驗(yàn)。 

（3）試驗(yàn)主要設(shè)備。

本試驗(yàn)所用主要設(shè)備有：瀝青混合料拌和機(jī)、輪碾成型機(jī)、恒溫室和車轍試驗(yàn)機(jī)。由于試驗(yàn)特殊要求，自制鋼板試模尺寸為 30cm 30cm 10cm，有底板、側(cè)板等組成，可自由拆卸和安裝，方便試件成型后完整脫模。車轍試驗(yàn)機(jī)本是在 60℃溫度下進(jìn)行瀝青混合料車轍試驗(yàn)，但由于本試驗(yàn)的特殊要求需要進(jìn)行一定程度上的改裝，以使自制試模容易拆卸和安裝。原本試驗(yàn)臺(tái)可牢固安裝 30cm 30cm 5cm 的試件，但由于自制試模的特殊性，需試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行一定改裝，使其能牢固的安裝 30cm 30cm 10cm 的試模。本試驗(yàn)主要觀察反射裂縫擴(kuò)展情況，不需要檢測(cè)試件車轍變形情況，且試驗(yàn)溫度控制在 15±2℃進(jìn)行，試件不存在高溫下出現(xiàn)車轍變形的問(wèn)題，故在試驗(yàn)過(guò)程中將變形測(cè)量裝置拆除。

3. 抗反射裂縫試驗(yàn)過(guò)程及觀測(cè)方法

3.1 試驗(yàn)步驟。 

（1）將試件連同試模一起置于已達(dá)到試驗(yàn)溫度 15℃的恒溫箱內(nèi)，由于試驗(yàn)溫度較低，做試驗(yàn)時(shí)溫度也較低，在恒溫箱中保溫 2h 即可。 

（2）將車轍試驗(yàn)機(jī)溫度調(diào)為 15℃，將保溫后的試件連同試模一起置于車轍試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)臺(tái)上，最下面為厚度為 1cm 寬度為 30cm 長(zhǎng)度為 30cm 的鋼板，上面為 2cm厚寬度為 30cm 長(zhǎng)度為 10cm 的兩塊橡膠板，中間脫空區(qū)域?yàn)?10cm，具體組合見(jiàn)圖2。由于試件寬度為試模寬度的一半，應(yīng)將試件寬度方向也固定好，已確保在試驗(yàn)過(guò)程中試件不發(fā)生移動(dòng)。將試驗(yàn)輪置于試件表面的中間位置，行走的方向與試件成型時(shí)的碾壓方向一致，垂直于舊瀝青混凝土板裂縫的方向。 

endprint

（3）啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，此時(shí)不需要開(kāi)動(dòng)車轍變形自動(dòng)記錄儀，試驗(yàn)輪在試件上往返行走，觀察 SMA-10 加鋪層出現(xiàn)明顯裂縫，及裂縫擴(kuò)展情況。試驗(yàn)時(shí)，記錄儀會(huì)自動(dòng)記錄試驗(yàn)輪往返次數(shù)和試驗(yàn)溫度，控制好試驗(yàn)溫度，記錄試驗(yàn)次數(shù)。 

（4）同一方案至少做兩個(gè)平行試驗(yàn)，取平均值作為最后試驗(yàn)結(jié)果，若兩次試驗(yàn)結(jié)果偏大，可補(bǔ)做一組試驗(yàn)做進(jìn)一步論證。 

3.2 加載方法和觀測(cè)方式。 

（1）橫向裂縫在車輪荷載作用過(guò)程中，當(dāng)車輪行駛至裂縫的邊緣時(shí)，裂縫處的瀝青加鋪層受到剪應(yīng)力和拉應(yīng)力的作用；繼續(xù)向前行駛，車輪行駛至裂縫正上方時(shí)，裂縫處的瀝青加鋪層受到剪應(yīng)力的作用［5］，因此，橫向裂縫在一次行車荷載的作用過(guò)程中，彎拉應(yīng)力作用只是在行車駛過(guò)一瞬間產(chǎn)生，橫向裂縫處的瀝青加鋪層一直處于剪應(yīng)力和彎拉應(yīng)力的交替作用下，此處的瀝青加鋪層最易發(fā)生破壞。車轍儀加載如圖2所示。

（2）將車轍試驗(yàn)儀的溫度控制在 15±2℃，將試件連同試模一起放入車轍儀中，采用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)輪，膠輪寬度為 5cm，輪壓為標(biāo)準(zhǔn)軸壓 0.7MPa，輪行速度為(42±1)次/min，用于模擬行車荷載作用下瀝青加鋪層中反射裂縫擴(kuò)展情況，進(jìn)而分析不同纖維長(zhǎng)度對(duì) 瀝青纖維增強(qiáng)封層 抗反射裂縫性能的影響；不同夾層材料延緩反射裂縫出現(xiàn)的性能。觀察瀝青加鋪層出現(xiàn)裂縫時(shí)，記錄車輪荷載的碾壓次數(shù)，及裂縫貫穿瀝青加鋪層時(shí)車輪荷載的碾壓次數(shù)。試件破壞時(shí)的試件形態(tài)見(jiàn)圖 3。

（3）試驗(yàn)分成兩組進(jìn)行，第一組：裂縫為 0.5cm 和 1cm 兩種，不同纖維長(zhǎng)度在不同裂縫寬度下進(jìn)行試驗(yàn)，分析纖維長(zhǎng)度是否影響瀝青纖維增強(qiáng)封層抵抗反射裂縫的能力，并分析不同寬度裂縫下是否存在最佳的纖維長(zhǎng)度；第二組：比較五種不同夾層材料在相同裂縫寬度下的抗反射裂縫能力。在重復(fù)荷載作用下，觀察加鋪層中裂縫的起裂和裂縫擴(kuò)展等情況，直至裂縫最終貫穿整個(gè)加鋪層，記錄瀝青加鋪層出現(xiàn)裂縫和貫穿時(shí)的作用次數(shù)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果(即數(shù)據(jù))分析抗反射裂縫的性能，見(jiàn)表1。

表1 往復(fù)輪碾試驗(yàn)結(jié)果

裂縫寬度（cm） 試驗(yàn)號(hào) 纖維長(zhǎng)度（cm） 初裂平均值 終裂平均值

10.5 1 0-2 812 4450

2 2-4 1121 4532

3 4-6 1312 4765

4 6-8 1612 5764

1 0-2 2109 7654

2 2-4 2532 8243

3 4-6 2612 8547

4 6-8 2089 8123

4. 試驗(yàn)結(jié)果及分析 

層間結(jié)合狀態(tài)對(duì)瀝青加鋪層有很大的影響，只有保證層間接觸良好，夾層材料才能起到加筋作用，延緩反射裂縫的擴(kuò)展［6］。故在確保瀝青纖維增強(qiáng)封層粘結(jié)性能的基礎(chǔ)上，討論瀝青纖維增強(qiáng)封層的抗反射能力。瀝青纖維增強(qiáng)封層達(dá)到最佳粘結(jié)性能時(shí)各種材料用量為:纖維用120g?m-2，纖維長(zhǎng)度為 6～8cm，改性乳化瀝青用量為1.2k g?m-2，本文主要討論在保證各材料用量不變的情況下，相同裂縫寬度下不同纖維長(zhǎng)度對(duì)抗反射裂縫性能影響，以及不同裂縫寬度下相同纖維長(zhǎng)度對(duì)抗反射裂縫性能影響，對(duì)比分析見(jiàn)圖4和圖5。由上述對(duì)比圖分析可得：

（1）在 1cm 裂縫寬度下，不論是對(duì)初裂還是終裂的影響，纖維長(zhǎng)度為 6～8cm 時(shí)達(dá)到最佳抗裂效果，且相較于其他纖維長(zhǎng)度其抗裂效果顯著。在 0.5cm 裂縫寬度下，不同纖維長(zhǎng)度對(duì)阻止初始裂縫和終止裂縫產(chǎn)生效果不顯著，4～6cm 纖維長(zhǎng)度時(shí)阻裂效果稍好。 

（2）相同裂縫寬度下，不同纖維長(zhǎng)度對(duì)阻裂效果不同。舊路面裂縫越寬時(shí)，纖維長(zhǎng)度越長(zhǎng)阻裂效果越好；而裂縫寬度較窄時(shí)，不同纖維長(zhǎng)度對(duì)阻裂效果影響不大。現(xiàn)行《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》和《高速公路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量檢評(píng)方法》(試行)中，都把裂縫寬度為 5mm 作為裂縫輕重程度分界［7］。纖維增強(qiáng)封層一般用于高速公路的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中，舊路面裂縫寬度一般≤5mm，為了保證瀝青纖維增強(qiáng)封層夾層具有良好抗裂效果，且考慮到使其具有良好粘結(jié)性能，選用 6～8cm 纖維長(zhǎng)度作為瀝青纖維增強(qiáng)封層夾層最佳纖維長(zhǎng)度。

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參考文獻(xiàn)

［1］ 趙曉亮. 瀝青纖維增強(qiáng)封層配合比設(shè)計(jì)研究［D］．西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2010.

［2］ 陳曉娟. 纖維瀝青碎石封層適應(yīng)性及阻裂效應(yīng)研究［D］．西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2010.

［3］ 閏修海，于金成，王建國(guó)等.纖維封層技術(shù)的引進(jìn)與應(yīng)用［J］.北方交通，2008(08).

［4］ 陳華鑫， 張爭(zhēng)奇， 胡長(zhǎng)順. 纖維瀝青混合料的低溫抗裂性能［J］. 華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2004,(04).

［5］ 孫雅珍， 趙穎華. 新型纖維增強(qiáng)瀝青路面的研究［J］. 華東公路， 2002,(02).

［6］ 申愛(ài)琴等.瀝青路面層間處置新材料及施工關(guān)鍵技術(shù)研究［R］.2009.2.

［7］ 朱春鳳.玻璃纖維改善瀝青混凝土性能的理論和試驗(yàn)研究［D］.吉林:吉林大學(xué)，2007.

［8］ 鄭健龍，周志剛，張起森.瀝青路面抗裂設(shè)計(jì)理論與方法.北京:人民交通出版社，2003.

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［基金項(xiàng)目］河南省2013年科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（132102210464）：瀝青路面纖維增強(qiáng)封層關(guān)鍵技術(shù)研究。

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［文章編號(hào)］1619-2737（2014）06-05-820

endprint

（3）啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，此時(shí)不需要開(kāi)動(dòng)車轍變形自動(dòng)記錄儀，試驗(yàn)輪在試件上往返行走，觀察 SMA-10 加鋪層出現(xiàn)明顯裂縫，及裂縫擴(kuò)展情況。試驗(yàn)時(shí)，記錄儀會(huì)自動(dòng)記錄試驗(yàn)輪往返次數(shù)和試驗(yàn)溫度，控制好試驗(yàn)溫度，記錄試驗(yàn)次數(shù)。 

（4）同一方案至少做兩個(gè)平行試驗(yàn)，取平均值作為最后試驗(yàn)結(jié)果，若兩次試驗(yàn)結(jié)果偏大，可補(bǔ)做一組試驗(yàn)做進(jìn)一步論證。 

3.2 加載方法和觀測(cè)方式。 

（1）橫向裂縫在車輪荷載作用過(guò)程中，當(dāng)車輪行駛至裂縫的邊緣時(shí)，裂縫處的瀝青加鋪層受到剪應(yīng)力和拉應(yīng)力的作用；繼續(xù)向前行駛，車輪行駛至裂縫正上方時(shí)，裂縫處的瀝青加鋪層受到剪應(yīng)力的作用［5］，因此，橫向裂縫在一次行車荷載的作用過(guò)程中，彎拉應(yīng)力作用只是在行車駛過(guò)一瞬間產(chǎn)生，橫向裂縫處的瀝青加鋪層一直處于剪應(yīng)力和彎拉應(yīng)力的交替作用下，此處的瀝青加鋪層最易發(fā)生破壞。車轍儀加載如圖2所示。

（2）將車轍試驗(yàn)儀的溫度控制在 15±2℃，將試件連同試模一起放入車轍儀中，采用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)輪，膠輪寬度為 5cm，輪壓為標(biāo)準(zhǔn)軸壓 0.7MPa，輪行速度為(42±1)次/min，用于模擬行車荷載作用下瀝青加鋪層中反射裂縫擴(kuò)展情況，進(jìn)而分析不同纖維長(zhǎng)度對(duì) 瀝青纖維增強(qiáng)封層 抗反射裂縫性能的影響；不同夾層材料延緩反射裂縫出現(xiàn)的性能。觀察瀝青加鋪層出現(xiàn)裂縫時(shí)，記錄車輪荷載的碾壓次數(shù)，及裂縫貫穿瀝青加鋪層時(shí)車輪荷載的碾壓次數(shù)。試件破壞時(shí)的試件形態(tài)見(jiàn)圖 3。

（3）試驗(yàn)分成兩組進(jìn)行，第一組：裂縫為 0.5cm 和 1cm 兩種，不同纖維長(zhǎng)度在不同裂縫寬度下進(jìn)行試驗(yàn)，分析纖維長(zhǎng)度是否影響瀝青纖維增強(qiáng)封層抵抗反射裂縫的能力，并分析不同寬度裂縫下是否存在最佳的纖維長(zhǎng)度；第二組：比較五種不同夾層材料在相同裂縫寬度下的抗反射裂縫能力。在重復(fù)荷載作用下，觀察加鋪層中裂縫的起裂和裂縫擴(kuò)展等情況，直至裂縫最終貫穿整個(gè)加鋪層，記錄瀝青加鋪層出現(xiàn)裂縫和貫穿時(shí)的作用次數(shù)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果(即數(shù)據(jù))分析抗反射裂縫的性能，見(jiàn)表1。

表1 往復(fù)輪碾試驗(yàn)結(jié)果

裂縫寬度（cm） 試驗(yàn)號(hào) 纖維長(zhǎng)度（cm） 初裂平均值 終裂平均值

10.5 1 0-2 812 4450

2 2-4 1121 4532

3 4-6 1312 4765

4 6-8 1612 5764

1 0-2 2109 7654

2 2-4 2532 8243

3 4-6 2612 8547

4 6-8 2089 8123

4. 試驗(yàn)結(jié)果及分析 

層間結(jié)合狀態(tài)對(duì)瀝青加鋪層有很大的影響，只有保證層間接觸良好，夾層材料才能起到加筋作用，延緩反射裂縫的擴(kuò)展［6］。故在確保瀝青纖維增強(qiáng)封層粘結(jié)性能的基礎(chǔ)上，討論瀝青纖維增強(qiáng)封層的抗反射能力。瀝青纖維增強(qiáng)封層達(dá)到最佳粘結(jié)性能時(shí)各種材料用量為:纖維用120g?m-2，纖維長(zhǎng)度為 6～8cm，改性乳化瀝青用量為1.2k g?m-2，本文主要討論在保證各材料用量不變的情況下，相同裂縫寬度下不同纖維長(zhǎng)度對(duì)抗反射裂縫性能影響，以及不同裂縫寬度下相同纖維長(zhǎng)度對(duì)抗反射裂縫性能影響，對(duì)比分析見(jiàn)圖4和圖5。由上述對(duì)比圖分析可得：

（1）在 1cm 裂縫寬度下，不論是對(duì)初裂還是終裂的影響，纖維長(zhǎng)度為 6～8cm 時(shí)達(dá)到最佳抗裂效果，且相較于其他纖維長(zhǎng)度其抗裂效果顯著。在 0.5cm 裂縫寬度下，不同纖維長(zhǎng)度對(duì)阻止初始裂縫和終止裂縫產(chǎn)生效果不顯著，4～6cm 纖維長(zhǎng)度時(shí)阻裂效果稍好。 

（2）相同裂縫寬度下，不同纖維長(zhǎng)度對(duì)阻裂效果不同。舊路面裂縫越寬時(shí)，纖維長(zhǎng)度越長(zhǎng)阻裂效果越好；而裂縫寬度較窄時(shí)，不同纖維長(zhǎng)度對(duì)阻裂效果影響不大。現(xiàn)行《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》和《高速公路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量檢評(píng)方法》(試行)中，都把裂縫寬度為 5mm 作為裂縫輕重程度分界［7］。纖維增強(qiáng)封層一般用于高速公路的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中，舊路面裂縫寬度一般≤5mm，為了保證瀝青纖維增強(qiáng)封層夾層具有良好抗裂效果，且考慮到使其具有良好粘結(jié)性能，選用 6～8cm 纖維長(zhǎng)度作為瀝青纖維增強(qiáng)封層夾層最佳纖維長(zhǎng)度。

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參考文獻(xiàn)

［1］ 趙曉亮. 瀝青纖維增強(qiáng)封層配合比設(shè)計(jì)研究［D］．西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2010.

［2］ 陳曉娟. 纖維瀝青碎石封層適應(yīng)性及阻裂效應(yīng)研究［D］．西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2010.

［3］ 閏修海，于金成，王建國(guó)等.纖維封層技術(shù)的引進(jìn)與應(yīng)用［J］.北方交通，2008(08).

［4］ 陳華鑫， 張爭(zhēng)奇， 胡長(zhǎng)順. 纖維瀝青混合料的低溫抗裂性能［J］. 華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2004,(04).

［5］ 孫雅珍， 趙穎華. 新型纖維增強(qiáng)瀝青路面的研究［J］. 華東公路， 2002,(02).

［6］ 申愛(ài)琴等.瀝青路面層間處置新材料及施工關(guān)鍵技術(shù)研究［R］.2009.2.

［7］ 朱春鳳.玻璃纖維改善瀝青混凝土性能的理論和試驗(yàn)研究［D］.吉林:吉林大學(xué)，2007.

［8］ 鄭健龍，周志剛，張起森.瀝青路面抗裂設(shè)計(jì)理論與方法.北京:人民交通出版社，2003.

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［基金項(xiàng)目］河南省2013年科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（132102210464）：瀝青路面纖維增強(qiáng)封層關(guān)鍵技術(shù)研究。

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［文章編號(hào)］1619-2737（2014）06-05-820

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（3）啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，此時(shí)不需要開(kāi)動(dòng)車轍變形自動(dòng)記錄儀，試驗(yàn)輪在試件上往返行走，觀察 SMA-10 加鋪層出現(xiàn)明顯裂縫，及裂縫擴(kuò)展情況。試驗(yàn)時(shí)，記錄儀會(huì)自動(dòng)記錄試驗(yàn)輪往返次數(shù)和試驗(yàn)溫度，控制好試驗(yàn)溫度，記錄試驗(yàn)次數(shù)。 

（4）同一方案至少做兩個(gè)平行試驗(yàn)，取平均值作為最后試驗(yàn)結(jié)果，若兩次試驗(yàn)結(jié)果偏大，可補(bǔ)做一組試驗(yàn)做進(jìn)一步論證。 

3.2 加載方法和觀測(cè)方式。 

（1）橫向裂縫在車輪荷載作用過(guò)程中，當(dāng)車輪行駛至裂縫的邊緣時(shí)，裂縫處的瀝青加鋪層受到剪應(yīng)力和拉應(yīng)力的作用；繼續(xù)向前行駛，車輪行駛至裂縫正上方時(shí)，裂縫處的瀝青加鋪層受到剪應(yīng)力的作用［5］，因此，橫向裂縫在一次行車荷載的作用過(guò)程中，彎拉應(yīng)力作用只是在行車駛過(guò)一瞬間產(chǎn)生，橫向裂縫處的瀝青加鋪層一直處于剪應(yīng)力和彎拉應(yīng)力的交替作用下，此處的瀝青加鋪層最易發(fā)生破壞。車轍儀加載如圖2所示。

（2）將車轍試驗(yàn)儀的溫度控制在 15±2℃，將試件連同試模一起放入車轍儀中，采用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)輪，膠輪寬度為 5cm，輪壓為標(biāo)準(zhǔn)軸壓 0.7MPa，輪行速度為(42±1)次/min，用于模擬行車荷載作用下瀝青加鋪層中反射裂縫擴(kuò)展情況，進(jìn)而分析不同纖維長(zhǎng)度對(duì) 瀝青纖維增強(qiáng)封層 抗反射裂縫性能的影響；不同夾層材料延緩反射裂縫出現(xiàn)的性能。觀察瀝青加鋪層出現(xiàn)裂縫時(shí)，記錄車輪荷載的碾壓次數(shù)，及裂縫貫穿瀝青加鋪層時(shí)車輪荷載的碾壓次數(shù)。試件破壞時(shí)的試件形態(tài)見(jiàn)圖 3。

（3）試驗(yàn)分成兩組進(jìn)行，第一組：裂縫為 0.5cm 和 1cm 兩種，不同纖維長(zhǎng)度在不同裂縫寬度下進(jìn)行試驗(yàn)，分析纖維長(zhǎng)度是否影響瀝青纖維增強(qiáng)封層抵抗反射裂縫的能力，并分析不同寬度裂縫下是否存在最佳的纖維長(zhǎng)度；第二組：比較五種不同夾層材料在相同裂縫寬度下的抗反射裂縫能力。在重復(fù)荷載作用下，觀察加鋪層中裂縫的起裂和裂縫擴(kuò)展等情況，直至裂縫最終貫穿整個(gè)加鋪層，記錄瀝青加鋪層出現(xiàn)裂縫和貫穿時(shí)的作用次數(shù)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果(即數(shù)據(jù))分析抗反射裂縫的性能，見(jiàn)表1。

表1 往復(fù)輪碾試驗(yàn)結(jié)果

裂縫寬度（cm） 試驗(yàn)號(hào) 纖維長(zhǎng)度（cm） 初裂平均值 終裂平均值

10.5 1 0-2 812 4450

2 2-4 1121 4532

3 4-6 1312 4765

4 6-8 1612 5764

1 0-2 2109 7654

2 2-4 2532 8243

3 4-6 2612 8547

4 6-8 2089 8123

4. 試驗(yàn)結(jié)果及分析 

層間結(jié)合狀態(tài)對(duì)瀝青加鋪層有很大的影響，只有保證層間接觸良好，夾層材料才能起到加筋作用，延緩反射裂縫的擴(kuò)展［6］。故在確保瀝青纖維增強(qiáng)封層粘結(jié)性能的基礎(chǔ)上，討論瀝青纖維增強(qiáng)封層的抗反射能力。瀝青纖維增強(qiáng)封層達(dá)到最佳粘結(jié)性能時(shí)各種材料用量為:纖維用120g?m-2，纖維長(zhǎng)度為 6～8cm，改性乳化瀝青用量為1.2k g?m-2，本文主要討論在保證各材料用量不變的情況下，相同裂縫寬度下不同纖維長(zhǎng)度對(duì)抗反射裂縫性能影響，以及不同裂縫寬度下相同纖維長(zhǎng)度對(duì)抗反射裂縫性能影響，對(duì)比分析見(jiàn)圖4和圖5。由上述對(duì)比圖分析可得：

（1）在 1cm 裂縫寬度下，不論是對(duì)初裂還是終裂的影響，纖維長(zhǎng)度為 6～8cm 時(shí)達(dá)到最佳抗裂效果，且相較于其他纖維長(zhǎng)度其抗裂效果顯著。在 0.5cm 裂縫寬度下，不同纖維長(zhǎng)度對(duì)阻止初始裂縫和終止裂縫產(chǎn)生效果不顯著，4～6cm 纖維長(zhǎng)度時(shí)阻裂效果稍好。 

（2）相同裂縫寬度下，不同纖維長(zhǎng)度對(duì)阻裂效果不同。舊路面裂縫越寬時(shí)，纖維長(zhǎng)度越長(zhǎng)阻裂效果越好；而裂縫寬度較窄時(shí)，不同纖維長(zhǎng)度對(duì)阻裂效果影響不大?，F(xiàn)行《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》和《高速公路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量檢評(píng)方法》(試行)中，都把裂縫寬度為 5mm 作為裂縫輕重程度分界［7］。纖維增強(qiáng)封層一般用于高速公路的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中，舊路面裂縫寬度一般≤5mm，為了保證瀝青纖維增強(qiáng)封層夾層具有良好抗裂效果，且考慮到使其具有良好粘結(jié)性能，選用 6～8cm 纖維長(zhǎng)度作為瀝青纖維增強(qiáng)封層夾層最佳纖維長(zhǎng)度。

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參考文獻(xiàn)

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［3］ 閏修海，于金成，王建國(guó)等.纖維封層技術(shù)的引進(jìn)與應(yīng)用［J］.北方交通，2008(08).

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［5］ 孫雅珍， 趙穎華. 新型纖維增強(qiáng)瀝青路面的研究［J］. 華東公路， 2002,(02).

［6］ 申愛(ài)琴等.瀝青路面層間處置新材料及施工關(guān)鍵技術(shù)研究［R］.2009.2.

［7］ 朱春鳳.玻璃纖維改善瀝青混凝土性能的理論和試驗(yàn)研究［D］.吉林:吉林大學(xué)，2007.

［8］ 鄭健龍，周志剛，張起森.瀝青路面抗裂設(shè)計(jì)理論與方法.北京:人民交通出版社，2003.

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［基金項(xiàng)目］河南省2013年科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（132102210464）：瀝青路面纖維增強(qiáng)封層關(guān)鍵技術(shù)研究。

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［文章編號(hào)］1619-2737（2014）06-05-820

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