瀝青纖維改性混合料在混凝土橋面鋪裝層的應用

彭少華

(中鐵建中非建設有限公司)

1 混凝土橋面瀝青鋪裝層的使用要求

(1)瀝青鋪裝層要求良好的抗車轍、抗開裂性能

從哈爾濱地區(qū)的環(huán)境氣候條件來看，夏季氣溫較高可達37 ℃，冬季氣溫又較低，可達－35 ～－40 ℃，加之橋梁的交通量一般比較大，因此，如何保證橋面瀝青鋪裝層夏季具有特別高的抗車轍性能，冬季具有較高的抗裂能力以緩解車轍和裂縫的出現(xiàn)，是橋面鋪裝技術(shù)的關(guān)鍵。

(2)瀝青鋪裝層具有良好的抗?jié)B性

重交通條件下，鋪裝層的瀝青混和料必須具備良好的抗?jié)B水性能;一方面預防動水壓力下瀝青混和料的剝離破壞，避免脫層、松散等病害，另一方面，又能有效地防止水的滲入對橋面板混凝土鋼筋的腐蝕作用，提高橋梁的使用耐久性。

(3)瀝青鋪裝層要求良好的抗疲勞性能

由于交通量的迅速增大和渠化交通的影響，導致混凝土橋面鋪裝層疲勞開裂的情況非常普遍，即隨著使用時間的增長，在行車道的輪跡帶出現(xiàn)大量的縱向裂縫，加之在行車荷載動力水的作用，繼而出現(xiàn)大量網(wǎng)狀裂縫，加劇瀝青鋪裝層的破壞。

(4)瀝青鋪裝具有良好的抗滑性能

哈爾濱地區(qū)夏季炎熱，遇強降雨天氣，橋面濕滑，抗滑性能降低，存在很大的交通隱患，鋪面鋪裝層同樣應考慮保證良好的抗滑性能，以保證交通安全。

2 瀝青纖維改性混合料的作用原理

在鋼纖維混凝土發(fā)展起來以后，聚酯纖維混凝土也有了新的發(fā)展。因為聚酯纖維化學性質(zhì)為惰性，不會吸收濕氣，也不會受到酸堿環(huán)境的影響出現(xiàn)衰變的情況。也就算說，這種材料在經(jīng)過長時間的使用后，仍然可以就比較高的延伸率、有比較高的強度、較高的彎曲彈性、易拌性和高取向性等性能。在公路路面中使用纖維混凝土，避免了以往鋼纖維混凝土路面容易產(chǎn)生“凸尖”、“腐蝕銹”等路面情況的出現(xiàn)。在聚酯纖維的斷裂延伸率表中，纖維的韌性、強度和斷裂延伸率越高，就說明該材料越不容易出現(xiàn)斷裂、韌性也越高，這樣的材料在和瀝青混合料混合后才可以起到提升抗裂性的目的。聚酯纖維的斷裂延伸率為39%。即使聚酯纖維瀝青混合料受到比較大的外力沖擊以及比較大的熱脹冷縮溫差變化時，可以承受非常大的拉伸變形，可以全面的對高瀝青混凝土路面的力學性能進行提升，是瀝青混凝土路面名副其實的纖維加強筋。而且，在－45 ～255 ℃的溫度范圍內(nèi)，聚酯纖維瀝青混合料的力學性能表現(xiàn)為不軟化、不脆化。所有的纖維都是單獨存在的，有比較高的吸附性，不會出現(xiàn)纏繞情況，而且可以產(chǎn)生非常大的內(nèi)聚力。很大程度的對瀝青混凝土的剝落、開裂現(xiàn)象進行了控制，起到了提升公路使用年限和公路質(zhì)量的目的。所以，聚酯纖維瀝青混凝土取得了非?？焖俚陌l(fā)展。纖維在瀝青混合料中的主要作用有下面幾個方面。

(1)對瀝青進行吸收和吸附

當把纖維穩(wěn)定劑加入到瀝青混合料中后，這些纖維可以對瀝青表面和內(nèi)部的瀝青進行吸收，促進瀝青油膜用量的提高，使得瀝青油膜厚度變大，很大程度的提高瀝青混凝土的粘結(jié)力，提升了瀝青混凝土使用的耐久性。

(2)提高瀝青的穩(wěn)定性

在瀝青中摻入纖維，可以提升瀝青膜的穩(wěn)定性，特別是在夏季溫度較高的時候，瀝青很容易受到高溫而出現(xiàn)膨脹的情況，這時纖維內(nèi)部的縫隙將會發(fā)揮其緩沖作用，避免瀝青變成自由瀝青，出現(xiàn)泛油的情況，進而對瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性進行提高。

(3)提升瀝青的韌性

在瀝青混合料中摻入纖維可以提高顆粒直徑的握裹力，使混凝土瀝青路面處于一個整體粘連的狀態(tài)，提升了混凝土低溫抗裂的效果，進而提升了瀝青的韌性。在實際的瀝青混凝土路面使用過程中，主要從下面幾個方面體現(xiàn)出了以上作用:提升了路面車轍的抵抗力;降低或者延遲反射裂縫出現(xiàn)的情況;提升高溫下瀝青路面的穩(wěn)定性;提高瀝青路面低溫抗裂能力;提升瀝青路面的抗疲勞能力。

(4)防止斷裂的作用

一般情況下短纖維在瀝青機體中是進行三向隨機分布的，數(shù)量非常的大，所以在混合料的妮兒和四周都很容易出現(xiàn)短纖維，可以很好的防止纖維混合料出現(xiàn)開裂的情況，進而降低瀝青路面裂縫產(chǎn)生的數(shù)量，延長期使用年限。

(5)提高瀝青的粘結(jié)力

在瀝青混凝土中摻入纖維，可以提高礦物和瀝青的粘連性，在油膜粘結(jié)的作用下，提升集料之間的粘結(jié)力。

(6)加筋的效果

瀝青混凝土屬于散料的組合體，瀝青的主要作用是粘合。在混合料中纖維是以三維的形式分散存在的，有比較好的強筋作用，提升了礦料和瀝青的粘連性以及集料之間的粘合力。在纖維瀝青混凝土中，纖維就相當于鋼筋混凝土中的鋼筋，兩者起到的作用是類似的，都是為了承受拉應力。在骨料和纖維的咬合下，會產(chǎn)生比較大的摩擦角，然后再配上瀝青膠漿的粘合作用，會把受到的拉應力傳遞給纖維，并由纖維來對這些拉應力進行分擔。

3 結(jié)束語

瀝青混凝土橋面鋪裝是工程中常見橋面形式。橋面鋪裝不同于普通高級路面，由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，易受外界氣候和溫度的影響，因而很容易產(chǎn)生各種病害。摻加了博尼維纖維的瀝青混凝土橋面鋪裝具有足夠的強度和良好的整體性，以及抗裂、抗沖擊、耐磨的性能。大大延長了橋面鋪裝的使用壽命，減少了后期的維修和養(yǎng)護，取得了良好的社會效益。