粉煤灰/聚酯纖維瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)研究

吳金榮，李 飛，宋風(fēng)寧，崔善成

(1.安徽理工大學(xué)土木建筑學(xué)院，淮南 232001;2.安徽理工大學(xué)礦山地下工程教育部工程研究中心，淮南 232001)

0 引 言

瀝青路面具有振動(dòng)小、表面平整、行車舒適、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外道路工程上得到了廣泛的應(yīng)用[1-4]，在美國(guó)高等級(jí)公路中，90%以上都是瀝青路面，而我國(guó)已建成的高速公路中瀝青路面達(dá)到95%以上[5-7]。瀝青混合料的填料一般是由中強(qiáng)基性巖石的憎水性石料磨細(xì)而得，如石灰、水泥、硅藻土粉等。在煤的使用過(guò)程中，積累了大量的粉煤灰，不僅占用土地資源，粉煤灰中的有毒有害物質(zhì)也會(huì)隨著雨水滲入周圍土地中，對(duì)地下水資源造成污染，如能將粉煤灰合理利用到瀝青混合料中，不僅可以節(jié)省礦粉，也可以達(dá)到將粉煤灰“變廢為寶”的目的。張寶龍等[8]發(fā)現(xiàn)經(jīng)表面修飾技術(shù)改性后的粉煤灰可有效地提高瀝青混凝土的路用性能，為粉煤灰“變廢為寶”再利用提供了試驗(yàn)數(shù)據(jù)依據(jù)。焦寶祥等[9]對(duì)摻加粉煤灰的瀝青混合料進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)粉煤灰的摻入可以提高瀝青混合料的水穩(wěn)定性能，并且瀝青混合料的飽和度、空隙率與加礦粉的瀝青混合料相同。吳平[10]、王海峰[11]、陳凱[12]等通過(guò)粉煤灰特性對(duì)瀝青混合料高低溫性能的研究，表明影響混合料路用性能的主要因素是粉煤灰的多孔結(jié)構(gòu)以及比表面積。周松濤等[13]將粉煤灰作為填料用于拌制瀝青混合料，采用馬歇爾試驗(yàn)方法進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明：粉煤灰代替礦粉作填料的瀝青混合料各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均能滿足規(guī)范[14]要求。

此外，為了提升瀝青混合料的路用性能，可以在瀝青混合料中添加一些纖維，常見(jiàn)的纖維有聚酯纖維、玄武巖纖維以及木質(zhì)纖維[15]等。沙莎[16]研究了聚酯纖維對(duì)瀝青混合料的高溫性能影響，發(fā)現(xiàn)混合料的高溫性能提高約30%；通過(guò)四點(diǎn)彎曲疲勞性能試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)聚酯纖維瀝青混合料的疲勞壽命提高了150%。國(guó)內(nèi)外學(xué)者[17-22]對(duì)聚酯纖維、玄武巖纖維和木質(zhì)纖維進(jìn)行了瀝青混合料的路用性能研究，發(fā)現(xiàn)三種纖維都可以提高瀝青混合料的力學(xué)性能，但就實(shí)際工程及生產(chǎn)成本而言，聚酯纖維更適于工程應(yīng)用。聚酯纖維是合成纖維，具有良好的分散性，抗拉強(qiáng)度高，能與瀝青混合料很好地融合而被廣大學(xué)者應(yīng)用于瀝青混合料中。因此試驗(yàn)所用的纖維為聚酯纖維。以往研究只針對(duì)單一摻量對(duì)瀝青混合料的高溫性能影響，而對(duì)粉煤灰和聚酯纖維共同作用下瀝青混合料的高溫性能及其內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)研究較少。

本文在已有研究成果的基礎(chǔ)上，開(kāi)展了粉煤灰與聚酯纖維共同作用下瀝青混合料的高溫性能研究，通過(guò)馬歇爾試驗(yàn)和掃描電鏡(SEM)試驗(yàn)，分析不同粉煤灰和聚酯纖維摻量下瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度、流值和馬歇爾模數(shù)的變化規(guī)律及其作用機(jī)理，為粉煤灰和聚酯纖維在道路工程中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 材 料

1.1.1 瀝青

試驗(yàn)使用瀝青為70#重交石油瀝青，基本性能如表1所示。

表1 瀝青的基本性能Table 1 Basic properties of asphalt

1.1.2 集料及填料

瀝青混合料中的礦料可按粒徑大小分為粗骨料、細(xì)骨料和填料，試驗(yàn)所用粗、細(xì)骨料均為淮南產(chǎn)石灰?guī)r碎石、石屑等，填料采用河北靈壽縣產(chǎn)石灰?guī)rS95級(jí)礦粉，粉煤灰采用淮南平圩電廠生產(chǎn)的粉煤灰，礦粉及粉煤灰的化學(xué)組成如表2所示，各項(xiàng)物理指標(biāo)如表3所示，其各項(xiàng)指標(biāo)滿足規(guī)范用料要求。測(cè)試粉煤灰的pH值，發(fā)現(xiàn)其偏堿性。而堿性填料與瀝青具有更好的粘結(jié)力，可以提高瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度[11-12]。

表2 礦粉與粉煤灰的化學(xué)組成Table 2 Chemical composition of mineral powder and fly ash /%

表3 礦粉與粉煤灰的物理指標(biāo)Table 3 Physical indicators of mineral powder and fly ash

1.1.3 聚酯纖維

試驗(yàn)采用的聚酯纖維長(zhǎng)度為(12±2) mm，各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)如表4所示。

表4 聚酯纖維指標(biāo)Table 4 Indicators of polyester fiber

圖1 礦料級(jí)配圖Fig.1 Aggregate gradation map

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 礦料級(jí)配

本次試驗(yàn)采用的級(jí)配為AC-13型，根據(jù)規(guī)范要求，采用級(jí)配上下限的中值作為目標(biāo)試驗(yàn)級(jí)配，級(jí)配組成如圖1所示。

1.2.2 最佳油石比

根據(jù)JTG E20—2011[23]馬歇爾試驗(yàn)方法制備瀝青混合料試件，每組四個(gè)平行試件。并由馬歇爾穩(wěn)定度、流值和毛體積相對(duì)密度確定瀝青最佳油石比為5.4%。但由于纖維的摻量增加，最佳油石比也會(huì)相應(yīng)的增加[24]，試驗(yàn)中最佳油石比與聚酯纖維摻量的關(guān)系如表5所示。

表5 聚酯纖維摻量與油石比關(guān)系Table 5 Relationship between polyester fiber content and optimum oil-stone ratio /%

1.2.3 馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)

馬歇爾穩(wěn)定度表征了瀝青混合料抗擠壓和抗車轍能力，流值則反映了瀝青混合料在未開(kāi)裂情況下抵抗逐步沉降和變形能力。以此評(píng)價(jià)粉煤灰/聚酯纖維瀝青混合料的高溫性能。本文采用JTG E20—2011[23]馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)方法測(cè)定瀝青混合料試件的馬歇爾穩(wěn)定度、流值。并由公式(1)計(jì)算馬歇爾模數(shù)T。試驗(yàn)溫度為60 ℃，加載速率為(50±5) mm/min。

(1)

式中,T為馬歇爾模數(shù)，kN/mm；MS為馬歇爾穩(wěn)定度，kN；FL為流值，mm。

2 結(jié)果與討論

2.1 馬歇爾穩(wěn)定度分析

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果繪制粉煤灰摻量、聚酯纖維摻量與馬歇爾穩(wěn)定度的關(guān)系圖如圖2、圖3所示。

圖2 馬歇爾穩(wěn)定度與粉煤灰摻量關(guān)系Fig.2 Relation between Marshall stability and flyash content

圖3 馬歇爾穩(wěn)定度與聚酯纖維摻量關(guān)系Fig.3 Relation between Marshall stability and polyesterfiber content

從圖2可以看出，不同粉煤灰摻量下的瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度均符合重載交通條件下穩(wěn)定度不小于8 kN的要求，且穩(wěn)定度隨粉煤灰摻量的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)粉煤灰摻量在0%～80%時(shí)，瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度上升。由于粉煤灰有比礦粉密度小、顆粒細(xì)的特點(diǎn)[25]，在同等質(zhì)量摻量下具有比礦粉更大的體積，可以填充更多的縫隙，使瀝青混合料試件更加密實(shí)。其次粉煤灰在一定程度上增加了瀝青膠漿的粘結(jié)力，從而增加瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度。當(dāng)粉煤灰摻量在80%時(shí)，試件穩(wěn)定度達(dá)到最大值，只有聚酯纖維摻量為0.5%時(shí)，瀝青混合料穩(wěn)定度最大值出現(xiàn)在粉煤灰摻量為60%而不是80%。這是由于0.5%的聚酯纖維在瀝青混合料中分布不均勻，粉煤灰又是一種中空微珠結(jié)構(gòu)，在瀝青中具有一定的流動(dòng)性，聚酯纖維和粉煤灰耦合作用下使瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度提前達(dá)到最大值。在聚酯纖維摻量為0%、0.3%、0.4%、0.5%時(shí)，不同粉煤灰摻量下的瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度最大值分別為9.59 kN、10.11 kN、10.87 kN、9.86 kN，比不摻粉煤灰的瀝青混合料的穩(wěn)定度分別提升了12.16%、8.48%、11.15%、8.71%。在粉煤灰摻量大于80%時(shí)，其穩(wěn)定度不增反減，說(shuō)明不宜使用粉煤灰完全的來(lái)代替礦粉，粉煤灰的最佳摻量值應(yīng)不大于80%。

從圖3可以觀察到，相同粉煤灰摻量下瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度隨著聚酯纖維摻量的改變呈先上升后下降的趨勢(shì)。在聚酯纖維摻量為0%～0.4%時(shí)，馬歇爾穩(wěn)定度上升。少量的聚酯纖維可以在瀝青混合料中均勻分散，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，緊緊地裹住集料，增加集料之間的摩擦力。其次，聚酯纖維在混合料中具有加筋的作用，試件在受力變形時(shí)聚酯纖維可以抵抗一部分荷載，使馬歇爾穩(wěn)定度逐漸增大。在聚酯纖維摻量為0.4%時(shí)，不同粉煤灰摻量下的穩(wěn)定度均達(dá)到最大值。在粉煤灰摻量分別為0%、20%、40%、60%、80%、100%時(shí)，各聚酯纖維摻量下瀝青混合料馬歇爾穩(wěn)定度的最大值分別為9.78 kN、9.97 kN、10.31 kN、10.63 kN、10.87 kN、10.04 kN，比不摻聚酯纖維瀝青混合料的穩(wěn)定度分別提升了14.39%、11.15%、11.82%、11.54%、13.35%、10.57%。當(dāng)聚酯纖維摻量大于0.4%時(shí)，大量的聚酯纖維摻入瀝青混合料中，攪拌不均勻，致使其在混合料中相互打結(jié)、纏繞并隔離集料，使得混合料內(nèi)部空隙率增大，進(jìn)而影響混合料整體穩(wěn)定度。除此之外，在進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)時(shí)需對(duì)試件進(jìn)行60 ℃水浴保溫，成團(tuán)聚酯纖維間的間隙具有毛細(xì)作用，水分會(huì)沿著間隙進(jìn)入試件內(nèi)部對(duì)試件侵蝕，阻止瀝青與集料之間的相互粘結(jié)，降低瀝青與集料間的粘結(jié)力，從而降低瀝青混合料的穩(wěn)定度。

2.2 流值分析

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分別繪制粉煤灰摻量、聚酯纖維摻量與流值的關(guān)系圖如圖4、圖5所示。

從圖4可以看出，流值的變化規(guī)律為：隨著粉煤灰摻量的增加，流值先減少后增大。在粉煤灰摻量低于40%時(shí)，瀝青混合料的流值逐漸減小。主要是因?yàn)樯倭糠勖夯业奶砑涌梢蕴畛涞V粉不能填充的空隙，增強(qiáng)了整體強(qiáng)度；其次粉煤灰比表面積大，吸附的瀝青輕質(zhì)組分越多，瀝青膠漿的粘滯阻力越大，其抗變形能力[11-12,26]就越強(qiáng)；最后，在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)需要水浴加熱，粉煤灰的親水系數(shù)低于礦粉，在一定程度上減少了水的侵蝕，增強(qiáng)其穩(wěn)定性。當(dāng)粉煤灰摻量為40%時(shí)，流值達(dá)到最小值。在聚酯纖維摻量分別為0%、0.3%、0.4%、0.5%時(shí)，不同粉煤灰摻量下的瀝青混合料流值最小值分別為2.50 mm、2.42 mm、2.47 mm、2.90 mm，比粉煤灰摻量為0%時(shí)的流值分別降低了3.45%、6.20%、4.82%、11.44%。當(dāng)摻量超過(guò)40%時(shí)，流值逐漸增大，這是因?yàn)榉勖夯揖哂幸欢ǖ臐?rùn)滑作用，過(guò)多的摻入粉煤灰會(huì)使集料之間產(chǎn)生滑移，使得瀝青混合料強(qiáng)度下降，抗變形能力減弱，從而使流值增加。所以，單從流值這一方面來(lái)看，粉煤灰摻量的最優(yōu)值應(yīng)在40%左右。從圖中還可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)聚酯纖維摻量為0.5%時(shí)，流值波動(dòng)性較大，規(guī)律不如摻量為0%、0.3%、0.4%的明顯，這是由于過(guò)多摻入聚酯纖維會(huì)導(dǎo)致其在混合料中分布不均勻[27]，聚酯纖維之間有打結(jié)、纏繞現(xiàn)象，從而使試驗(yàn)結(jié)果差異較大。

圖4 流值與粉煤灰摻量關(guān)系Fig.4 Relation between flow value and fly ash content

圖5 流值與聚酯纖維摻量關(guān)系Fig.5 Relation between flow value and polyester fiber content

從圖5中可以看出，瀝青混合料的流值隨著聚酯纖維的增加呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)。當(dāng)聚酯纖維摻量為0.3%時(shí)，瀝青混合料的流值均達(dá)到最小值(除粉煤灰摻量為100%外)。在粉煤灰的摻量為0%、20%、40%、60%、80%、100%時(shí)，不同聚酯纖維摻量下的最小流值分別為2.58 mm、2.45 mm、2.42 mm、2.58 mm、2.70 mm、2.85 mm，比不摻聚酯纖維摻量的流值分別上升了0.26%、4.20%、3.10%、0.49%、3.57%、6.25%。這是由于少量的聚酯纖維在瀝青混合料中可以均勻的分布，縱橫交差的加筋與橋接作用能降低瀝青的流動(dòng)性，限制集料的位移；其次聚酯纖維的斷裂伸長(zhǎng)率較大，具有一定的彈性，可以在一定荷載范圍內(nèi)使試件發(fā)生較大的變形而不被破壞。隨著聚酯纖維摻量的增加，瀝青混合料的流值也相應(yīng)的增加。但聚酯纖維摻量在0.3%～0.4%之間時(shí)，流值變化比較平緩。據(jù)此可以判斷，瀝青混合料中的聚酯纖維的最佳摻量在0.3%～0.4%之間。當(dāng)聚酯纖維摻量大于0.4%時(shí)，流值變化迅速。尤其是在0.5%的摻量下，瀝青混合料的流值大于未摻聚酯纖維的流值。說(shuō)明過(guò)多的聚酯纖維不僅沒(méi)有起到增強(qiáng)的作用反而降低了瀝青混合料抗變形能力。

2.3 馬歇爾模數(shù)分析

由馬歇爾穩(wěn)定度和流值計(jì)算馬歇爾模數(shù)并繪制粉煤灰摻量、聚酯纖維摻量與馬歇爾模數(shù)的關(guān)系圖如圖6、圖7所示。

馬歇爾模數(shù)由公式(1)計(jì)算得出，馬歇爾模數(shù)間接地反映了瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。即馬歇爾模數(shù)越大，瀝青混合料的高溫性能越好。據(jù)圖6可以看出馬歇爾模數(shù)隨粉煤灰摻量的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)粉煤灰的摻量較大時(shí)，馬歇爾穩(wěn)定度在降低，流值在增大，致使馬歇爾模數(shù)下降。在粉煤灰摻量為40%時(shí)，不同的聚酯纖維摻量的馬歇爾模數(shù)均達(dá)到最大值。當(dāng)聚酯纖維摻量為0%、0.3%、0.4%、0.5%時(shí)，瀝青混合料馬歇爾模數(shù)最大值分別為3.69 kN/mm、4.04 kN/mm、4.18 kN/mm、3.23 kN/mm，比未摻入粉煤灰的馬歇爾模數(shù)分別增加了11.67%、11.73%、10.82%、16.65%。在粉煤灰摻量為40%時(shí)，瀝青混合料平均馬歇爾模數(shù)比不添加粉煤灰的平均馬歇爾模數(shù)提升了11.65%。從圖7可以看出，聚酯纖維摻量為0.4%時(shí)，各粉煤灰摻量下馬歇爾模數(shù)最大值分別為3.77 kN/mm、3.98 kN/mm、4.18 kN/mm、4.07 kN/mm、3.91 kN/mm、3.49 kN/mm，比未摻入聚酯纖維的馬歇爾模數(shù)分別增加了14.11%、13.56%、13.24%、10.62%、14.22%、16.59%，不同摻量下的粉煤灰瀝青混合料的高溫性能均達(dá)到最優(yōu)。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，0.4%的聚酯纖維摻量下的瀝青混合料的平均馬歇爾模數(shù)比未摻聚酯纖維瀝青混合料的平均馬歇爾模數(shù)增加了13.70%，說(shuō)明聚酯纖維最佳摻量為0.4%。當(dāng)聚酯纖維摻量大于0.4%時(shí)，馬歇爾模數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)且下降較快。由于馬歇爾模數(shù)間接反映了瀝青混合料的抗變形能力，試件的馬歇爾模數(shù)越大，試件的抗變形能力就越強(qiáng)。因此，在保持瀝青混合料的高溫性能的同時(shí)也要保持瀝青混合料的抗變形能力。綜上所述，聚酯纖維摻量應(yīng)控制為0.4%左右。

圖6 馬歇爾模數(shù)與粉煤灰關(guān)系Fig.6 Relation between Marshall modulus and flyash content

圖7 馬歇爾模數(shù)與聚酯纖維摻量關(guān)系Fig.7 Relation between Marshall modulus and polyesterfiber content

2.4 微觀機(jī)理分析

2.4.1 粉煤灰微觀機(jī)理分析

粉煤灰和礦粉都可以作為瀝青混合料的填料，但這兩種填料仍存在著差別。這些差別不僅表現(xiàn)在化學(xué)成分組成和含量上，還表現(xiàn)在物理形態(tài)上。通過(guò)電鏡掃描來(lái)分析這些差別帶來(lái)的不同作用。

圖8 粉煤灰在瀝青混合料的形態(tài)Fig.8 Morphology of fly ash in asphalt mixture

通過(guò)對(duì)圖8(a)的觀察，可以看出，當(dāng)填料都是礦粉時(shí)，所有礦粉幾乎都被瀝青包裹。與瀝青結(jié)合之后，礦粉表面并沒(méi)有產(chǎn)生明顯的空隙，整個(gè)區(qū)域油亮且光滑。由于粗集料的存在制造了大量的空隙，礦粉并沒(méi)有完全的填補(bǔ)，這就為瀝青混合料在高溫下的變形預(yù)留了潛在因素。

由圖8(b)可以看出，當(dāng)粉煤灰摻量為40%時(shí)，整個(gè)可視區(qū)域呈現(xiàn)比較緊密狀態(tài)，填補(bǔ)了礦粉不能填充的空隙，減少了瀝青混合料的空隙率，使瀝青混合料更加密實(shí)。粉煤灰在瀝青中最理想的狀態(tài)是以細(xì)微的單顆粒均勻、穩(wěn)定的分散在瀝青中，粉煤灰表面為多孔性蜂窩狀組織，具有較大的比表面積以及較大的空隙率[28]，使兩種填料相互勾芡擠壓，使其受力不平衡，自身所具有的吉布斯自由能無(wú)法釋放。根據(jù)能量最低理論，與瀝青結(jié)合后會(huì)吸收瀝青以達(dá)到能量平衡，進(jìn)而達(dá)到平衡穩(wěn)定狀態(tài)?；旌狭显谂c瀝青結(jié)合過(guò)程中，粉煤灰粗糙且蜂窩狀的表面吸附的礦粉粉末會(huì)與瀝青相互作用，產(chǎn)生范德華力，進(jìn)而提高瀝青、礦粉以及粉煤灰之間的內(nèi)粘聚力，為提升瀝青混合料的高溫性能創(chuàng)造良好的條件。

由圖8(c)可以看出，當(dāng)粉煤灰摻量為80%時(shí)，整個(gè)區(qū)域的空隙明顯居多。首先，粉煤灰是無(wú)機(jī)納米級(jí)粉塵，與瀝青有機(jī)物界面性質(zhì)不同，二者的親和力較差，導(dǎo)致粉煤灰不易均勻分散[28]。間接說(shuō)明粉煤灰并不能完全替代礦粉以及填充所有的空隙。其次，粉煤灰具有較大的比表面積的優(yōu)點(diǎn)起到相反的作用，粉煤灰因自身的聚集效應(yīng)而形成中空抱團(tuán)結(jié)構(gòu)阻礙了瀝青浸潤(rùn)。在受到荷載作用時(shí)，這些有空隙的地方就會(huì)造成應(yīng)力集中，使瀝青混合料過(guò)早的失去穩(wěn)定性，降低瀝青混合料的高溫性能。

2.4.2 聚酯纖維微觀機(jī)理分析

試驗(yàn)借助掃描電鏡分析了粉煤灰摻量為20%時(shí)的聚酯纖維在瀝青混合料中的作用與機(jī)理，如圖9所示。

圖9 聚酯纖維在瀝青混合料中的形態(tài)Fig.9 Morphology of polyester fiber in asphalt mixture

通過(guò)對(duì)圖9(a)～(d)的觀察，可以發(fā)現(xiàn)瀝青、集料、礦粉、聚酯纖維以及粉煤灰五者之間具有良好的粘結(jié)狀態(tài)。在瀝青混合料中礦粉幾乎完全被包裹，而粉煤灰則是半依附在聚酯纖維上，這就導(dǎo)致原本光滑無(wú)比的表面變得粗糙。良好的吸油率使得聚酯纖維具有很強(qiáng)的吸附瀝青的能力，其次，聚酯纖維單絲具有較強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度。增加了聚酯纖維在瀝青混合料的抗拔能力，進(jìn)而改善了瀝青混合料的高溫抗變形能力。

圖9(b)可以觀察到聚酯纖維半嵌入瀝青混合料的形態(tài)，瀝青混合料在高溫下變形就需要先把聚酯纖維與瀝青之間的粘結(jié)力和摩擦力抵消，這也間接說(shuō)明聚酯纖維的摻入可以改善瀝青混合料的高溫變形能力。與此同時(shí)，還發(fā)現(xiàn)當(dāng)聚酯纖維摻量為0.3%時(shí)，并沒(méi)有形成網(wǎng)狀的三維結(jié)構(gòu)而是單絲成個(gè)的單獨(dú)分布在混合料中。出現(xiàn)在同區(qū)域的聚酯纖維的根數(shù)較少，其產(chǎn)生的阻力作用也就不明顯。

由圖9(c)可以看出，當(dāng)聚酯纖維的摻量為0.4%時(shí)，在同一區(qū)域可供捕捉的聚酯纖維根數(shù)逐漸增多并在瀝青混合料中形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，同時(shí)還可以發(fā)現(xiàn)多根聚酯纖維呈平行式半嵌入混合料中。聚酯纖維在瀝青混合料中形成較穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，加之粗、細(xì)骨料、填料以及瀝青的填充，共同構(gòu)成一個(gè)密實(shí)的結(jié)構(gòu)體，抵抗高溫變形的能力發(fā)揮到最優(yōu)。

圖9(d)可以觀察到聚酯纖維瀝青混合料的分布不均，同區(qū)域的聚酯纖維居多、多根纏繞、打結(jié)。摻量0.5%的聚酯纖維在混合料中并沒(méi)有很好的分布。通過(guò)觀察，發(fā)現(xiàn)0.5%的聚酯纖維摻量在混合料中制造多處鏤空，聚酯纖維構(gòu)造出的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不僅沒(méi)有起到加筋與橋接的作用反而阻礙了瀝青與填料的填充。在試驗(yàn)時(shí)極易引起應(yīng)力集中，使試件順勢(shì)破壞，進(jìn)而降低瀝青混合料的高溫性能。

3 結(jié) 論

(1)在不同的指標(biāo)分析下粉煤灰的摻量是不同的，在馬歇爾穩(wěn)定度達(dá)到最大值時(shí)，粉煤灰的摻量為80%；當(dāng)粉煤灰的摻量為40%時(shí)，試件的流值達(dá)到最小值，馬歇爾模數(shù)達(dá)到最大值。綜合來(lái)說(shuō)，粉煤灰對(duì)瀝青混合料的高溫性能具有積極的作用，但不宜完全代替礦粉作為瀝青混合料的填料。

(2)聚酯纖維的摻入可以改善瀝青混合料的高溫性能，在聚酯纖維摻量為0.4%時(shí)，瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度達(dá)到最大值；但流值達(dá)到最小值時(shí)聚酯纖維量不是0.4%而是0.3%。所以，在瀝青混合料中聚酯纖維最佳摻量應(yīng)在0.3%～0.4%。

(3)粉煤灰和聚酯纖維共摻可以提高瀝青混合料的高溫性能。當(dāng)粉煤灰摻量為40%，聚酯纖維的摻量為0.4%時(shí)，瀝青混合料的高溫性能最優(yōu)。