为什么玄武岩短纤维适用于沥青混凝土

现代交通向着交通密度大、轴载重、渠化交通的方向发展,从而对沥青面层的路用性能提出更高的要求。为了改善面层的使用性能,人们探索了多种措施,其中在沥青混合料中掺加纤维添加剂是国内外已获成功的一种方法,如SMA、OGFC、桥面铺装和普通沥青混凝土中均有使用。

当短纤维加到沥青混凝土中,纤维与纤维、纤维与周围基体之间由于纤维的不连续性而存在着复杂的相互作用,它会显著地影响复合材料的韧性和破坏过程,具有增弹、增粘、增强和增韧的作用。国内外沥青混凝土中掺加使用的纤维主要有木质素纤维、化学短纤和无机短纤维等,其性能效果各有千秋。其中由于木质素纤维不能再生、聚合物纤维价格高的缺点,国外大批量用于沥青混凝土的是玄武岩短纤维。玄武岩短纤维与其它纤维的试验数据如表4。数据表明,玄武岩短纤维在抗水损坏、提高油石比等性能方面与其它纤维相当;在抗高温车辙、抗低温弯曲、析漏和抗飞散等性能方面具有优势。另外玄武岩短纤维还具有价格便宜、阻燃抑烟的优点,特别适用于隧道内的阻燃沥青面层。

纤维种类

木纤维

聚酯纤维

玄武岩短纤维

沥青型号

AH-90#

东海基质

SBS改性

集料种类

AC-13I

DAC-16

AK-13A

纤维掺加量

0.3

0.3

0.4

塔堡标准飞散损失值(%)

3.2

2.1

℃析漏率减少幅度(%)

94.3

54.7

98.1

掺加效果

最佳沥青用量(%)

掺加前

5.1

4.9

4.7

掺加后

5.3

5.5

4.9

稳定度

(kN)

掺加前

8.32

11.42

14.88

掺加后

9.89

10.65

16.00

流值

(mm)

掺加前

22

36.2

25

掺加后

20

52.5

29.3

残留稳定度(%)

掺加前

80.77

92.55

88.1

掺加后

96

96.98

95.4

车辙动稳定度(次/mm)

掺加前

掺加后

最大弯拉应变(μm)

掺加前

掺加后

表1各种纤维掺加剂对比试验数据

玄武岩矿石是沥青混合集料的常见材料。以玄武岩碎石为主集料构成的玄武岩碎石沥青路面,其高温抗变形能力和抗冻性能好,抗水害的性能好,路面耐磨耐压,可以用于高速公路和一级公路,原料来源广泛。目前,交通部颁标准《JTGF40-公路沥青路面施工技术规范》之第4.11《纤维稳定剂》中,已经明确提出了“在沥青混合料中掺加的纤维稳定剂宜选用木质素纤维、矿物纤维等”,“矿物纤维宜采用玄武岩等矿石制造”。同时由于木质素纤维不能再生、聚合物纤维价格高、玄武岩矿物纤维掺加效果好但不环保的缺陷,经过技术工艺研发改进,我们开发了沥青混凝土用玄武岩短切纤维。玄武岩短切纤维的特点主要有:

◆与沥青的亲和力强

◆吸油效果好

◆耐高温性能优良

◆力学性能好

◆分散性好

◆耐酸碱能力强

◆抗老化性能好

◆防水侵蚀且不吸水

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