聚合物纖維加筋瀝青砼的應用
發布時間:2014-08-05
簡介:聚合物纖維加筋瀝青砼是一種新型的高等級公路道麵材料. 本文從理論和實踐出發,論述了聚合物加筋材料的作用機理,聚合物加筋瀝青砼的配合比設計及
施工工藝等相關技術問題.
關鍵字:聚合物纖維;加筋;瀝青砼
目前,我國公路建設進入了一個以高等級公路為代表的新的發展時期,瀝青砼作為高級路麵材料在其中起著極其重要作用. 近jin年nian來lai,隨sui著zhe我wo國guo高gao等deng級ji公gong路lu的de迅xun猛meng發fa展zhan,汽qi車che運yun輸shu也ye進jin入ru一yi個ge快kuai速su發fa展zhan的de新xin時shi期qi,特te別bie是shi現xian代dai渠qu化hua交jiao通tong及ji重zhong型xing車che輛liang的de日ri益yi增zeng多duo,瀝li青qing砼tong路lu麵mian正zheng麵mian臨lin著zhe嚴yan峻jun的de考kao驗yan,有you些xie高gao等deng級ji公gong路lu僅jin通tong車che1-2年,就出現了明顯的早期損壞,在坑槽、開裂、車轍等損壞嚴重地段,不得不進行重新修複. 因此,不斷地改進瀝青砼的使用品質,研究應用新型的瀝青砼道麵材料是我們當前的首要任務。
纖(xian)維(wei)加(jia)筋(jin)瀝(li)青(qing)砼(tong)是(shi)一(yi)種(zhong)新(xin)型(xing)的(de)高(gao)等(deng)級(ji)公(gong)路(lu)路(lu)麵(mian)材(cai)料(liao),它(ta)是(shi)將(jiang)纖(xian)維(wei)摻(chan)入(ru)瀝(li)青(qing)砼(tong)中(zhong),使(shi)纖(xian)維(wei)起(qi)到(dao)加(jia)強(qiang)筋(jin)作(zuo)用(yong),防(fang)止(zhi)路(lu)麵(mian)產(chan)生(sheng)非(fei)結(jie)構(gou)性(xing)開(kai)裂(lie),達(da)到(dao)綜(zong)合(he)提(ti)高(gao)路(lu)麵(mian)物(wu)理(li)力(li)學(xue)性(xing)能(neng)的(de)目(mu)的(de). 常用的纖維有鋼纖維和軟纖維兩種,鋼纖維是由金屬製成,雖然具有高強、高彎曲彈性和耐高溫等路用性能,但由於鋼纖維易產生鏽蝕,且不易與砼相融,粘附性、握裹力較差,同時由於金屬的磨損係數較小,路麵使用後期易產生“凸尖現象”,對輪胎磨損非常不利,因此,鋼纖維在瀝青砼路麵中的應用受到很大限製. 軟纖維是由合成纖維製成,主要有玻璃纖維和聚合物纖維兩種. 玻(bo)璃(li)纖(xian)維(wei)不(bu)僅(jin)能(neng)提(ti)高(gao)瀝(li)青(qing)砼(tong)的(de)強(qiang)度(du),而(er)且(qie)還(hai)能(neng)提(ti)高(gao)瀝(li)青(qing)砼(tong)的(de)韌(ren)性(xing),但(dan)由(you)於(yu)玻(bo)璃(li)纖(xian)維(wei)脆(cui)性(xing)較(jiao)大(da),在(zai)拌(ban)和(he)過(guo)程(cheng)中(zhong)極(ji)易(yi)斷(duan)裂(lie),需(xu)要(yao)特(te)殊(shu)的(de)拌(ban)和(he)裝(zhuang)置(zhi)和(he)嚴(yan)格(ge)的(de)拌(ban)和(he)工(gong)藝(yi),否(fou)則(ze),不(bu)宜(yi)摻(chan)入(ru)瀝(li)青(qing)砼(tong)之(zhi)中(zhong). 聚(ju)合(he)物(wu)纖(xian)維(wei)是(shi)一(yi)種(zhong)抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du)很(hen)高(gao)的(de)纖(xian)維(wei),其(qi)表(biao)麵(mian)具(ju)有(you)均(jun)勻(yun)的(de)縱(zong)向(xiang)結(jie)構(gou),可(ke)以(yi)均(jun)勻(yun)地(di)分(fen)散(san)於(yu)瀝(li)青(qing)之(zhi)中(zhong),並(bing)與(yu)瀝(li)青(qing)有(you)較(jiao)好(hao)的(de)親(qin)合(he)性(xing),是(shi)一(yi)種(zhong)非(fei)常(chang)理(li)想(xiang)的(de)纖(xian)維(wei)加(jia)筋(jin)材(cai)料(liao). 在我國河北石黃高速公路、廣深高速公路等均有應用,使用效果良好. 國外的研究和應用實踐也表明,聚合物纖維加筋材料能綜合改善瀝青砼的性能,延長使用壽命,提高抗車轍能力。
1 聚合物纖維加筋瀝青砼的作用機理
聚合物纖維是由直徑很細、抗拉強度很高的聚脂或聚丙稀晴綸製成,具有很好的高溫穩定性和抗荷載衝擊的韌性. zailiqingjitineixianweishisanxiangsuijifenbude,suiranchanliangbuduo,danyouyuxianweidejiemianjixiao,shuliangquexiangdangda,yinerzailiqingjitineixingchengwushuzonghengjiaocuodekongjianwangluojiegou. 由you於yu瀝li青qing中zhong酸suan性xing樹shu脂zhi組zu分fen是shi一yi種zhong表biao麵mian活huo性xing物wu質zhi,能neng在zai纖xian維wei表biao麵mian產chan生sheng物wu理li吸xi附fu和he化hua學xue吸xi附fu,使shi瀝li青qing呈cheng單dan分fen子zi狀zhuang排pai列lie在zai纖xian維wei表biao麵mian,形xing成cheng結jie合he力li很hen強qiang的de“結構瀝青”薄bo膜mo,不bu僅jin減jian少shao了le自zi由you瀝li青qing的de數shu量liang,而er且qie這zhe些xie縱zong橫heng交jiao錯cuo的de纖xian維wei所suo吸xi附fu的de瀝li青qing極ji大da提ti高gao了le瀝li青qing膠jiao漿jiang的de粘zhan滯zhi性xing及ji瀝li青qing與yu集ji料liao的de粘zhan附fu性xing和he握wo裹guo力li,使shi纖xian維wei極ji其qi周zhou圍wei的de結jie構gou瀝li青qing一yi同tong裹guo覆fu於yu集ji料liao表biao麵mian,使shi瀝li青qing膜mo處chu於yu比bi較jiao穩wen定ding的de狀zhuang態tai。 jishizaidiwentiaojianxiarengranjuyoulianghaodezhengtixing。tongshi,youyuxianweichengsanweijunyunfenbuyujiliaozhijian,shiliqingyukuangfenbunengxingchengjiaotuan,kejidajianshaoyoubanshuliang,erqiezaixiajigaowenshixianweineibudekongxihainengxinayidingshuliangdeziyouliqing,jianshaofanyou,tigaoliqingtongdegaowenwendingxing,yanchanglumianshiyongshouming,tongshizaidiwenshiyenengbaozhengliqingjiaojiangjuyoujiaohaodezhanzhixingheyaohexiaoying,fangzhiliqingjitiliewendekuozhan,dafudutigaoliqingjiaojiangdeziyunengli,bingjiaochangshijiandiweichiqizhandanxing,tigaoliqingtongdekangchezhenengli. 另外,由於聚合物纖維具有良好的耐磨阻特性,在集料表麵易形成穩定的保護層,從而提高瀝青麵層耐磨耗能力。
2 聚合物纖維瀝青砼的組成設計
瀝li青qing纖xian維wei加jia筋jin砼tong的de應ying用yong在zai我wo國guo尚shang處chu試shi行xing階jie段duan,目mu前qian尚shang沒mei有you規gui範fan的de設she計ji規gui程cheng,與yu普pu通tong瀝li青qing砼tong組zu成cheng設she計ji相xiang比bi,主zhu要yao是shi確que定ding最zui佳jia瀝li青qing用yong量liang和he纖xian維wei的de添tian加jia量liang,其qi設she計ji程cheng序xu仍reng然ran是shi按an目mu標biao配pei合he比bi設she計ji――生產配合比設計――生產配合比驗證3 階段進行。
在zai目mu標biao配pei合he比bi設she計ji階jie段duan,礦kuang料liao的de組zu成cheng設she計ji與yu普pu通tong瀝li青qing砼tong的de設she計ji方fang法fa完wan全quan相xiang同tong,瀝li青qing最zui佳jia用yong量liang和he纖xian維wei添tian加jia量liang的de確que定ding是shi按an所suo設she計ji的de礦kuang料liao配pei合he比bi,配pei製zhi三san組zu瀝li青qing混hun合he料liao,每mei組zu先xian固gu定ding纖xian維wei的de摻chan加jia量liang,對dui於yu博bo尼ni維wei纖xian維wei可ke參can照zhao表biao1 提供的參考摻加量為基數,然後,在規範推薦的油石比範圍內以每增0.5%為一級製備馬歇爾試件,然後再適當增減纖維的用量,再按上述方法依次製備下一組馬歇爾試件,並分別測定各組試件的密度、空隙率、飽和度、穩定度、流值等各項指標,並根據試驗結果繪製瀝青用量與上述各指標的關係圖,並按普通瀝青砼的組成設計方法,根據表2 的技術指標確定最佳瀝青用量的初始值OAC1 和OAC2,然後,根據當地的氣候條件、交通量特性及實踐經驗確定瀝青最佳用量OAC,值得注意的是此時所得的最佳瀝青用量OAC 有3 個,即OACA――纖維低摻量時的最佳瀝青用量;OACB――纖維中摻量時的最佳瀝青用量;OACC――纖維高摻量時的最佳瀝青用量;再分別對3 個最佳瀝青用量的馬歇爾試件做水穩定試驗和抗車轍試驗. 若均符合要求,則應綜合考慮路用性能、工程造價等諸多方麵的因素,並結合工程實際經驗確定最佳瀝青用量和最佳纖維摻量。