1、對(duì)瀝青混合料SMA中添加玄武巖纖維和木質(zhì)素纖維作用的簡(jiǎn)單分析刖言SMA混合料可以認(rèn)為由兩部分組成：一是由粗細(xì)料構(gòu)成的空間骨架結(jié)構(gòu)；二是由瀝青、礦粉、纖維構(gòu)成的瑪蹄脂?，?蹄脂填充骨架的空隙，形成密實(shí)結(jié)構(gòu)的瀝青混合料。因此，SMA必須使用纖維材料作為瀝青穩(wěn)定劑。相對(duì)SMA來(lái)說(shuō)，普通瀝青混合料（AC）對(duì)瀝青穩(wěn)定劑無(wú)要求，但隨著路面的荷載持續(xù)增大，改性瀝青逐步形成路面 的標(biāo)準(zhǔn)配備，相應(yīng)的瀝青穩(wěn)定劑一一纖維也被賦予更多的作用特點(diǎn)。1、纖維的分類纖維種類很多，有天然纖維和人造纖維，有無(wú)機(jī)纖維和有機(jī)纖維。SMA應(yīng)用初期主要使用石棉纖維，出于對(duì)人體健康的考慮，石棉纖維在許多國(guó)家已經(jīng)禁止使用?，F(xiàn)在許多新型的纖

2、維材料代替了石棉纖維，在各種路面上應(yīng)用廣泛。1.1木質(zhì)素纖維木質(zhì)素纖維是植物纖維，植物在加工成紙漿和纖維漿液過(guò)程中，通過(guò)物理、化學(xué)處理，形成棉絮狀木質(zhì)素纖維。顆粒狀纖維是將木質(zhì)素纖維與瀝青按2:1或4:1質(zhì)量比拌制而成。木質(zhì)素纖維原料豐富，價(jià)格低廉，在我國(guó)使用廣泛。其缺點(diǎn)是：易吸水腐爛、耐熱耐磨性較差。典型的國(guó)產(chǎn)絮狀木質(zhì)素纖維技術(shù)性質(zhì)如表11。表1.1絮狀木質(zhì)素纖維技術(shù)性質(zhì)技術(shù)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)外觀絮狀濕度約5%相對(duì)密度1.40pH值約7.5800 gm約85%粒徑分布J呂200 gm約50%（Alpine空氣師）32 gm約15%1.2聚酯纖維在聚合物化學(xué)纖維中，聚酯纖維（滌綸）和聚丙烯腈纖維（腈綸）

3、是最通用的纖維品種。一般而言，聚酯纖維是人工有機(jī)合成纖維，按生產(chǎn)廠家介紹：其分子鏈長(zhǎng)、強(qiáng)度高、在溶劑中不溶脹、吸油率高、耐 溫性強(qiáng)、分散性好、強(qiáng)度高，能有效改善瀝青膠體結(jié)構(gòu)，形成三維分散狀態(tài)，起到加筋作用，并且能使瀝青、礦粉等組分在 瀝青混合料中均勻分散，可有效地防止膠團(tuán)和泛油。國(guó)內(nèi)聚酯纖維生產(chǎn)廠家較多，典型的技術(shù)性質(zhì)如表1.2。表1.2聚酯纖維技術(shù)性質(zhì)名稱參數(shù)名稱參數(shù)纖度2.03dtex抗拉強(qiáng)度1200MP直徑20 gm斷裂伸長(zhǎng)率14.5%密度1.38g/cm2吸油率6.87.0倍熔點(diǎn)250 C回潮率220纖維數(shù)量(根/Kg)8.7億11億11億6.6億1.4礦物纖維礦物纖維是由巖石為原料，

4、通過(guò)高溫抽絲而成，與其它纖維相比，具有較高的抗拉強(qiáng)度，抗老化性能好，高溫穩(wěn)定性尤為出色。在美國(guó)，較為推崇使用礦物纖維。許多礦物纖維公司研究人員對(duì)木質(zhì)素纖維吸收瀝青這一點(diǎn)有質(zhì)疑。他們認(rèn)為：木質(zhì)素纖維本身有吸收瀝青的作用，需要多加0.40.7%的瀝青，通常要比礦物纖維多用0.5%的瀝青，這些瀝青吸收在木質(zhì)素的中空管中，而被吸入纖維內(nèi)部的瀝青既不增加瀝青油膜的厚度，也不提高路面的強(qiáng)度，相反使瀝青用量增加，成本提高，所以吸收瀝青是優(yōu)點(diǎn)，也是缺點(diǎn)。另外，木質(zhì)素纖維受潮后，會(huì)影響瀝 青與集料間的粘結(jié)強(qiáng)度。也有研究認(rèn)為礦物纖維與集料(纖維主要是玄武巖)屬同一種材料，耐老化，特別有利于瀝青混合料的再生利用。目

5、前國(guó)內(nèi)使用較多的是玄武巖礦物纖維。其以玄武巖為原料，在1600 c高溫下熔融提煉抽絲而成。據(jù)介紹它擁有極好的抗拉強(qiáng)度、良好的抗老化性能、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、大范圍的工作溫度，可以適用于各種瀝青混合料。此外，還有礦渣纖維、玻璃纖維、鋼渣纖維、鋼纖維等等。目刖名氣較響的福倍安道路專用礦物纖維，性能指標(biāo)見(jiàn)表1.4。表1.4福倍安道路專用礦物纖維性能指標(biāo)項(xiàng)目性能指標(biāo)直徑平均5gm長(zhǎng)度平均6mm相對(duì)密度2.60熔點(diǎn)1500 C通過(guò)率250 gm95%63 gm65%2、纖維拌合情況對(duì)比就以下不同纖維的表面情況和使用特點(diǎn)列于表2.1中。表2.1纖維的技術(shù)指標(biāo)與使用情況對(duì)比纖維類型表觀性質(zhì)干拌后表觀主要作用推

6、薦應(yīng)用目標(biāo)推薦添加量木質(zhì)素纖維1絮狀絮狀，無(wú)明顯纖維特彳正吸附瀝青，提高瀝青用量；使用過(guò)程中可略延緩瀝青老化；SMA0.20.3%木質(zhì)素纖維2顆粒絮狀，無(wú)明顯纖維特彳正吸附瀝青，提高瀝青用量；使用過(guò)程中可略延緩瀝青老化；SMA0.30.4%聚酯纖維6mm長(zhǎng)度絮狀，呈現(xiàn)纖維特征形成纖維網(wǎng)絡(luò)，利用大比表面積粘附瀝青；使用過(guò)程中提高 瀝青混合料的抗開(kāi)裂、抗疲勞性能；SMA、AC0.20.3%聚丙烯腈纖維6mm長(zhǎng)度絮狀，呈現(xiàn)纖維特征形成纖維網(wǎng)絡(luò)，利用大比表面積粘附瀝青，使用過(guò)程中提高瀝青混合料的抗開(kāi)裂、抗疲勞性能；與聚酯纖維比較：聚丙烯腈纖維密度更低，強(qiáng)度更高、韌性更差，耐高溫 性能略差，易聚團(tuán)；性能

7、不及聚酯纖維，但可降低用量。SMA、AC0.150.3%玻璃纖維6mm長(zhǎng)度散狀，呈現(xiàn)纖維特征強(qiáng)度高，但較散，不聚團(tuán)，與瀝青粘附性差，纖維易折斷，所以雖然強(qiáng)度 高，但不成網(wǎng)狀的玻璃纖維無(wú)法提供更抗開(kāi)裂、抗疲勞性能；AC0.30.5%玄武巖纖維1、礦渣纖維絮狀單晶體，無(wú)明顯纖維特征福倍安礦物纖維及某些礦渣纖維為此類特性，由于干拌過(guò)程中，較脆的纖 維無(wú)法保持纖維性態(tài)，形成單晶體懸浮于瀝青中，無(wú)吸附瀝青效果，具有 一定的增加瀝青粘度的改性效果。AC、OGFC0.30.5%本次試用的 玄武巖纖維6mm長(zhǎng)度散狀，呈現(xiàn)纖維特征干拌后較散，無(wú)明顯聚團(tuán)，與瀝帶占附性一般，對(duì)瀝青有一定的吸附作 用，但較高的密度，

8、無(wú)疑在相同添加重量情況下，纖維數(shù)量少到無(wú)法讓纖 維形成網(wǎng)絡(luò)骨架，也就沒(méi)有加筋作用，吸附瀝青的效果也因此受到影響， 建議增加用量。AC、SMA0.30.6%原材料及礦料級(jí)配瀝青結(jié)合料使用中海產(chǎn)SBS改性瀝青，粗集料采用玄武巖石料，石屑采用卵石加工料，礦粉為石灰?guī)r礦粉。礦料級(jí)配采用熱料倉(cāng)4#: 3#: 2#: 1#:礦粉=33:38:6:13:10不同木質(zhì)纖維混合料性能比較不同材質(zhì)穩(wěn)定度(KN)流值(0.01cm)空隙率(%)粒料間空隙率() 17飽和度(%) 75-8510.3%木質(zhì)纖維5.65瀝青含量7.88424.11775.920.3%玄武巖纖維5.65瀝青含量8.24483.915.27

9、4.5三、試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示1、 同一油石比時(shí)，采用玄武巖纖維的SMA混合料穩(wěn)定度，流值均大于采用木質(zhì)纖維的SMA混合料，而空隙率則偏小。但是玄武巖纖維混合料的粒料間空隙率、飽和度不符合規(guī)范要求。2、從試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)玄武巖纖維吸油能力較差，混合料顯得富油，不易于施工。3、本次試用的玄武巖纖維，在0.3%的用量下，基本無(wú)法形成網(wǎng)絡(luò)骨架，其加筋作用基本無(wú)體現(xiàn)。吸附瀝青的作用使其在AC級(jí)配中可使用更多的瀝青，使裹覆更完整，強(qiáng)度更高；在SMA中，由于吸附瀝青作用相對(duì)木質(zhì)素 纖維較差，因此建議增加玄武巖纖維的用量或使用木質(zhì)素纖維。若使用0.5%以上的用量，則纖維將形成一定的網(wǎng)絡(luò)彼此搭接，這將大大提高吸附瀝青的性能，并且可賦予混合料一定 的抗開(kāi)裂、抗疲勞性能，但由于礦物纖維剛性較大，因此在同體積下，抗