摘要:利用室內試驗研究了玻璃纖維改性瀝青混合料的高溫抗車轍能力、低溫性能和水穩定性，試驗結果表明:與基質瀝青相比，摻入一定量的玻璃纖維的瀝青混合料的高溫穩定性有很大改善，同時低溫抗裂性和水穩定性在一定程度上也有明顯改善;但玻璃纖維用量超過0.2%后，其各方面性能就會降低;經過試驗建議玻璃纖維的最佳用量為0.2%。

　　關鍵詞:玻璃纖維;改性瀝青;瀝青混合料;路用性能

　　0引言

　　隨著經濟社會及道路事業的不斷發展，以及車輛的日益增多，目前對道路通行量、行車荷載及速度，以及路面耐久性等提出了更高的要求。瀝青路面以其特有的優勢被廣泛應用于道路建設中，但傳統的瀝青路面在使用過程中會出現擁包、車轍、裂縫及水損害等問題。為了解決這些狀況，國內外學者經過大量的試驗研究發現，在普通瀝青混合料中加入適量的玻璃纖維制備而成的瀝青混合料各項性能得到了很大的改善。玻璃纖維具有抗拉強度高、耐久性好的特點，是一種性能優異可用于復合材料的增強材料。國外于1960年為了改善路面的反射裂縫，開始研究纖維瀝青混合料的性能。1962年EdelmannK等人研究了石棉纖維對瀝青混合料性能的影響，結果發現，石棉纖維能夠很好地改善瀝青混合料的各項性能[1]。

　　玻璃論文范例：雙層玻璃在遮陽方面的運用

　　Abdelazia利用室內試驗的方法研究了玻璃纖維對SMA瀝青混合料的影響，發現玻璃纖維可以提高其混合料的抗疲勞特性。Aysar通過研究玻璃纖維摻入瀝青混合料后發現，玻璃纖維對瀝青混合料的強度和高溫抗變形能力有很大改善作用，而且能夠延緩裂縫的發展[2]。國內對于纖維瀝青混合料的研究起步較晚，2003年楊振才等人通過小型加速加載試驗研究了纖維對瀝青混合料的應力松弛、低溫抗裂能力具有很好的效果[3]。2006年呂偉民研究發 現了木纖維對于SMA瀝青混合料只有吸附瀝青的作用，并不能起到加筋增強的效果，而聚酯纖維有著良好的加筋作用[4]。目前，國內外對于玻璃纖維改善瀝青混凝土的理論體系還不完善，其路用性能也有待進一步深入研究。于是，擬采用車轍試驗、凍融劈裂試驗及低溫小梁彎曲試驗，研究瀝青混凝土摻玻璃纖維后對其路用性能的影響。

　　1原材料及配合比設計

　　1.1原材料

　　(1)瀝青采用AH-70#基質瀝青，AH-70#基質瀝青性能指標。

　　(2)玻璃纖維選取了長度12mm的玻璃纖維，分析不同玻璃纖維用量對瀝青混合料路用性能的變化規律，以選出玻璃纖維的最佳摻量。

　　(3)集料粗集料選取石灰巖碎石，細集料采用天然中砂與石灰巖石屑，填料選用石灰巖礦粉。所選礦料均按照《公路工程集料試驗規程》的相關試驗要求進行了測試，礦料的各項性能指標都符合《公路瀝青路面施工技術規范》的技術要求。

　　1.2配合比設計

　　(1)礦料級配:試驗選取AC-13型級配，礦料配比依次為粗碎石∶中粗碎石∶砂∶石屑∶礦粉=22∶34∶15∶24∶5，按試驗規程[5]的相關要求取其級配中值進行礦料配合比組成設計。

　　2試驗方案

　　選用車轍試驗、低溫彎曲試驗和凍融劈裂試驗來評價玻璃纖維瀝青混合料的高溫抗變形能力、低溫抗開裂以及抗水損害性能。采用AC-13級配對0、0.1%、0.2%、0.3%等玻璃纖維用量的瀝青混合料制備各試驗相應尺寸的試件，通過分析和研究不同玻璃纖維摻量下的瀝青混合料各方面路用性能，從而得出玻璃纖維的最佳用量。

　　3試驗結果與分析

　　3.1高溫穩定性

　　瀝青路面高溫性能是指路面在車輛荷載的作用下抵抗變形的能力，如路面的車轍、擁包及推移等都是路面承受荷載及高溫變形的結果[6]。

　　高溫性能不好會嚴重影響路面的使用性能，如路面不平整導致車輛行駛不平穩，舒適性較差，嚴重時甚至會導致安全事故的發生。采用車轍試驗得到的45～60min之間對應的車轍深度及產生1mm車轍深度相對應的動穩定度DS作為高溫性能的評價指標，試件尺寸采用300mm×300mm×50mm，試驗加載頻率為42次/min。

　　3.2低溫性能試驗采用實驗室制備好的尺寸為300mm×300mm×50mm的車轍板切割成30mm×35mm×250mm的長方體試件。將切割好的小梁試件采用MTS萬能材料試驗機做低溫小梁彎曲試驗，試驗溫度為-10℃，加載頻率為50mm/min。

　　(1)隨著玻璃纖維摻量的增加，瀝青混合料的彎拉強度基本沒有變化，彎拉強度受玻璃纖維的影響很小。但瀝青混合料的彎拉應變隨著摻量的增加而呈現先增加后下降的趨勢，而且在0.2%摻量時出現拐點，與不摻加相比彎拉應變提高了21%。(2)瀝青混合料的勁度模量隨著玻璃纖維摻量的加入先減小后增加，在0.2%時達到最小，相對無摻加時減小了18%。(3)說明玻璃纖維可以有效改善瀝青混合料的低溫抗裂性，在摻量0.2%時效果最佳。這是因為在摻量較小時玻璃纖維在瀝青混合料中的分散性較好，能夠與瀝青形成交織的網狀結構，當瀝青混合料受到外界的拉應力時這種網絡結構就能發揮加筋以及增韌阻裂的作用，很有力地阻礙了瀝青混合料裂縫的發展，從而提高了瀝青混合料的低溫抗裂性。當摻量過大時玻璃纖維的分散性就會很差，出現結團，從而就會產生應力集中的現象，進而削弱了混合料低溫時抵抗開裂的能力[8]。

　　3.3水穩定性通過凍融劈裂試驗得到的凍融劈裂強度比來評價瀝青混合料的水穩定性能，實驗室制作馬歇爾試件，并將制備好的試件隨機分為兩組，一組用于測定常溫狀態下的劈裂強度，另一組首先真空飽水，放在-18℃的環境中16h，然后置于60℃恒溫水浴中24h后進行強度試驗。

　　4結論

　　通過研究玻璃纖維瀝青混凝土的各方面使用性能，分析玻璃纖維添加量對路用性能產生的變化規律，可以得出以下結論:(1)玻璃纖維能夠增加瀝青與礦料的內摩阻力，大幅提升瀝青混凝土的高溫抗車轍變形性能。(2)玻璃纖維能夠有效提高瀝青混凝土在低溫條件下抵抗開裂的性能，起到加筋以及增韌阻裂和阻礙裂縫發展的作用。(3)玻璃纖維能夠有效提升瀝青混凝土的劈裂強度，增強瀝青混凝土的抗水損害能力。(4)玻璃纖維摻量較小時其分散性較好，能夠與瀝青形成相互交織的網狀結構，有效提高瀝青混合料的高溫抗車轍性能、低溫抗裂性能以及水穩定性。綜合各方面路用性能，在摻0.2%玻璃纖維時其使用效果最佳。但摻量過大會出現結團，不利于瀝青混合料的各方面性能。

　　參考文獻

　　[1]封基良.纖維瀝青混合料增強機理及其性能研究[D].南京:東南大學，2006.

　　[2]朱先智.纖維加固瀝青混合料的路用性能試驗研究[J].城市道橋與防洪，2018(9):200-203+225.

　　[3]楊振才，武賢慧.改性瀝青及纖維增強瀝青混合料應力松弛性能試驗研究[J].交通標準化，2003(11):66-68.

　　[4]湯寄予.纖維瀝青混合料組成與性能試驗研究[D].鄭州:鄭州大學，2013.

　　[5]交通運輸部公路科學研究院.公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程[M].北京:人民交通出版社，2011.

　　作者：王鋒