聚酯纤维沥青混合料性能研究.pdf

公路交通技术2011年10月第5期
Technology of Highway and Transport Oet 2011 No5
聚酯纤维沥青混合料性能研究
蒋维祥,辛宪涛2,罗国新
(1.招商局重庆交通科研设计院有限公司,重庆400097;2.东南大学,南京210096
3.重庆中宇工程咨询监理有限责任公司,重庆400067)
摘要:对掺加或不掺加聚酯纤维的相同级配Sup20沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性及抗疲劳性能
进行室内对比研究,全画认识纤维沥青混合料的性能。试验结果表明,聚酯纤维对沥青混合料的多种性能均有所改
善,研究结果可为聚酯纤维加强沥青混合料的研究和实践提供参考。
关键词;聚酯纤维;沥青混合料;配合比;路用性能
文章编号:1009-6477(2011)05-0040-05中图分类号:U414文献标识码:B
Research on Performance of Polyester Fiber-asphalt Mixtures
JIANG Weixiang XIN Xiantao, LUO Guoxin
近仹来,沥青路面铺筑采用了越来越多的新型
表1聚酯纤维主要物化性能
材料。其中,将纤维作为一种特殊添加剂材料加入
技术指标
性能
技术指标
性能
到沥青混合料中以改善其物理力学性能,已经成为
化学成分
自然色
聚酯
颜色
沥青混合料物理改性的一个重要研究方向。公路工
(白色)
程中常用的纤维有木质素纤维、聚酯纤维、玻璃纤维
纤化类型
单丝
溶点温度/℃>249
直径/mm0.02±0.0051燃点温度/℃
>556
和矿物纤维等几类。其中玻璃纤维脆性较大,拌和
长度/mm
6
抗拉强度/MPa517
困难,不易施工;而石棉矿物纤维污染环境且对人体
比重
38断裂延伸率/%最大50
有害。经过对纤维沥青混合料在路用性能、环保及
湿度恢复/%
0.2
卷出性
无
经济效益等方面进行综合比较,目前在工程上常用
的纤维是木质素纤维和聚酯纤维。本文通过室内试
为了全面评价聚脂纤维及其掺量对沥青混合料
验,对聚酯纤维改善沥青混凝士的路用性能进行探配合比设计和性能的影响,分别采用0.2%、0.3%
和0.5%的聚酯纤维掺量进行配合比设计研究
1.2.1级配选择
聚酯纤维沥青混合料配合比设计方法研究
掺纤维沥青混合料与不掺纤维沥青混合料的矿
选用改性沥青Sup20沥青混合料进行研究,分料级配基本一致,依据 Superpave技术规范进行级配
别对掺不同剂量聚酯纤维的沥青混合料配合比进行设计,最终0.45次方的级配曲线见图1
了设计,比较分析聚酯纤维不同掺量对配合比设计
限
的影响。其中Sup20沥青混合料配合比设计主要依
80一一限制区
据美国 Superpave沥青混合料设计标准进行,并参照
一限制区
最大密度线
我国rGF40-200(公路沥青路而施工技术规范)如?一
的要求进行马歇尔试验验证。
30
1原材料
选用SBS改性沥青、石灰岩集料和佳路得Cod
RoadⅡ聚酯纤维,其主要物化性能如表1所示。
1.2掺聚酯纤维Sup20沥青泥合料目标配合比设
筛孔尺寸/mm
计
图1混合料级配曲线
收稿日期:2011-04-13
作者简介;蒋维祥(1974-),男,重庆市人,本科,工程师.
2011年第5期
蒋维祥,等:聚酯纤维沥青混合料性能研究
表2不同掺量聚酯纤维初始沥青用量试验结果评价
在设计压实次数下
矿粉/有效沥青
掺量/%4%空隙率沥青用量/%
初始压实度/%
骨料间隙率/%
沥青饱和度/%
比例
13.98
71,4
1.33
4.55
1.42
85,3
68
14.77
1.28
86.1
Sup20标准
≥13.0
65~75
0.6~1.2
≤89.0
注:*表示级配通过禁区下方时,粉胶比可増加到0.8-1.6。
表35种沥青用量沥青混合料体积性质(0.2%聚酯纤维
在设计压实次数下
矿粉/有效
沥青用量/%
初始压实度/%最大压实度/%
压实度/%骨料间隙率/%沥青饱和度/%沥青比例
94.75
14.18
63.0
1.52
96.05
13.90
1.33
96.75
80.0
1.19
86.7
97.25
98.25
13.85
87.4
1.07
87.9
4.48(计算)
96.0
4
85.6
Sup20标准
>13
65~75
0.8~1.60
≤98
表45种沥青用量沥青混合料体积性质(0.3%聚酯纤维)
在设计压实次数下
矿粉/有效
沥青用量/%
初始压实度/%最大压实度/%
压实度/%骨料间隙率/%沥青饱和度/%沥青比例
14.73
1.52
95.9
14.31
95.9
4.14
86.8
14.18
87.8
4.53(计算)
96.0
14.35
96.0
Sup20标准
>13
65~75
0.8~1.60
≤98
1.2.2试验级配评价
般选择4种沥青用量,分别为P、P±0.5%、P。+
掺人聚酯纤维后,不能按照 Superpave技术规范1%。
估计初始沥青用量。考虑到聚酯纤维在沥青混合料
1)0.2%聚酯纤维掺量的设计沥青用量确定。
中会吸附一部分沥青,因此,结合实验室试压结果,
根据表2结果P2可取为4.5%,因此,4个沥青
初始沥青用量根据聚酯纤维的掺量在素沥青混凝土用量分别为4.0%、4.5%、5.0%、5.5%。旋转压实
4.3%沥青用量基础上适当增加,对于0.2%、试验结果见表3。
0.3%、0.5%掺量的聚酯纤维沥青混合料,其初始沥
根据表3中4.0%、4.5%、5.0%、5.5%4个沥
青用量分别取4.5%、4.5%和4.7%。采用旋转压青用量的体积性质,通过图表插值法得到设计沥青
实仪成型试件,选择压实次数N切=8次,W设=用量为4.48%及其对应的体积性质。
100次,N最大=160次。各初始沥青用量下不同掺量
2)0.3%聚酯纤维掺量设计沥青用量确定。
纤维沥青混合料旋转压实试验结果见表2。
由表2结果P。可取为4.5%,因此,4个沥青用
依据表2的评价指标,可以得出1.2.1节中的量分别为4.0%、4.5%、5.0%、5.5%。旋转压实试
初洗级配对于聚酯纤维上述3种不同掺量均满足验结果见表4。
Superpave规范设计要求,因此1.2.1节中初选级配<