玄武岩短切纤维在市政道路建设中的应用.pdf

2015年11月第11期
城市道桥与防洪
成果应用195
玄武岩短切纤维在市政道路建设中的应用
方良萍
(上海市政交通设计研究院有限公司,上海市200030)
摘要:简要介绍了玄武岩短切纤维的性能及经济性分析,通过AC沥青混合料和SMA改性沥青玛蹄酯沥青碎石混合料掺加
木质纤维和玄武岩短切纤维的试验数据,验证掺加玄武岩短切纤维比掺加木质纤维对沥青性能的改善,包括抗车轍能力、抗渗
性及水稳定性。并通过经济性分析对比,论证玄武岩矿物短切纤维可以在更大范围内进行推
关键词:玄武岩短切纤维;抗车徹能力;水稳定性;经济性
中图分类号:1U414
文献标志码:B
文章编号:1009~7716(2015)11-0195-04
1背景资料
合料中分别掺加一定比例的木质纤维和玄武岩纤
维,通过试验得出参数,并对混合料的性能指标和
玄武岩纤维是一种高科技无机纤维材料,被经济指标进行分析比较,最终得出玄武岩矿物纤
业界誉为“石头变丝”的21世纪新材料,它性能接维具有超高性价比的结论
近碳纤维,价格却比碳纤维低几倍甚至几十倍。玄
大同市区最近5a新建或改建的几条重载交
武岩纤维以天然火山喷出岩为原料,经1500℃高通量大的主干路上面层采用的就是玛蹄脂沥青碎
温熔融后快速拉制而成的连续纤维,其外观为金石混合料中掺加0.4%玄武岩矿物纤维,经过几年
褐色,具有卓越的耐高温、超低温、防水、低吸温性的运行,目前路面状况良好。
等特性。玄武岩纤维及其复合材料可以较好地满
足国防建设、交通运输、建筑、石油化工、环保、电2AC-16沥青混合料
子、航空、航天等领域结构材料的需求,对国防建
通过表1试验数据可以看出,普通沥青和SBS
设、重大工程和产业结构升级具有重要的推动作改性沥青中掺加0.3%玄武岩纤维,沥青性能具有
用。无任何添加剂,是目前惟一无污染、不致癌的明显提升,普通AC基质沥青掺入少量玄武岩纤维
健康玻璃质纤维产品,在讲究绿色、环保、节约的可以使抗车橄能力提高近一倍,化学稳定性及水
今天,玄武岩纤维是一种理想的材料,具有广阔的稳定性也有所提高,与掺加同量抗车撤剂相比性
应用前景和发展前景。
价比优势明。
玄武岩短切纤维川是由相应的玄武岩纤维基
表1AC-16中玄武岩纤维摻加前后性能对照表
材为原料短切而成,与沥青结合性好,能均匀分散
在沥青混凝士中的无机矿物纤维。在《公路沥青路检测项目岩纤维普通AC
面施工技术规范》中明确提出“在沥青混合料中掺
沥青混合料沥诗混合料岩纤维改性
AC-16政性TGF24
沥青混合料
沥青混合料
技术要求
加的纤维稳定剂宜选用木质素纤维、矿物纤维等
毛体积密度2.419
“矿物纤维宜采用玄武岩等矿石制造”円。
最佳油石比4.9
大同属于煤都,重载交通较多,路面破损状况
非常严重。为改善大同路面质量,通过在沥青混合
60℃动稳定
度八(次mm)2310
1210
5915
≥800
料中掺加不同百分比的纤维(试验只掺加玄武岩
劈裂抗拉强
纤维或木质纤维),得出相关试验数据后进行结果
0.974
1.755
1.813
比对,论证其对沥青混合料的改善作用。
冻融劈裂抗
1.487
拉强度/Pa
试验以AC-16和SMA-13为对象,在沥青混
冻融劈製残
留强度比81.7
87.6
70
收稿日期;2015-07-08
TSR/()
作者简介:方良萍(1985-),男,江西抚州人,工程师,从事道路设
渗水系数/
≤120
计工作。
196成果应用
城市道桥与防洪
2015年11月第11期
3SMA-13沥青玛蹄酯碎石混合料
和秒表计时的方法,试验结果详见表5。
曲工装本规色是近年作为路面材料在佳国内大“地他
表4车辙试验
沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)公路沥青路
动稳定度DS
JIG
城市大量使用,由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量
方法
单值平均值
的细集料组成的沥青马蹄脂缜充间断级配的粗集
1.836
1.943
5888
料骨架间隙而成。纤维作为SMA的重要组成部分,
1.9762.102500054033000
T719
不但具有吸附沥青的作用,而且能起到加筋及稳
定作用,在一定程序上提高了混合料的高温稳定
2.043
2.161
5339
性。研究结果也表明,纤维对SMA混合料的性能尤
表5渗水试验
其是抗车辙性能有重要的作用,纤维的种类和掺量
对SMA性能的影响将在接下来的章节中进行论述。试件编号
渗水系数检验值八(mlL/min)TGF24-2004试验
3.1SMA-13中掺加0.3%木质纤维
单值平均值技术要求方法
马歇尔配合比试验结果见表2。
表2马歇尔配合比试验
2011
矿料配比试件理孔vM购隔A快N
油石
Amix
沥青稳定度
和度
/9%
3.2SMA-13中掺加0.4%玄武岩矿物纤维
13.3
马歇尔配合比试验结果见表6。
542.6363.71639.677.1
表6马歌尔配合比试验
5.92.532.6243.616.539.978.4
矿粉
矿料级配
%密度密度腺vvCA。青
1石比试件
理
、;8%:10%622564261629164397821129
/(g/m /(g/
和稳定
度%度kN
JTGF24-2004
5.32.542.6554.
1639.677.112.23
技术要求
3~4≥16.5
RC75~85≥6.0
5~10mm
根据试验结果,确定最佳油石比为5.9%。
5m?5062532613916391691421
根据5.9%油石比制作混合料,进行谢伦堡沥
9%:8%,10,5.92.5122.6163516.439.782.15.12
青析漏试验、洛杉矶蘑耗仪做的肯塔堡飞散试验、mc42004
技术要求
3~4≥16.5CAD75
通过25℃下全自动马歇尔试验仪做的冻融劈裂试
RC
8s5260
验结果见表3。
根据试验结果,确定最佳油石比为5.6%。
表3析漏试验、肯塔堡飞散及冻融劈裂试验
根据5.6%油石比制作混合料,进行谢伦堡沥
检测项目
检测值试验方法青析漏试验、洛杉矶蘑耗仪做的肯塔堡飞散试验、
单值平均值技术要求
通过25℃下全自动马歇尔试验仪做的冻融劈裂试
谢伦堡沥青析漏试验的
验结果见表7。
结合料损失(%)
0.040.04≤0.]1T0732-2000
表7析漏试验、肯锗堡飞散及冻融鹗裂试验
检测值
试验方法
肯塔堡飞散试验的
检测项目
9.610.6≤15"T0733-2