要害词:玄武岩纤维 | 高温性能 | 沥青混淆料
沥青玛蹄脂碎石混淆料(SMA)组成特征决议了此类沥青混淆料的高温抗变形能力及对抗温度应力的能力较强,同时具有优良的抗滑和降噪效果,因此在越来越多的使用在沥青铺面的上面层。然而,古板使用的木质素纤维在生产历程中将要消耗大宗的木料且与沥青只爆发简朴的吸附作用,对沥青混淆料的性能改善有限。而短切玄武岩纤维其生产历程中不必耗木料,短切玄武岩纤维具有优良的力学性能,且由于短切玄武岩纤维微观外貌形貌重大及其具有奇异的矿物因素,因此其与沥青的交互作用更为强烈,将其作用沥青混淆料纤维改性剂成为当条件高沥青路面高温抗变形性能的研究热门之一。
本文通过车辙试验、单轴贯入试验、动态模量试验聚焦在短切玄武岩纤维对SMA沥青混淆料对抗高温变形能力的影响研究,以期为进一步明确短切玄武岩纤维对沥青混淆料性能影响机制,并为切玄武岩纤维应用提供一定的指导作用。
试验质料与试验要领
沥青
SBS改性沥青用于本文研究历程中,其主要路用性能参数如表1所示。

集料
筛分试验在本文用于剖析各集料的基天性能,凭证规范要求举行了试验损伤,测试了所用集料与填料,获得试验效果汇总至表2。


纤维
本文所选用的短切玄武岩纤维及木质素纤维的基天性能汇总至表5。综上可见,本文所用质料知足使用要求。
SMA-13沥青混淆料设计
为了使本文的研究效果更具代表性和普遍适用性,本研究所用SMA-13短切玄武岩纤维沥青混淆料和木质素纤维沥青混淆料的级配接纳《公路沥青路面施工手艺规范》(JTGF40-2004)推荐的级配规模中值。依据规范所要求的试验要领及办法,确定两种沥青混淆料的zui佳沥青用量为5.8%。



试验要领
动稳固度试验、单轴贯入试验及动态模量三种试验要领[4-10]用于本文研究。凭证规范要求的测试办法,接纳前述的三种要领系统地研究剖析并评价了短切玄武岩纤维对SMA-13沥青混淆料高温性能的影响。试验依据《公路工程沥青及沥青混淆料试验规程》(JTGE20-2011)开展。

试验效果与剖析
动稳固度试验效果与剖析
剖析上图可以发明,在0.7MPa和0.8MPa条件下,木质素纤维沥青混淆料和短切玄武岩纤维沥青混淆料的动稳固都知足规范大于2800次/mm的要求。别的,剖析上图还可以发明随着应力水平的增添,两种沥青混淆料的动稳固度都有显著下降,下降幅度均为23%左右,这说明过大的荷载将会加剧路面车辙病害的泛起。
进一步仔细剖析上图还可以发明,在0.7MPa和0.8MPa荷载作用水平下,短切玄武岩纤维沥青混淆料的抗高温变形能力显着均优于木质素纤维沥青混淆料,两种情形下其高温抗变形能力均提高17%左右。
剖析缘故原由以为,由于短切玄武岩纤维其奇异的矿物特征使得其与沥青的交互作用更强进而提升其抗变形能力。

单轴贯入试验效果与剖析
单轴贯入情形如下所示。剖析单轴贯入试验效果可以发明,相比于木质素纤维沥青混淆料,短切玄武岩纤维改性沥青混淆料的单轴贯入强度和单轴贯入模量划分提高24%、37%;单轴贯入zui大深度降低15%。剖析缘故原由以为,玄武岩纤维有较好的机械强度且与沥青的交互作用更为强烈,因此玄武岩纤维在沥青混淆料内部所形成的三维网络强度更高,能更好的对抗贯入破损,体现出较低的贯入深度、更高的贯入强度和贯入模量。这说在外部荷载作用下,沥青混淆料的矿料较难爆发移动,从而具有优异的高温抗变形能力。
动态模量试验效果与剖析
对所制备的沥青混淆料举行了动态模量实验,并剖析了差别条件下的测试效果,详细测试工况如下表所示。

划分以20℃和35℃温度条件下,差别加载频率所测得的动态模量举行代表性剖析。效果如下图所示。

剖析上图可以发明,在上述两个温度条件下,玄武岩纤维沥青混淆料和木质素纤维沥青混淆料的动态模量都随着加载频率的降低,或是测试温度的升高有所降低,且玄武岩纤维沥青混淆料的动态模量更高。
为了广域规模规模内剖析两种沥青混淆料的动态模量特征,基于时温等效原理,获两种质料在20℃条件下的动态模量主曲线。
可以发明,两种质料的模量都着加载频率的增添而增大。从上图还可以发明,当加载频度低于1Hz时,玄武岩纤维沥青混淆料的动态模量显着高于木质素纤维沥青混淆料。

结论
基于以上试验效果,可以得出以下结论:
(1)由于玄武岩纤维具有良了的外貌浸润特征,可以与沥青质料爆发更好的交互作用,因而对沥青混淆料的高温抗变形能力提升更为显著。
(2)本文所用两种沥青混淆料的动稳固都知足规范要求,但玄武岩纤维沥青混淆料的抗车辙能力均优于木质素纤维沥青混淆料。
(3)由于短切玄武岩纤维的组成、力学及形貌具有奇异的优势,因此贯入试验中体现出更好的抗高温性能。
(4)综合动稳固度试验、贯入试验和动态模量试验可知,本文所用的两种混淆料中,短切玄武岩纤维沥青混淆料有更好的对抗高温变形的能力。
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全文完 宣布于《蹊径工程》2020年第9期
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