掺聚酯纤维沥青混合料性能评价及施工工艺研究

近年来,掺聚酯纤维沥青混合料日益受到工程界的关注,并在一些工程中得到应用。通过室内试验和试验路铺筑,对掺聚酯纤维沥青混合料的路用性能进行研究,并提出掺聚酯纤维沥青混合料的施工技术要点。

掺聚酯纤维沥青混合料性能评价及施工工艺研究

近年来,掺聚酯纤维沥青混合料日益受到工程界的关注,并在一些工程中得到应用。通过室内试验和试验路铺筑,对掺聚酯纤维沥青混合料的路用性能进行研究,并提出了掺聚酯纤维沥青混合料的施工技术要点。

聚酯纤维对高掺量RAP的沥青混合料路用性能的影响

为探究聚酯纤维对再生沥青混合料路用性能的影响,取质量分数为60%、80%和100%的废旧沥青混合料(RAP)并掺加质量分数为1%、2%、3%、4%的聚酯纤维,制成再生沥青混合料,对再生沥青混合料开展了冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验、低温小梁弯曲试验和高温车辙试验。试验结果表明:掺加质量分数3%聚酯纤维时,混合料试件具有最佳高温稳定性能;掺加质量分数2%聚酯纤维时,混合料试件具有最佳低温抗裂性能。因此,建议掺加质量分数为2%~3%的聚酯纤维来改善高掺量RAP再生沥青混合料的路用性能。

TLA与聚酯纤维复合改性热再生沥青混合料路用性能研究

为了改善热再生沥青混合料的路用性能及耐久性,首先采用TLA与聚酯纤维进行复配设计,然后基于马歇尔、高温车辙、低温弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂、两点弯曲与浸水APA等试验,针对TLA与聚酯纤维复合改性热再生沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、抗疲劳耐久性能展开综合考察。结果表明:单掺TLA或聚酯纤维均能改善热再生沥青混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能及水稳定性,且TLA的各项性能改善效果相对较为明显;经复掺TLA与聚酯纤维改性后热再生沥青混合料的路用性能均得到显著的提升,可适用于我国北方严寒或南方高温湿热多雨等复杂气候地区的沥青路面建设之中;TLA能够有效提高热再生沥青混合料的劲度模量与疲劳寿命,合理复掺聚酯纤维后提升效果更为明显,均符合高模量沥青混合料的规定及要求;采用合理比例的TLA与聚酯纤维进行复掺,可综合提升热再生沥青混合料的路用性能及耐久性。

纤维种类及掺量对沥青混合料性能的影响

纤维沥青混合料是一种长寿命沥青路面新材料,由于纤维种类及掺量的差异对沥青混合料的性能有较大影响,因此将采用3种纤维种类(玄武岩纤维、玻璃纤维、聚酯纤维)及5种纤维掺量(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)作为研究对象,研究纤维沥青混合料的路用性能。结果表明:玄武岩纤维、玻璃纤维、聚酯纤维的最佳掺量分别为0.4%、0.3%、0.3%,最佳掺量下玄武岩纤维增强效果最优,动稳定度提高30.0%,贯入强度提高14.0%,最大弯拉应变提高20.1%,浸水残留稳定度提高1.9%,冻融劈裂强度比提高1.7%。

回收料掺量对热再生沥青混合料路用性能的影响

选取10%、30%、50%三个回收料掺量制备AC-16热再生沥青混合料,通过试验测试其稳定度、动稳定度、最大弯拉应变、冻融劈裂强度比、汉堡车辙剥落点等高温、低温、水稳、抗老化等路用性能,并与相同级配全新混合料路用性能进行对比,分析不同回收料掺量条件下热再生沥青混合料路用性能变化的规律。结果表明,随回收料掺量增加,热再生沥青混合料高温性能逐渐提高,低温性能逐渐降低,水稳性能先提高后降低。在保证良好路用性能的基础上兼顾经济因素和环保效益,推荐热再生沥青混合料回收料最佳掺量为30%左右。

硅藻土与聚酯纤维复合改性沥青混合料的路用性能研究

将硅藻土与聚酯纤维同时掺入AC-13沥青混合料中,采用60℃车辙试验、低温劈裂试验、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验及四点弯曲疲劳试验,针对不同改性沥青混合料进行路用性能及抗疲劳耐久性能分析,得出以下结论:硅藻土能够增强沥青胶结料与集料的粘结性,而聚酯纤维在沥青混合料中能起到良好的桥接、增韧、阻裂、传递等作用,故掺入硅藻土或聚酯纤维均能改善沥青混合料的路用性能和抗疲劳耐久性能;硅藻土改性沥青混合料的高温抗车辙性能和水稳定性能优于聚酯纤维沥青混合料,但其低温抗裂性能和抗疲劳耐久性能较差;与硅藻土、聚酯纤维单一改性相比,复合改性沥青混合料的各项性能均表现最佳,采用硅藻土与聚酯纤维复合改性可综合提升沥青混合料的服役质量和使用寿命。

聚酯纤维及沥青对高RAP掺量沥青混合料路用性能的研究

通过车辙试验、小梁弯曲试验、冻融劈裂试验,深入研究了聚酯纤维掺量和沥青用量分别对高RAP掺量沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性的影响。研究结果表明:相对纤维本身的作用而言,沥青混合料的高温稳定性更多地是通过沥青膜厚度及自由沥青的多少来产生影响;纤维和沥青的合理比例是影响沥青混合料低温及水稳定性能的最关键因素。相对而言,纤维自身的强度对沥青混合料低温及水稳定性能的影响非常有限,沥青含量超过最佳油石比时,沥青含量和沥青膜厚度的增加,不但不一定会提高沥青混合料的低温及水稳定性能,还有可能造成负面影响。

混掺纤维透水沥青混料的路用性能试验研究

外掺纤维材料可在一定程度上综合提升透水沥青混合料的服役性能,研究对不同组合方案下的透水沥青混合料与普通透水沥青混合料进行性能对比分析。纤维组合方案包括单掺BF、单掺PP、复掺BF+PP在内共计15种。分别对混合料的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性、疲劳性能及排水性能进行综合考察,认为玄武岩纤维可综合促进透水沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及疲劳性能,但对水稳定性的提升不明显。而经过适宜比例复掺的混合料(0.4%BF+0.2%PP和0.4%BF+0.1%PP),能够对水稳性能在内的各项路用性能都进行显著提升,提升幅度可达到20%以上,这对于透水沥青路面的高品质发展及推广应用具有重要意义。

聚酯纤维掺量和冻融循环对沥青混合料水稳定性影响

为研究聚酯纤维掺量和冻融循环次数对沥青混合料水稳定性能的影响,制作聚酯纤维掺量为0、0.1%、0.2%、0.3%的沥青混合料试件。对试件进行冻融循环次数分别为0、2、4、6、8次的冻融劈裂试验。结果表明:随着聚酯纤维掺量的增加,沥青混合料的冻融劈裂抗拉强度呈先上升后下降的趋势,聚酯纤维的最佳掺量为0.2%。冻融循环为0次时,聚酯纤维掺量为0.1%、0.2%、0.3%较不掺聚酯纤维的沥青混合料的冻融劈裂抗拉强度分别提高19.8%、30.2%、13.4%,聚酯纤维的掺入会提高沥青混合料的水稳定性。聚酯纤维掺量为0.2%时,冻融循环2、4、6、8次时,对应沥青混合料的冻融劈裂抗拉强度比分别为86.0%、80.2%、70.1%、61.5%。随着冻融循环次数的增加,沥青混合料的水稳定性逐渐降低。

聚酯纤维掺量对透水性沥青混合料水稳性影响

为提高透水性沥青路面的水稳性,对6种不同聚酯纤维掺量的透水性沥青混合料实施冻融劈裂试验,研究了聚酯纤维掺量对其水稳性的影响.研究表明,随着聚酯纤维掺量的增大,透水性沥青混合料冻融前后劈裂抗拉强度和冻融劈裂抗拉强度比均呈现先增大后减小的趋势,聚酯纤维存在最佳掺量,为0.4%,对应的冻融前后劈裂抗拉强度、冻融劈裂抗拉强度比分别达到最大值1.06 MPa、1.00 MPa、94.3%.与不掺纤维的冻融劈裂抗拉强度比56.3%相比,聚酯纤维掺量为0.3%、0.35%、0.4%、0.45%、0.5%时,混合料冻融劈裂抗拉强度比分别提高了54.4%、58.8%、67.5%、26.3%、20.6%.说明掺加聚酯纤维能够明显提高透水性沥青混合料的水稳性.

透水聚酯纤维沥青混合料动力学特性研究

聚酯纤维透水沥青混合料是国内透水沥青路面材料的主要研究方向。目前相关研究主要集中在聚酯纤维透水沥青混合料静态、准静态条件下的力学性能研究,缺少冲击、撞击作用下的动态性能分析。该研究通过SHPB试验系统,成型试件后开展冲击压缩试验与劈裂试验,分析了混合料的动力学特性及规律。结果表明:(1)混合料存在明显的冲击抗压强度应变率效应,属于应变率敏感性材料,冲击抗压强度随应变率增大而提高;冲击压缩应力-应变曲线分为弹性变形、塑性变形、破坏三个阶段。(2)冲击劈裂强度随着冲击气压的增大而增大;(3)聚酯纤维的掺入可以显著提升透水沥青混合料的动力学特性,最佳掺量为0.4%,过量掺入会导致混合料抗劈裂强度下降;(4)集料断裂是聚酯纤维透水沥青混合料动态破坏的重要原因。

聚酯纤维和TB胶粉对高RAP掺量沥青混合料路用性能和自愈合性能的影响

为改善高比例RAP掺量(RAP掺量≥25%)热再生混合料的路用性能和抗疲劳耐久性,研究了不同TB胶粉掺量(14%、18%、22%)和聚酯掺量(0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)条件下纤维TB胶粉复合改性高RAP掺量热再生混合料的路用性能、抗疲劳耐久性能和自愈合性能。结果表明,SBS改性沥青热再生混合料在水温耦合作用下并未呈现出较好的抗车辙性能和水稳定性,热再生混合料的路用性能不仅取决于沥青、集料的性能,也受新旧料交融程度及新沥青与老化沥青的配伍性。掺加聚酯纤维与TB胶粉复合改性剂可显著提高热再生混合料的高低温性能、水稳定性,在0.3%~0.4%聚酯纤维和18%~22%TB胶粉掺量时高RAP掺量热再生混合料高低温性能达到最优。0.3%~0.4%聚酯纤维与18%~22%TB胶粉复合改性方案下热再生混合料低温弯曲应变可达到3 500~4 200με,克服了高RAP掺量热再生混合料低温性能差的技术缺陷。证明了TB胶粉对热再生混合料自愈合性能的改善效果,在14%~18%TB胶粉掺量范围内,热再生混合料的劲度模量恢复率可达67.6%~76.9%,疲劳寿命恢复率可达57.6%~74.3%,劲度模量恢复率为基质沥青、SBS改性沥青热再生混合料的2.9~3.1倍、1.9~2.2倍。

考虑冻融循环的聚酯纤维沥青混合料性能研究

为研究聚酯纤维掺量对沥青混合料路用性能和冻融损伤劣化规律的影响,通过高温车辙试验、低温劈裂试验、水稳定性试验和冻融循环条件下小梁弯曲试验,对比分析聚酯纤维掺量为0.0、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%时沥青混合料动稳定度、极限弯拉强度、弯拉应变、残留稳定度、冻融劈裂强度比和冻融弯曲应变的变化。结果表明,随着聚酯纤维掺量的增加,沥青混合料路用性能指标和冻融损伤性能呈现先增大后减小的趋势,聚酯纤维掺量为0.2%左右时,沥青混合料动稳定度出现峰值(3512次/mm),抗弯拉强度提高12.4%,极限弯曲应变增加7.6%,弯曲劲度模量超过2670 MPa,马歇尔残留稳定度和冻融劈裂强度比分别提高2.2%、3.2%;聚酯纤维掺量为0.2%左右、冻融循环次数为12次时,弯曲破坏应变出现峰值,抗冻融性能最佳;聚酯纤维沥青混合料的弯曲破坏应变与冻融循环周期呈负相关关系,冻融循环次数超过12次时,弯曲应变下降速率减小并逐渐趋于稳定。

聚酯纤维对再生沥青混合料路用性能的影响

通过制备不同纤维掺量的再生沥青混合料试验试件,分别对再生沥青混合料的高温性能、低温抗裂性能及水稳定性能进行对比分析。结果表明:聚酯纤维对再生沥青混合料的各项路用性能均有较好的改善作用;对于改善再生沥青混合料的高温性能和水稳定性能而言,纤维的最佳掺量为3%;对于改善再生沥青混合料的低温抗裂性能而言,纤维的最佳掺量为2%。

掺入聚酯纤维的沥青混合料抗剪性能研究

目前在沥青混合料的设计过程中往往忽视了材料的抗剪性能。可采用单轴贯入试验对沥青混合料的抗剪性能进行评价,结果表明,该方法简单易行,能够有效地评价沥青混合料的抗剪性能。

掺入聚酯纤维的沥青混合料抗剪性能研究

沥青路面产生车辙的一个重要原因是沥青路面在车辆荷载作用下的剪切变形。但是目前在沥青混合料的设计过程中却忽视了材料的抗剪性能。文中采用单轴贯入试验对沥青混合料的抗剪性能进行评价。结果表明,该方法简单易行,能够有效地评价沥青混合料的抗剪性能。

聚酯纤维对超薄罩面沥青混合料性能的影响分析

超薄罩面广泛应用于沥青路面预防性养护工程,能有效延长道路服务寿命。然而,在工程实践中超薄罩面因性能不足而引起的路面病害也时有发生,尤其是开裂与集料脱落。为了提高超薄罩面沥青混合料的路用性能,延缓或避免早期病害,通过混合料相关试验对比分析了聚酯纤维对超薄罩面沥青混合料的路用性能影响。结果表明,聚酯纤维对超薄罩面沥青混合料的路用性能有积极影响,建议空隙型UTO-10混合料采用长度9 mm的聚酯纤维、掺量0.3%,UTOD-5采用6 mm的聚酯纤维、掺量0.2%。

不同玄武岩掺量对沥青混合料抗滑性能影响研究

为深入分析不同玄武岩掺量的沥青混合料抗滑性能衰变规律,以贵州安顺地区的玄武岩和石灰岩为研究对象,进行AC-16型沥青混合料级配设计。利用加速加载试验仪对不同玄武岩掺量的沥青混合料进行室内抗滑试验,分析不同水流量和荷载对沥青路面抗滑性能的影响,试验结果表明掺玄武岩试样的摆值下降程度比纯石灰岩方案的小。此外,采用国际摩阻指数IFI评价沥青路面的抗滑性能衰变规律,5种方案在前3小时内均可以满足抗滑性能要求,且方案一和纯玄武岩方案的抗滑性能明显优于其他三组的抗滑性能,说明合理的玄武岩掺量能提升沥青混合料的抗滑性能。

不同纤维改性透水沥青混合料水稳定性的试验研究

通过将不同掺量的玄武岩纤维与聚酯纤维掺入透水沥青混合料中进行改性,采用室内冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验及浸水飞散试验,系统考察纤维类型及掺量对透水沥青混合料水稳定性的影响规律。结果表明:随着BF、PF纤维掺量的增加,透水沥青混合料的劈裂强度、稳定度、冻融劈裂强度比及浸水残留稳定度大致均呈先增大后减小变化,而浸水分散损失则随之呈先减小后增大变化;适量BF、PF纤维的掺入能起到良好的加筋分散作用,有利于沥青混合料空间结构稳定,改善透水沥青混合料的水稳定性,BF纤维和PF纤维的最宜掺量分别为0.4%和0.2%;BF纤维能够显著提高透水沥青混合料的冻融劈裂强度比,而PF纤维能够显著提高透水沥青混合料的浸水残留稳定度及浸水飞散损失,故BF纤维适用于北方季冻地区,而PF纤维则更适用于南方多雨地区。