数字图像散斑技术的玄武岩纤维沥青混合料长期抗裂性能分析

针对传统的测试方法难以对纤维沥青混合料长期抗裂性能评价的问题,将两种类型纤维(木质素纤维和玄武岩纤维)干法掺入SMA-13沥青混合料中,制备不同老化程度的纤维增强沥青混合料试件。通过半圆弯拉试验对纤维沥青混合料的抗裂性能进行测试,同时采用数字图像散斑技术分别计算实时裂纹扩展长度和平均裂纹扩展速率参数,评价纤维类型对沥青混合料抗裂性能的影响。通过扫描电子显微镜试验分析纤维在混合料中的强化机制。研究结果表明:不同老化程度下,玄武岩纤维沥青混合料的抗裂性能优于木质素纤维沥青混合料;玄武岩纤维加入混合料中可以显著减缓裂纹扩展速率,延长了试件断裂时间;玄武岩纤维在混合料中形成固定的三维网状结构,有助于混合料的强化。在未老化、短期老化和长期老化阶段,BFSMA-13的V值分别为LFSMA-13的V值的53.53%、48.35%和53.94%。同时,V值与FI指数的相关性较好,两者的线性相关系数R达到了0.9。

基于低温性能的纤维增强沥青混合料最佳沥青用量确定

沥青用量是沥青混合料配合比设计的重要指标,会直接影响纤维增强沥青混合料的路用性能。常规配合比设计大多基于马歇尔试验确定,鉴于此,提出从沥青混合料低温性能出发,采用低温间接拉伸试验并结合数字图像散斑相关技术确定纤维增强沥青混凝土最佳沥青用量。与基质沥青混合料相比,最佳油石比不变时,纤维增强沥青混合料的马歇尔稳定度提高了14%,低温破坏应变提高了80%,而当油石比增大至5.0%时,虽然马歇尔稳定度只提高了5.5%,但低温破坏应变却提高了130%。因此,为了充分发挥纤维沥青混合料的低温抗裂优势,建议在马歇尔方法基础上补充低温设计指标确定纤维增强沥青混合料的油石比,为今后同类型混合料配合比设计提供参考依据。