聚酯纤维材料在沥青混凝土桥面铺装上的应用

聚酯纤维对SBS 改性沥青混合料的贡献一、 概述本实验目的为了评定美国路用聚酯纤维对SBS 改性沥青的作用，评价在水泥混凝土面层上加铺纤维加强的沥青混凝土以提高铺装强度和耐久性的意义。

1．试验内容(1) 马歇尔试验 (2) 车辙试验 (3) 线收缩系数试验 (4) 残留稳定度试验 (5) 冻融劈裂试验 (6) 劈裂试验(-10℃,15℃) (7) 小梁弯曲荷载—变形曲线试验(-10℃,15℃) (8) 劈裂疲劳试验(15℃)。

2．沥青：壳牌（Shell ）公司生产的Caribit SBS 改性沥青。

集料：句容产玄武岩。

2.1 沥青性能试验结果注:粘度试验采用Brookfield 试验仪进行,转子采用S29,转速2.5转/分钟。

2.2 集料:A. 本试验研究采用的集料为句容产玄武岩,具体物理力学指标列于下表:B. 各种矿料的视比重(g/cm ³):矿料的级配:本试验研究中采用的级配为AC-16I ',具体数值几下表:纤维选用美国产路用聚酯纤维（以下简称纤维），长度:1/4英寸（约6mm）直径:0.008英寸(约0.02mm)熔点:＞495℉(256℃) 燃点:1000℉(540℃)抗拉强度:517MPa±26MPa 断裂延伸率:40%比重:1.36±0.04颜色:自然色(白色) 卷曲性:无该纤维是热拌混合料专用的路用产品，在250℃温度下绝对不会失去强度。

4. 工艺及试样的制备:由于本试验研究采用的沥青为Shell Caribit SBS 改性沥青,因此,矿料混合料在温度为180℃情况下至少2小时,倒入搅拌锅内,并将准确称重的纤维加入搅拌锅内,干拌30s-60s,以保证纤维均匀的分布于矿料之中,再加入沥青湿拌30s-60s,并保证沥青混合料均匀一致,不得有结团现象。

试验依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）进行。

依据研究的内容，成型如下试件：马歇尔试件（双面各击75次）和车辙试件。

沥青路面应用聚酯纤维改性的技术探讨摘要简述国内用聚酯纤维改性沥青路面的生产技术,并介绍掺加聚酯纤维改性沥青的作用及改善纤维在沥青的性能。

通过聚酯纤维的混合料的性能试验、选取、配合比设计及聚酯纤维纺丝技术及纤维表面处理工艺,拌和时间及摊铺、碾压质量、温度控制等方面的有效控制,经过实际施工,使聚酯纤维改性沥青路面得到成功推广和应用。

关键词改性沥青路面;聚酯纤维;配合比设计;性能特点我国绝大多数高速公路采用的路面是沥青路面。

但是随着交通量逐年增加,车载加重,普通的沥青路面就会出现车辙、疲劳开裂、温度收缩裂缝等危害,广州常年多雨的自然条件,造成路基容易松软导致沥青路面产生开裂现象;同时,广州经济的繁荣造成车多为患,进一步加剧了沥青路面病害的发生。

针对这些状况,广州市在道路沥青面施工中。

采用在上层沥青混合料中掺加0.3%的聚酯纤维以改善沥青路面的使用性能。

1掺加聚酯纤维的改性沥青路面1.1聚酯纤维的作用聚酯纤维具有高吸油、耐高温、不溶胀、吸附性强等特点而使沥青混合料各项性能得以提高。

它的掺入提高了沥青路面的高温稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性.特别在延缓基层反射裂缝上有独特功效。

聚酯纤维在沥青混合料中一般具有加筋、分散、吸附沥青、稳定、增粘等作用。

1.2聚酯纤维沥青路面的性能特点1)相比普通沥青混合料,纤维具有表面积大、吸油性好.耐高温且能满足不同拌和要求,对沥青混合料具有较好的分散性,对混合料起到物理改性功效。

纤维的加人有效地改善了沥青混合料的各项性能,使其优于普通沥青混合料路面。

2)纵横交错的纤维增大了结构沥青的比例,减少了自由沥青,使沥青的黏聚性增大,同时纤维的加筋作用使沥青混合料的整体性增强从稳定度试验可以看出,聚酯纤维混合料动稳定度明显高于普通沥青混合料。

3)沥青混合料是一种温度敏感性材料,低温下主要影响抗拉变形能力,从而造成沥青路面开裂,纤维的加入有效地改善了沥青路面的柔韧性,纤维的三维随机分布能极大地吸收扩散应力,提高沥青路面抗裂性。

掺0.3%聚酯纤维沥青混合料路用性能的优点随着交通量的增加，传统的沥青路面结构在行车荷载和气候环境的作用下，过早的出现了车辙、推移、裂缝、和松散等病害，已不适应城市交通运输的发展，因此建议采用掺0.3%聚酯纤维的沥青混合料，能大大提高沥青混凝土的路用性能。

1.沥青马歇尔稳定度试验公路中常用的纤维有：木质纤维、聚酯纤维、有机纤维和矿质纤维，有机纤维和矿质纤维脆性大，环境污染严重，对人体危害大，不宜采用。

试验采用掺加聚酯纤维，并用AC-16 I级配进行沥青混合料的试验。

如下表1。

表1 AC-16 I 聚酯纤维马歇尔试验不掺加纤维AC-16 I 沥青混合料的最佳油石比为4.6%，马歇尔稳定度为9.35kN ；掺0.3%聚酯纤维后最佳油石比为4.8%，马歇尔稳定度为13.29kN 。

由表1试验结果表明：以0.3%掺加量马歇尔稳定度最高，。

而油石比随纤维用量的增加而增大，表明纤维吸收和吸附沥青，并随纤维含量的增加而增大。

2.沥青混合料的高温稳定性沥青路面的高温稳定性是指沥青混合料在荷载作用下抵抗永久变形的能力。

车辙、拥包、搓板、泛油均属于高温稳定性不足的原因。

高温稳定性用沥青混合料的动稳定度DS表示。

下面是不同沥青混合料动稳定度的试验结果，如下表2。

表2 沥青混合料的动稳定度试验表明：沥青混合料中掺加纤维后，由于纤维对沥青的吸收和吸附作用，特别是较轻的油分被纤维吸附后，沥青软化点的提高、粘稠度和粘聚力的增大，导致沥青胶浆劲度增加，极大地提高了混合料的动稳定度，改善了混合料的高温稳定性。

2.沥青混合料的低温抗裂性在冬季气温骤降时，沥青混合料的应力松弛，赶不上温度应力的增大，同时劲度急剧增大，超过混合料的极限强度或极限拉伸应变时，便会产生开裂，即温度裂缝。

裂缝的产生，易使雨水沿裂缝渗入基层，造成路面的早期破坏。

提高沥青混合料的低温抗裂性能，是延长路面寿命的主要措施之一。

沥青混凝土低温性能的试验.如下表3、表4、表5 。

聚酯纤维材料在沥青混凝土桥面铺装上的应用【摘要】通过工程实例和有关试验，表明聚酯纤维材料用于沥青混凝土桥面铺装可以显著提高沥青混凝土铺装的路用性能。

【关键词】性能；稳定性；耐久性目前我国已建和在建的桥梁，大多采用普通沥青混凝土作为复合桥面铺装的上面层，不少沥青混凝土铺装层没有达到设计使用年限，就发生了不同程度的损坏，影响了桥梁的正常使用。

沥青混凝土作为桥面铺装，要求应有比道路沥青混凝土面层更好的高温稳定性、低温抗裂性、疲劳耐久性和抗水性能。

因此，选择一种高性能的沥青混凝土铺装层材料提高铺装层的路用性能是十分有意义的。

参考国内外发展动态与作法，我们在国道改建施工中，采用聚酯纤维材料加强沥青混凝土作为桥面铺装，并经有关试验证明和实际观测对比，表明聚酯纤维加强沥青混凝土可以显著改善铺装层的高温稳定性、疲劳耐久性，并且具有低温抗裂性和防止反射裂缝的性能。

本文拟通过桥长50m的施工和有关试验对用聚酯合成纤维加强沥青混凝土铺装层做一介绍，以供研究参考。

1、试验桥概况试验桥位于于洪南阳湖街的南阳湖大桥，该桥上部为预应力空心板梁桥，下部为钻孔灌注桩墩台，桥面铺装结构为厚4cm沥青混凝土+10cm防水混凝土。

2、聚酯纤维加强沥青混凝土的材料组成与试验聚酯纤维加强沥青混凝土是在普通沥青混凝土中加入0.3%成品聚酯纤维经拌和均匀而成的沥青混合料，其施工工艺与普通沥青混合料没有差异，聚酯纤维材料可直接加入沥青混合料中拌和。

本研究做了加与不加聚酯纤维沥青混合料的马歇尔试验、车撤试验、劈裂试验、弯曲试验及劈裂疲劳等试验。

目的是为了考察加聚酯纤维后沥青混合料的强度特性、变形特性及疲劳特性。

2.1 原材料和级配（1）沥青：沥青为盘锦大力公司生产的sbs i-c改性沥青。

（2）集料：集料采用玄武岩。

注：矿粉采用碳岩矿粉，其主要指标均满足规范的要求（3）矿料级配根据工程的实际情况采用的级配为特定的ac-16c。

（4）聚酯纤维的基本性能指标聚酯纤维沥青混凝土加强筋，是从石油中提炼出来的100%原聚酯材料，在温度为249℃之下不会收缩、变形、软化和失去强度。

“凯泰（CTA）”聚酯纤维及聚丙烯腈纤维在沥青混凝土中的应用◎史晓陵陶晓随着现代城市建设的飞速发展，交通流量迅猛增长，交通堵塞和超载问题日趋严重，这对公路的使用性能提出了更高要求。

为此，北京中纺纤建科技有限公司集多年研究经验，专门开发生产出新一代加强材料——沥青混凝土路面用“凯泰（CTA）”聚酯纤维及聚丙烯腈纤维，这类纤维具有高强度、高模量、高取向性和容易拌和等特性，达到国外同类产品的先进水平。

在沥青混凝土路面中掺加“凯泰（CTA）”聚酯纤维或聚丙烯腈纤维，可使沥青混凝土各方面的性能得到不同程度的增强，特别是提高沥青混凝土路面的高温稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性，对抵抗沥青混凝土路面反射裂缝有独特功效，而且施工工艺简单，经实际应用效果明显，用户普遍反映良好。

“凯泰（CTA）”聚酯纤维及聚丙烯腈纤维的特性“凯泰（CTA）”聚酯纤维及聚丙烯腈纤维在拌和中容易均匀分散，高温稳定性好，与沥青的粘结好，在沥青混合料中的加筋作用好，对沥青混凝土路面的高温性、耐水性、抗疲劳性和低温抗裂性等综合性能均有改善。

“凯泰（CTA）”聚酯纤维及聚丙烯腈纤维各自的优势在于，“凯泰（CTA）”聚酯纤维具有强度高和模量高的特性，在沥青混合料中的加筋作用更明显；“凯泰（CTA）”聚丙烯腈纤维吸附沥青的能力和对沥青稳定的作用好，这种纤维直径更细，单位体积沥青混合料中的数量更多，有效防止路面的变形开裂。

“凯泰（CTA）”聚酯纤维及聚丙烯腈纤维的作用提高沥青混合料分散作用——在混合料中，沥青和矿粉多，在搅拌过程中很容易形成胶团，铺筑路面时形成局部的油斑，严重影响路面整体性和路面的寿命。

掺加“凯泰（CTA）”聚酯纤维或聚丙烯腈纤维可使胶团分散，沥青在混合料中均匀分布，保证了沥青混合料的均一。

提高沥青混合料增强作用——在沥青混合料中掺加“凯泰（CTA）”聚酯纤维或聚丙烯腈纤维形成三维分散状态，犹如在沥青混合料中掺加了许多细小的加强筋，增强了沥青混合料的抗拉、抗剪、抗压和抗冲击强度。

聚酯纤维、SBS沥青在沥青路面裂缝防治中的作用日益增长的经济建设对道路交通提出了越来越高的要求，围绕减少道路病害，提高道路寿命的研究为世界各国所重视。

沥青路面的设计大修期为15年，而目前我国的沥青路面往往8年～10年就需要进行检修。

以路面寿命30年计，资料表明这期间用于道路的维修费用几乎等于新建道路的投资。

可见提高公路寿命，延缓检修期至关重要。

影响公路质量重要的因素之一是路面损伤，其中最突出的表现为路面裂缝。

本文通过沥青砼加强纤维，sbs改性沥青讨论沥青裂缝的防治方法。

一沥青砼加强纤维聚酯纤维沥青混凝土增强合成纤维是专用于沥青混凝土增强的纤维，材料为100%改性聚酯，纤维直径14μm，比表面积206m2/kg，，熔点256℃。

它可以明显的改善沥青混合料的粘结性，疲劳耐久性，具有低温抗裂和防止反射裂缝的性能，能有效的提高沥青混凝土的抗拉、抗压、抗冲击强度。

加入聚酯纤维的沥青混凝土抗拉强度增加15%以上，抗压强度增加15%以上，可改善渗油性，如沥青用量相同，则空隙率增加约40%，有助于提高沥青混凝土的热稳定性，如保持相同的孔隙率，则沥青用量可增加0.3%。

沥青混凝土的稳定度约增加1.1%，劲度增加1.3～1.4倍，沥青混凝土抗拉强度成倍提高，变形量提高1.5倍，故抗裂、抗变形能力极大提高，可以大大减少路面反射裂缝及温差收缩应力，冲击破坏等造成的路面开裂。

总之，聚酯纤维应用在桥梁铺装、公路路面、机场路面、收费站等沥青混凝土的面层铺设中，可提高其使用寿命约10年。

可大大改善路面的黏结性、稳定性、流变性、耐磨性能，有效提高抗拉、抗剪、抗压及抗冲击强度，可以有效提高路面的抗裂能力，大大提高路面的质量，有效延长路面的使用寿命。

纤维经抗老化处理，具有较强的抗老化能力，并具有较强的耐酸碱腐蚀的能力，故而耐久性可靠。

车辙试验结果显示，加入纤维的沥青混凝土与不加纤维相比，动稳定度增加81.2% 。

建议掺量：每天交通量10000辆左右的路面，一吨沥青混合物的纤维产量为2kg。

聚酯纤维沥青混合料在桥面铺装中的应用摘要：通过对比掺加0.2%聚酯纤维的AC-20沥青混合料和AC-20沥青混合料的各项性能，分析了聚酯纤维沥青混合料的优良路用性能；并介绍了施工方法；最后从技术、寿命、经济的角度分析了纤维沥青混合料的应用前景。

关键词：聚酯纤维沥青混合料桥面铺装前言：我国高速公路交通量大、重载车多、桥面铺装层质量的好坏直接影响到行车安全、桥梁的使用寿命和投资效益，且受气侯条件复杂的影响，要求桥面铺装层有更好的高温稳定性、低温抗裂性、疲劳耐久性和抗水害性。

1．工程概况合淮阜高速公路是河南与安徽的重要交通要道。

淮河特大桥位于淮南市与阜阳市交界的淮河流域上，冬季寒冷、夏季严热、四季潮湿，桥长15.576km，铺面铺装设计结构形式为：掺加0.2%聚酯纤维的6cmAC-20沥青混合料下面层+4cm的SMA-13沥青混合料表面层。

2．材料组成2.1采用浙江兰亭高科生产的沥青。

2.2采用石灰岩碎石，规格分别为4.75-9.5mm、9.5-16mm、16-19mm；石灰岩机制砂；石灰岩磨细矿粉。

2.3聚酯纤维技术指标如表13．配合比设计纤维沥青混合料配合比设计与普通沥青混合料的设计方法基本相同，主要有四个阶段：纤维类型选择及纤维掺加量确定、混合料目标配合比设计、生产配合比确定和生产配合比验证阶段。

纤维掺量及不同纤维掺量下的最佳沥青用量的确定是关键，这要结合纤维沥青混合料对马歇尔设计指标的影响来确定。

根据《规范》的要求通过反复试算给出了矿料的合成级配，如图1所示为提高混合料中粗集料的用量、控制粉胶比，从而提高混合料的抗车辙能力、使用寿命，其中4.75mm筛孔的通过率为33.0%，0.075mm筛孔的通过率为5.2%。

4．混合料性能检测用以上材料和合成级配的要求，以4.2%的油石比拌制普通的AC-20沥青混合料和掺加0.2%聚酯纤维的AC-20沥青混合料两组。

并分别进行了沥青混合料马歇尔稳定度、车辙、残留稳定度、冻融劈裂及小梁弯曲试验。