玄武岩纤维在AC-13沥青路面中的应用
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0引言近年来,随着我国交通运输业的大规模发展,交通流量和重载车辆逐年增多,导致许多公路长期处于超荷载条件下[1]。
随着运营年限增加,路面开始出现一系列早期病害,不仅严重影响了车辆通行质量,更加大了道路管理部门的养护压力和投资。
因此,如何提升沥青混合料路用性能,延长沥青路面的使用寿命成为当下学者亟需研究的重要课题[2]。
目前,国内外学者通过采用在沥青混合料中掺入少量纤维的方法提升其路用性能,并取得了一定的研究成果[3-4]。
如倪秋萍等认为适当的玄武岩纤维掺量可充分发挥纤维在混合料中的作用。
张铁志等[5]认为混掺纤维沥青混合料的路用性能明显提升,以及玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维按纤维沥青混合料总重的0.3%加入,掺量体积比为2∶3时性价比最高。
穆岩等[6]提出了S MA-13沥青混合料中掺玄武岩矿物纤维的配合比设计和施工方法,为玄武岩纤维沥青路面的推广应用提供经验数据及参考。
吴金荣等[7]认为玄武岩纤维和聚酯纤维沥青混合料的水稳定性较好,木质素纤维效果较差;考虑到经济性和综合性能,聚酯纤维是一种更好的选择。
根据以往研究经验,玄武岩纤维作为一种较优的添加剂,已经在沥青路面工程中得到了广泛应用,许多学者针对其路用性能进行了大量研究,但针对纤维掺量问题且结合实际工程分析的研究还相对较少。
基于此,本文针对玄武岩掺量问题进行了路用性能室内试验对比分析,并结合实际工程进一步验证了玄武岩沥青混凝土在沥青路面修复工程中的可行性及优良效果。
1原材料a )沥青采用S B S 改性沥青,根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(J TG /E 20—2011)要求测得其相关技术指标如表1所示。
表1SBS 改性沥青技术指标b )集料及矿粉粗集料采用骨料粒径为5~15mm 的玄武岩碎石料,其相关性能指标如表2所示。
细集料采用石灰岩机制砂,其表观密度为2.81g/c m 3,砂当量为91%。
矿粉采用洁净、干燥,且无团粒结块的石灰岩矿粉,其表观相对密度为2.73g/c m 3。
合成材料老化与应用2023年第52卷第6期95玄武岩纤维对沥青混合料的路用性能影响分析洪 渊1,陈国伟1,唐建亚2,王金生1,张韩帅21浙江省交通投资集团有限公司Ὃ浙江杭州3100202江苏中路工程技术研究院有限公司Ὃ江苏南京211800Ὀ摘要:沥青混合料路用性能差异会直接影响路面工程使用寿命、行车舒适度等方面,掺入不同种类纤维能够对沥青混合料路用性能产生不同改良效果。
为探究掺入玄武岩纤维后的沥青混合料路用性能变化,通过室内试验与配合比设计,分析掺入不同掺量玄武岩纤维后SMA-13沥青玛蹄脂混合料的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂能力。
试验结果显示:最佳纤维掺量条件下,玄武岩纤维沥青混合料的高温稳定性显著优于掺入木质素纤维的沥青混合料;沥青混合料的低温抗裂能力以及抗水损破坏性能在玄武岩纤维掺入后均得到了有效增强;玄武岩纤维掺入的最佳长度为6mm 、最佳掺量为0.3%。
关键词:玄武岩纤维;沥青路面;路用性能;沥青玛蹄脂中图分类号:U 414Analysis of the Infl uence of Basalt Fiber on the Road Performance of Asphalt MixtureHONG Yuan 1, CHEN Guo-wei 1, TANG Jian-ya 2, WANG Jin-sheng 1, ZHANG Han-shuai 2(1 Zhejiang Communications Investment Group Co., Ltd., Hangzhou 310020, Zhejiang, China;2 Jiangsu Zhonglu Engineering Technology Research Institute Co., Ltd., Nanjing 211800, Jiangsu, China)Abstract: The diff erence in road performance of asphalt mixture directly aff ects the service life and driving comfort of pavement engineering. Adding diff erent types of fi bers can have diff erent improvement eff ects on the road performance of asphalt mixture. To explore the changes in road performance of asphalt mixture after adding basalt fi bers, indoor experiments and mix design were conducted to analyze the high-temperature stability, water stability, and low-temperature crack resistance of SMA-13 asphalt mastic mixture after adding diff erent amounts of basalt fi ber. The experimental results show that under the optimal fi ber content, the high-temperature stability of basalt fi ber asphalt mixture is signifi cantly better than that of asphalt mixture mixed with lignin fi ber; The low-temperature crack resistance and water damage resistance of asphalt mixtures have been eff ectively enhanced after the addition of basalt fi ber; The optimal length and dosage of basalt fi ber addition are 6 mm and 0.3%, respectively.Key words: basalt fi ber; asphalt pavement; road performance; asphalt mastic作者简介:洪渊,硕士,高级工程师,主要从事高速公路投资建设管理方面的研究工作。
目次1范围 (1)2规范性引用文件 (1)3术语和定义 (1)4 材料 (2)5 配合比设计 (4)6 施工 (7)7 施工质量管理与检查验收 (8)玄武岩纤维沥青混凝土路面施工技术规范1 范围本文件规定了玄武岩纤维沥青混凝土路面施工的术语和定义、材料、配合比设计、施工、施工质量管理与检查验收。
本文件适用于各等级公路新建、改扩建及养护工程的玄武岩纤维沥青混凝土路面施工。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 1549 纤维玻璃化学分析方法GB/T 7690.3 增强材料纱线试验方法第3部分:玻璃纤维断裂强力和断裂伸长的测定GB/T 7690.5 增强材料纱线试验方法第5部分:玻璃纤维纤维直径的测定GB/T 9914.1 增强制品试验方法第1部分:含水率的测定JT/T 776.1 公路工程玄武岩纤维及其制品第1部分:玄武岩短切纤维JTG E20 公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTG E42 公路工程集料试验规程JTG F40—2004 公路沥青路面施工技术规范JTG F80/1 公路工程质量检验评定标准第一册土建工程3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1玄武岩纤维将天然玄武岩单一矿石高温熔融,通过铂铑合金漏板高速拉丝和表面处理,制备而成的连续纤维。
3.2短切玄武岩纤维将连续玄武岩纤维按一定长度剪切而成的纤维。
3.3玄武岩纤维沥青混合料由适当级配的矿料、外掺剂、玄武岩纤维与沥青结合料按一定比例拌和而成的混合料。
3.4玄武岩纤维密级配沥青混合料按密实级配原理设计组成的各种粒径矿料、玄武岩纤维与沥青结合料拌和而成,设计空隙率为3.0%~6.0%的一种沥青混合料,简称BFAC。
3.5玄武岩纤维沥青玛蹄脂混合料由沥青结合料、细集料、填料与玄武岩纤维组成的沥青玛蹄脂,填充于间断级配粗集料骨架间隙,形成的一种沥青混合料,简称BFSMA。
技术应用
图1 纤维成团现象照片
与混合料完全均匀的拌合,在将延长时间提高至10秒后成团现象基本消失,但还需现场施工人员仔细观察将偶尔出现的成团纤维及时挑出并补料。
五、结语
1.拉动经济发展
玄武岩纤维沥青混凝土路面全寿命病害少,路面服务水平高,可有效吸引交通流量,增加公路经济效益,使公路固有资产升值。
尽管玄武岩纤维沥青混凝土初期投资相对增大,完全可以通过减少用户费用、降低养护成本、提高公路经营效益等方法得以回报,具有良好的社会效益,值得大面积推广。
此外,玄武岩原料遍布全国,纤维产量高,掺量小,为玄武岩纤维的广泛运用提供了材料基础,在全国范围内推广使用玄武岩纤维沥青混凝土修筑路面,可带动玄武岩纤维生产,拉动经济的增长。
2.环境保护
玄武岩纤维自身对环境无任何污染,加入玄武岩纤维后,沥青路面舒适度提高,从而降低汽车燃油消耗量,降低车辆的损伤速度。
3.施工工艺
从施工设备准备来看,玄武岩纤维沥青混凝土路面施。
玄武岩纤维在沥青路面车辙处理中的研究与应用发布时间:2022-12-06T07:01:59.005Z 来源:《工程建设标准化》2022年第15期8月作者:石鹏元[导读] 为了评价玄武岩纤维沥青混合料的路用性能,石鹏元山西二建集团有限公司摘要:为了评价玄武岩纤维沥青混合料的路用性能, 对玄武岩纤维的掺入改善混合料路用性能展开了研究.通过室内相关试验, 在SMA-13沥青玛蹄脂混合料中掺入玄武岩纤维, 主要对沥青混合料配合比设计、高温稳定性、低温抗开裂能力以及水稳定性等路用性能展开研究.结果表明, 在最佳纤维掺量时, 玄武岩纤维混合料的高温稳定性明显优于木质素纤维混合料;玄武岩纤维的加入对混合料低温抗开裂能力有显著增强作用, 可以延缓沥青路面破坏变形的发生速率, 改善水-温冻融循环对混合料损伤程度, 提高沥青路面抗水毁破坏的能力;最终确定, 玄武岩纤维最佳用量为0.3%, 纤维最佳长度6 mm.关键词: 玄武岩纤维配合比设计沥青混合料路用性能引言:随着我国交通事业的快速发展, 交通量日益增多, 尤其是重轴载交通呈现逐年增长的趋势.在重轴载车辆的作用下, 沥青路面往往会出现车辙、裂缝、松散等早期病害, 这些病害的出现会加速路面进一步破坏, 降低沥青路面行车舒适性和安全性, 同时也会增加后期养护的成本.因此, 如何提高沥青路面的路用性能, 延长路面的使用寿命是当代国内外公路研究者面临的关键难题.借鉴钢纤维在水泥混凝土中成功应用的经验, 玄武岩纤维素作为一种经济环保的新型材料已逐步应用在我国基础建设当中,玄武岩纤维是玄武岩通过一定的工艺加工而成, 与沥青有着较强的相容性, 对混合料具有很好的加筋吸附作用,能够改善沥青路面的高温稳定性及低温抗开裂能力.彭波教授研究了木质素纤维以及玄武岩纤维对沥青路面高温稳定性的影响, 分析了纤维对沥青混合料高温稳定性的改善机理;范文孝等通过室内试验评价玄武岩纤维沥青混合料的路用性能, 确定AC-16C型密级配沥青混合料最佳油石比为4.63%, 最佳纤维掺量为0.3%;韦佑坡等通过研究确定纤维最佳掺量为0.4%.本文采用玄武岩纤维这种外加材料, 通过动稳定度试验、小梁弯曲试验以及水稳定性试验, 评价纤维的掺入对SMA-13型沥青混合料路用性能的影响, 研究结果对玄武岩纤维在沥青混合料中的应用提供参考价值.1 沥青混合料级配设计本研究粗、细集料均为玄武岩, 矿粉为磨细的石灰岩粉.沥青为SBS I-C改性沥青, 其相关参数试验结果,玄武岩纤维选用GBF 17μm~12 mm短切纱, 和其他纤维相比, 玄武岩纤维不仅力学性能好, 而且具有较强的抗高温能力.常见的纤维材料物理性能高。
玄武岩纤维SMA-13高弹模沥青路面施工工法玄武岩纤维SMA-13高弹模沥青路面施工工法一、前言玄武岩纤维SMA-13高弹模沥青路面施工工法是一种新型路面施工工法,通过在沥青混凝土中添加玄武岩纤维,提高了路面的强度和耐久性。
本文将介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点玄武岩纤维SMA-13高弹模沥青路面施工工法的特点如下:1. 高强度:通过添加玄武岩纤维,提高了沥青混凝土的强度和耐久性,延长了路面的使用寿命。
2. 耐水性好:玄武岩纤维具有良好的抗水性能,可以有效防止路面水分渗入,减少路面龟裂和坑洞。
3. 降噪效果好:由于玄武岩纤维的声学性能优良,该工法能够有效降低车辆行驶时的噪音污染。
4. 施工周期短:相比传统施工工法,玄武岩纤维SMA-13高弹模沥青路面施工工法施工周期短,可以大幅度缩短施工工期。
三、适应范围玄武岩纤维SMA-13高弹模沥青路面施工工法适用于以下路面类型:1. 高速公路和城市道路:适用于高速公路、城市道路等高交通量、高载荷的道路。
2. 机场跑道:适用于机场跑道等对路面平整度和耐久性要求较高的场所。
3. 港口码头:适用于港口码头等需要承受重型机械和车辆运输的区域。
4. 高寒地区:适用于在低温、冰雪等恶劣环境下使用,具有较好的抗冻融性能。
四、工艺原理玄武岩纤维SMA-13高弹模沥青路面施工工法采用了一系列的技术措施,以实现路面强度和耐久性的提升。
1. 玄武岩纤维:玄武岩纤维具有良好的抗水性能和高强度,通过在沥青混凝土中添加一定比例的玄武岩纤维,可以增加路面的抗裂能力和承载能力。
2. SMA-13高弹性沥青:SMA-13高弹性沥青是一种具有优异弹性和粘附性的沥青,可以提高路面的柔性和抗龟裂性能。
3. 施工温度控制:在施工过程中,需要控制沥青的温度,以确保沥青的流动性和粘附性能。
五、施工工艺玄武岩纤维SMA-13高弹模沥青路面施工工法包含以下施工阶段:1. 基层处理:清理基层,修补破损部分,进行铺垫和压实。