玄武岩纤维在沥青混凝土路面中的应用之研究
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引言随着近年来建筑行业的迅速发展,对特殊性能混凝土的要求及需求不断提高,掺加纤维作为一种技术手段,逐步应用于桥梁、水利、市政等行业的工程建设中[1]。
玄武岩纤维是一种绿色、环保、无污染的高性能无机非金属材料,具有较高的拉伸强度、剪切模量和弹性模量,且具有耐高温、耐超低温、耐酸碱腐蚀等特性[2]。
研究表明[3-4],将玄武岩纤维掺入混凝土中,纤维通过桥接裂缝可显著减少混凝土裂纹的产生,进而提高混凝土基体的抗压强度、抗拉强度和韧性,使混凝土中易出现的脆性问题得到改善。
同时,掺入纤维可有效提高混凝土基体的抗冻性能和抗冲击性能[5],对提高混凝土结构耐久性具有积极意义。
为了更好地发挥玄武岩纤维对混凝土增韧阻裂的效果,寻找更合理的纤维掺量及纤维混凝土的生产工艺,本文对玄武岩纤维混凝土的相关性能开展测试研究,为玄武岩纤维混凝土的应用提供技术参考。
1 材料与方法1.1 试验材料水泥:北京金隅,P·O 42.5普硅酸盐水泥,其28d抗压强度50.4MPa;粉煤灰:宣化热电,I级粉煤灰,其细度9.2%、需水量比89%;砂子:天然河砂,中砂,其细度模数2.9;石子:5~25mm碎石;外加剂:北京同科,早强型聚羧酸减水剂,其减水率28%;玄武岩纤维:山西太原,其单丝直径18.0μm、密度2650kg/m3。
1.2 配合比采用构件生产用C50高性能混凝土,配合比见表1。
1.3 试验方法不同搅拌工艺对混凝土性能影响的试验:测试玄武玄武岩纤维对混凝土性能的影响研究宋玉剑北京港创瑞博混凝土有限公司 北京 102202摘 要:研究了掺加玄武岩纤维混凝土的搅拌工艺、力学性能和耐久性能,采用生产施工配合比,与混凝土生产实际紧密结合,为玄武岩纤维混凝土的生产与应用提供指导。
结果表明:当纤维掺量在0.3%及以下时,纤维要有足够的搅拌时间,使其得到较好分散并混合均匀,再加入水可有效避免纤维出现团聚的情况,从而使混凝土和易性更好;掺入玄武岩纤维后,混凝土的7d抗压强度平均下降4.1%,28d抗压强度平均下降7.12%,但不会影响抗压强度增长趋势,且对降低混凝土早期收缩的作用较为明显,在一定条件下可以达到预期的应用效果。
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。
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。
玄武岩纤维沥青混合料性能研究王洋李雪萍薛冰摘要为预防沥青路面病害的形成,将纤维添加到沥青混合料中已得到广泛应用。
为了研究玄武岩纤维对沥青路面的影响,本文选用动态剪切、拉伸试验对掺有6%纤维沥青胶浆的抗剪能力、延展性及纤维沥青混合料性能进行研究。
研究表明:纤维的掺入能够增强沥青胶浆的抗剪切能力及高温稳定性;当纤维掺入量为0.4%时,混合料路用性能最优。
关键词玄武岩纤维;纤维胶浆;沥青混合料;路用性能1沥青混合料级配设计1.1原材料性能沥青为SBS改性沥青,其主要技术指标检测结果见表1,玄武岩纤维为GBF17μm-12mm短切纱,其主要技术指标检测结果见表1。
1.2配合比设计及马歇尔试验结果本文选用AC-13C混合料进行研究,粗集料为10-15mm、5-10mm、3-5mm石灰岩碎石,细集料为0-3mm石灰岩机制砂,矿粉由石灰岩磨细制成,粗、细集料及矿粉主要技术指标均满足相关规范要求,矿料级配设计结果见表2。
对普通AC-13C混合料及掺有0.4%玄武岩纤维的AC-13C混合料开展马歇尔试验,试验结果见表3。
2玄武岩纤维沥青胶浆性能将加热好的沥青置入高速剪切机,同时添加6%的玄武岩纤维,均匀搅拌30min,配置纤维沥青胶浆。
2.1高温性能本文选用动态剪切仪进行不同温度下沥青胶浆的抗剪切试验。
不同温度下沥青胶浆动态剪切强度检测结果见表4。
由表4得出:温度越高,抗剪切强度试验结果越低,这主要因为沥青胶浆随温度升高黏度降低,抗剪切能力降低引起的;同一温度时,玄武岩纤维的掺入可以增强沥青胶浆的抗剪切性能。
2.2低温性能将加热后的沥青胶浆进行浇模,室温下放置24h,将脱模后的试件放入温度为(20±1)℃的高低温恒温水浴中2h,最后开展沥青胶浆低温性能试验,试验结果见表5。
由表5得出:掺有6%纤维的沥青胶浆抗拉伸强度试验结果明显大于未掺纤维的,而断裂延伸率试验结果刚好相反。
这是因为纤维对沥青起到加筋、增韧的效果,提高沥青的抗拉能力,降低了延展能力。
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。
玄武岩纤维沥青混合料性能研究1. 引言1.1 背景玄武岩纤维沥青混合料是一种新型的道路材料,在道路工程中具有广泛的应用前景。
传统的沥青混合料存在着易老化、裂缝敏感性高等问题,而添加玄武岩纤维可以有效改善混合料的性能,提高其抗裂性能和耐久性。
玄武岩纤维是一种天然原料,资源丰富,成本低廉,对环境友好,因此备受关注。
随着道路交通的日益发展,对道路材料性能的要求也越来越高,因此对玄武岩纤维沥青混合料的研究显得尤为重要。
通过对玄武岩纤维沥青混合料的性能研究,可以为道路施工提供技术支持和指导,提高道路材料的质量和使用寿命。
深入研究玄武岩纤维沥青混合料的性能特性以及制备方法,对于推动道路材料的技术发展具有重要意义。
1.2 研究目的研究目的:玄武岩纤维沥青混合料是一种新型的路面材料,具有较好的性能和环保特点。
目前对于这种混合料的性能研究还比较有限,需要进一步深入探讨。
本研究旨在通过对玄武岩纤维沥青混合料的性能进行分析,探讨其在路面工程中的应用前景。
具体来说,研究目的包括:1. 分析玄武岩纤维沥青混合料的力学性能,包括强度、变形性能等指标,为其实际应用提供参考;2. 探讨玄武岩纤维沥青混合料的耐久性能,包括抗裂性能、耐久性等指标,为其在路面工程中的长期使用提供支持;3. 研究影响玄武岩纤维沥青混合料性能的关键因素,包括纤维类型、掺量、沥青胶粘剂性质等,为其制备方法的优化提供科学依据。
通过以上研究,旨在为玄武岩纤维沥青混合料的进一步研究和应用提供理论支持。
2. 正文2.1 玄武岩纤维沥青混合料性能分析玄武岩纤维沥青混合料是一种新型的路面材料,具有独特的性能和优势。
在进行性能分析时,主要关注以下几个方面:1. 抗压强度:玄武岩纤维沥青混合料在施工后经历车辆和气候的作用,其抗压强度直接影响到路面的使用寿命和稳定性。
通过实验测试,可以得出玄武岩纤维沥青混合料的抗压强度指标,从而评估其承载能力。
2. 弯曲性能:弯曲性能是评价路面材料抗裂性能的重要指标之一。
玄武岩纤维沥青混凝土(BFSMA-13)路面施工工法一、前言玄武岩纤维沥青混凝土(BFSMA-13)是一种新型的路面材料,具有良好的抗裂性能、耐久性和防水性能,适用于中低水平公路、城市道路和停车场等道路工程。
本文将介绍BFSMA-13路面施工工法的特点、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、经济技术分析和工程实例等方面的内容。
二、工法特点1. 抗裂性能好:BFSMA-13采用了特殊的纤维增强技术,可以有效防止裂缝的产生和扩展。
2. 耐久性强:BFSMA-13具有较高的强度和抗变形能力,可以有效承受车辆荷载和气候变化等外力作用。
3. 防水性能好:BFSMA-13中的沥青具有良好的防水性能,可以有效防止水分侵入路面结构,延长路面使用寿命。
4. 施工简便:BFSMA-13路面施工工法采用机械化施工方法,施工速度快,施工质量易于控制。
5. 绿色环保:BFSMA-13采用了可回收利用的废旧轮胎橡胶,降低了对自然资源的消耗。
三、适应范围BFSMA-13适用于中低水平公路、城市道路、停车场和一些涵洞、桥梁等特殊区域的路面工程。
尤其在恶劣气候、高温、湿滑等条件下,BFSMA-13路面具有较好的适应性。
四、工艺原理BFSMA-13路面施工工法的工艺原理是利用特殊的纤维增强技术和沥青材料的黏结特性,达到增加路面的强度和抗裂性能的目的。
具体工艺措施包括:1. 基层处理:对路基进行平整、夯实和提供良好的排水条件。
2. 沥青混凝土面层制备:将纤维和沥青混合,制成BFSMA-13沥青混凝土料。
3. 施工工艺:包括热拌、铺设、压实和养护等步骤。
五、施工工艺1. 热拌:将BFSMA-13料与沥青进行热拌,使二者充分混合。
2. 铺设:将热拌后的BFSMA-13沥青混凝土料铺设在预处理好的路基上。
3. 压实:使用振动压路机进行压实,使BFSMA-13沥青混凝土料与路基紧密连接。
4. 养护:采取合适的养护措施,保证BFSMA-13路面在养护期内获得足够的强度和稳定性。
玄武岩纤维沥青混合料性能研究【摘要】玄武岩纤维沥青混合料是一种新型的路面材料,在道路工程中具有广泛的应用前景。
本文对玄武岩纤维沥青混合料的性能进行了研究,通过详细分析其成分及特点、纤维对混合料性能的影响、性能测试方法和研究结果,揭示了玄武岩纤维沥青混合料在工程中的应用优势。
结论部分对玄武岩纤维沥青混合料的发展前景进行了展望,提出了未来研究方向,并总结了本文的研究成果。
通过本文的研究,有望为玄武岩纤维沥青混合料在道路工程中的推广和应用提供理论支持和技术指导。
【关键词】关键词:玄武岩纤维沥青混合料、性能研究、成分、特点、影响、测试方法、结果、应用、优势、发展前景、未来研究方向、总结、工程。
1. 引言1.1 研究背景在这样的背景下,本文旨在对玄武岩纤维沥青混合料的性能进行深入研究,探讨其在道路建设中的应用前景,为道路建材领域的发展与进步提供参考。
1.2 研究目的研究的目的是通过对玄武岩纤维沥青混合料性能的深入研究,探讨其在道路工程中的应用潜力及优势。
具体包括分析玄武岩纤维沥青混合料的成分及特点,探讨玄武岩纤维对沥青混合料性能的影响,建立相应的性能测试方法,揭示玄武岩纤维沥青混合料的性能特点,并总结其在工程中的实际应用效果。
通过这些研究,旨在为道路建设领域提供新型的材料选择和施工技术,促进道路工程的可持续发展,提高道路工程的质量和耐久性,为交通运输行业的发展做出积极贡献。
也为相关领域的研究提供新的思路和方法,拓展沥青混合料材料的研究领域,促进该领域的学术交流和发展。
1.3 研究意义玄武岩纤维沥青混合料是一种新型的路面材料,具有很好的性能和应用前景。
对玄武岩纤维沥青混合料进行研究具有重要的意义。
玄武岩纤维是一种天然的环保材料,其加入可以有效减少对沥青的使用量,降低工程成本,同时减少自然资源的消耗,具有很好的经济效益和环保效益。
玄武岩纤维的加入可以改善沥青混合料的性能,提高路面的抗裂抗疲劳性能,延长路面的使用寿命,减少维护和修复次数,降低路面养护成本。
玄武岩纤维在沥青混凝土路面中的应用之研究
发表时间:2020-02-24T12:48:03.103Z 来源:《基层建设》2019年第29期作者:陈昱匡许翔宇潘琪张龙
[导读] 摘要:在公路和市政工程领域,沥青混凝土最大的问题就是路面容易裂缝,为了解决这个问题,可以在沥青混凝土面层中添加玄武岩纤维,玄武岩纤维应用在沥青混凝土路面中,可以延长路面的使用寿命,对公路和市政道路建设的可持续发展具有强大的社会意义。
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摘要:在公路和市政工程领域,沥青混凝土最大的问题就是路面容易裂缝,为了解决这个问题,可以在沥青混凝土面层中添加玄武岩纤维,玄武岩纤维应用在沥青混凝土路面中,可以延长路面的使用寿命,对公路和市政道路建设的可持续发展具有强大的社会意义。
本文主要针对玄武岩纤维在沥青混凝土路面中的应用进行分析研究。
关键词:玄武岩纤维;沥青混凝土;路面应用
沥青混凝土路面具有无接缝耐磨,振动小,行车舒适,噪音小,施工简单以及工期短等诸多特点,在公路和市政道路建设中被广泛的应用,尤其是高速公路中,但是沥青路面也具有一定的缺点,就是在早期使用的时候非常容易受到损害,例如车轮挤压路面变形,路面裂缝以及早期的水破坏。
随着研究的不断深入,发现利用改性剂在一定程度上改善沥青性能,但是改性剂对沥青性能的改善能力有限,玄武岩矿物纤维的出现让玄武岩纤维作为沥青混合料之一,让沥青混凝土路面有了持续的发展。
一、纤维沥青路面的发展
纤维沥青路面在西方国家已经有了非常成熟的应用,但是我国是在20世纪90年代才开始逐步使用,起初由于纤维材料不溶于沥青,它可以吸附于沥青,降低沥青的流动性,减少路面裂缝的优点引发了公路建设方面的关注。
因此对纤维材料进行了针对性的研究[1]。
为了提高沥青路面的使用性能与寿命,纤维材料在沥青混合料中的应用越来越广泛,在路面工程中应用较多的有木质素纤维、有机纤维和石棉纤维等,每种纤维都有着自己独特的优点,但是也无可避免地存在一些缺点,例如:木质素纤维,需要耗费大量的木材资源,而且木质素纤维非常容易受潮,对环境要求非常严格,有机纤维耐火性能差,在公路路面使用过程中安全性不好,石棉纤维不仅对环境污染,而且对人体也有害,并不适合绿色环保社会的发展需要。
后来发现玄武岩纤维作为沥青混凝土路面的使用有着优越性能,玄武岩纤维作为近些年才发现的一种新型纤维,在沥青路面的使用过程中以其独特的性能,为沥青混凝土路面可持续发展做出了重大的贡献。
二、玄武岩纤维的特点
玄武岩纤维的本身是一种无机纤维材料,它的原料非常简单,可以采取单一的玄武岩,辉绿岩,角闪岩,珍岩等广泛分布的矿石作为原材料。
在经过1500摄氏度左右的高温融化后,就可以进行批量生产,因此玄武岩纤维具有以下特点。
(一)绿色环保特点
玄武岩纤维具有绿色环保特点,这是由于玄武岩纤维的生产原料,大都是天然的岩石,不会影响生态平衡和破坏环境,也不会对人体的健康造成影响,玄武岩纤维经过简单的高温熔化拉丝后就可以投入使用,不需要任何添加剂,就可以达到很好的稳定性,因此玄武岩纤维在沥青混凝土路面的应用中有很好的绿色环保性。
(二)稳定持久的特点
玄武岩纤维本身性质稳定的特点,让玄武岩纤维用在沥青混合料中,就必须要承受200摄氏度左右的高温,而不会发生变化。
不仅不会发生外形的变化,内部性能也不会发生变化,把玄武岩纤维放在200摄氏度的烤箱中加热五个小时左右,然后再经过冷却观察玄武岩纤维的状态,发现经过高温再经过冰冻后的玄武岩颜色没有发生任何变化,内部的稳定性也没有发生变化,因此,玄武岩纤维具有强大的稳定性[2]。
(三)环境适应性强
玄武岩纤维具有环境适应性强的特点,玄武岩纤维可以是多功能纤维,它对沥青的吸附能力强,耐腐蚀性也强,绝热绝缘,而且隔音,抗拉性与抗剪性能非常的强,弹性模式也很大,化学稳定性好,在恶劣的环境中具有很好的适应性,因此可以不受到外界环境的干扰,使用的温度范围都非常广泛。
三、玄武岩纤维在沥青混凝土路面中的应用
(一)玄武岩纤维增强沥青混凝土路面稳定性
根据玄武岩纤维的特点,在沥青混凝土路面的应用中应用玄武岩纤维是非常必要的,针对沥青路面相关参数设计,可以推断出玄武岩纤维的稳定性特点进行测试,在一段混凝土路面上,添加玄武岩纤维和不添加玄武岩纤维进行劈裂抗压强度和破坏拉伸应变能力的对比实验,车轮的轧痕是沥青路面最危害的破坏形式,例如图表一、图表二所示,加入了玄武岩材料和不添加玄武岩材料的路面,劈裂抗压强度和破坏拉伸应变能力都是不同的,因此添加了玄武岩纤维的路面裂变抗压强度更高,破坏拉伸应变能力更强。
通过对加入玄武岩纤维沥青混凝土路面和未加入玄武岩纤维沥青混凝土路面的车辆经过分析后,会发现加入了玄武岩纤维后,车轮一道深度明显减少,而未加入玄武岩纤维的沥青混凝土路面车轮压过的痕迹加深,因此可以发现玄武岩纤维可以有效的提高沥青混凝土路面的稳定性。
原因是因为玄武岩纤维可以分散沥青和其他混合料之间的接触面积,通过本身的强大的粘黏作用,带来的凝聚力,增大混合材料的稳定性。