纤维沥青胶浆的作用机理及路用性能探究

聚酯纤维改性沥青混合料试验及应用研究摘要：沥青作为道路建设的传统材料，由于其易于施工和经济性，一直是道路建设的主要选择。

然而，随着交通量的增加和车辆重量的提升，传统沥青材料面临着高温稳定性不足、低温裂缝和老化等问题。

近年来，改性沥青的研究和应用日益受到关注，尤其是聚酯纤维改性沥青。

聚酯纤维因其独特的物理和化学特性，被认为是提升沥青性能的有效材料。

本文致力于探讨聚酯纤维改性沥青混合料的性能特点及其在道路建设和维护中的实际应用，旨在为提高道路材料的性能和延长道路使用寿命提供新的解决方案。

关键词：聚酯纤维；改性沥青；混合料；试验；应用途径引言：聚酯纤维作为改性剂在改性沥青中的引入，是基于提升沥青混合料性能的需求。

制备聚酯纤维改性沥青时，选择合适的聚酯纤维和基础沥青至关重要。

聚酯纤维应具备高强度、良好的耐热性和抗化学腐蚀性，以确保改性沥青混合料的性能优化。

基础沥青的选择则依赖于其粘度、软化点和渗透度，以保证混合料的稳定性和适应性。

一、聚酯纤维改性沥青的发展历程（一）早期沥青的使用和局限性沥青作在早期道路建设中的使用历史悠久。

起初，沥青因其优异的粘合性和防水特性而被广泛应用于路面铺设。

随着现代交通条件的发展和车辆重量的增加，沥青的若干局限性逐渐显现，对其应用范围和效果构成了显著制约。

高温条件下，沥青会变软，导致路面出现车辙和流动现象，尤其是在炎热地区和高交通负荷的情况下尤为明显，而寒冷环境下，沥青会变得脆硬，容易产生裂缝，影响道路的平整性和安全性，还可能随着温度变化和车辆荷载的作用逐渐扩大，增加道路维护的难度和成本。

此外，若长期暴露在紫外线和氧化环境下，沥青会逐渐硬化和脆化，进而影响其性能和使用寿命，这一问题尤其在高交通密度和强紫外线照射的地区更为突出。

（二）聚酯纤维的初步应用聚酯纤维的发展历程始于20世纪初，标志着高分子化学领域的一项重大突破。

其研发起源于对更高效、更经济的合成纤维材料的需求，旨在替代或补充传统的天然纤维，如棉和羊毛。

0引言沥青混合料是典型的黏弹性材料，在不同的载荷水平和温度下，其动态模量的衰减会导致疲劳损伤。

沥青混合料疲劳就是由这种重复荷载引起的路面开裂现象。

疲劳由3个阶段组成：微裂纹的形成、裂纹的扩展及沥青混合料在裂缝处断裂或承载能力失效。

当交通荷载重复到一定次数时，沥青路面的损伤将超过混合料的损伤承载能力，导致沥青层出现裂缝。

研究沥青混合料的抗裂性，对延长沥青路面的使用寿命具有重要意义。

提高沥青混合料性能的常用方法之一就是添加纤维。

许多研究人员研究了在沥青混合料中添加纤维对其力学性能的影响［1-2］，例如天然纤维和合成纤维。

添加具有高抗拉强度的纤维，可以显著提高沥青混合料的疲劳性能和耐永久变形性，例如黄琪等［3］研究了不同纤维沥青混合料在高温下的动态模量，发现纤维的掺入可有效提升沥青混合料的动态模量和高温性能。

张抒幻等［4］研究钢渣粉/聚酯纤维沥青混合料，发现聚酯纤维形成的纤维网状结构有利于提升钢渣粉/聚酯纤维沥青混合料的水稳定性能。

上述研究表明，纤维的掺入能提高沥青混合料的性能，并能改善沥青混合料的韧性和强度模量。

竹纤维资源分布于热带和亚热带地区，目前广泛应用于纺织品和复合材料中［5］。

竹纤维属于植物纤维范畴，与木素纤维相似，但是木质素纤维基本没有力学强度。

目前，对于竹纤维在沥青路面工程中的应用研究较少。

SHENG 等［6］发现，竹纤维可用于沥青混合料中，并表现出与聚酯纤维和木质素纤维相当或更好的力学性能。

然而，为了更准确地评估竹纤维沥青混合料的性能，必须研究它们在不同载荷和温度条件下的力学性能。

因此，本研究的主要目的是通过动态模量测试研究竹纤维沥青结合料和混合料在不同载荷条件和温度条件下的力学性能。

研究结果可为竹纤维在沥青路面中的应用提供技术支持。

1原材料和试验方法1.1原材料本文采用90#沥青作为基质沥青，相关技术指标测试结果见表1。

选用的竹纤维为通过人工剪切和机械剪切后加工所得，每条纤维的平均长度和直径分别为6mm 和20μm 。

纤维沥青混合料增强机理及路用性能研究李树军【摘要】纤维直径小,比表面积大,在沥青混合料中能够起到吸附、稳定和“加筋”等作用.选用AC-13,SMA-13和OGFC-13 3种混合料进行室内试验研究,结果表明,添加0.3％的纤维后,混合料的动稳定度提升均超过20％,浸水马歇尔残留稳定度与冻融劈裂强度比均超过90％;路用性能优劣次序为SMA-13＞ AC-13＞OGFC-13,且纤维对密级配混合料性能的改善效果更好.【期刊名称】《交通科技》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】4页(P106-109)【关键词】道路工程;沥青混合料;纤维;路用性能【作者】李树军【作者单位】太原市城市规划设计研究院山西030002【正文语种】中文我国超过95%的高速公路属于沥青路面，而沥青路面受温度、雨水、车辆荷载等外界条件影响较大，再加上在路面结构设计、施工及交通控制方面不够严格，加剧了沥青路面车辙、开裂及水毁等病害，严重影响行车舒适性[1]。

为满足实际需求，提高沥青混凝土的低温抗裂、高温抗车辙及水稳定性能，国内外进行了大量研究，其中添加纤维等复合材料是较为有效的技术[2]。

目前常用的纤维主要包括聚醋纤维、聚酞胺纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纶纤维和粘胶纤维等[3]。

国内外对纤维沥青混合料进行了大量研究，但大多仅局限于一种混合料的研究，并没有从多种混合料进行对比分析，本文介绍纤维在沥青混合料中的作用机理，并选用木质素纤维及AC-13，SMA-13，OGFC-13进行室内试验，研究纤维混合料的高温、低温及水稳性能，为以后的工程实践提供参考依据。

纤维添加到沥青混合料中能够起到吸附、稳定和“加筋”等作用，从改善混合料的路用性能[4-5]。

(1) 吸附作用。

由于纤维具有极小的直径和较大的比表面积，因此将纤维添加到沥青中，二者相互融合能够形成巨大的浸润界面，并吸附大量沥青在表面形成一定厚度的界面层。

纤维的物理化学性质与沥青的化学组成是影响纤维沥青混合料力学性能的关键因素。

不同路用纤维对沥青胶浆影响机理研究
李玲丽
【期刊名称】《《交通世界（建养机械）》》
【年(卷),期】2010(000)005
【摘要】纤维沥青胶浆由沥青、纤维及矿粉组成。

现代胶浆理论认为沥青混合料是一种多级空间网状结构的分散系，其中以填料为分散相、高稠度的沥青为分散介质所组成的微分散系最为重要。

研究结论表明：纤维胶浆的特性决定纤维沥青混合料的高温稳定性和低温变形能力，目前的研究多集中于纤维胶浆对纤维混凝土路用性能的影响上，而对不同路用纤维如何影响胶浆性能的缺乏系统的研究。

【总页数】2页(P263-264)
【作者】李玲丽
【作者单位】河北省青银高速公路管理处
【正文语种】中文
【相关文献】
1.路用纤维沥青胶浆粘度及增粘效应研究 [J], 杨树
2.不同路用纤维对沥青胶浆影响机理研究 [J], 李玲丽
3.煤矸石粉沥青胶浆路用性能及微观机理研究 [J], 冯新军;赵梦龙;陈旺;解明卫
4.水泥改性沥青胶浆路用性能及微观机理试验研究 [J], 雷小磊;崔玉龙
5.纤维沥青胶浆流变特性对混合料路用性能的影响 [J], 许真文
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纤维沥青混凝土的性能与工程应用摘要：本文首先简要介绍了纤维在沥青混凝土中的性能，随后介绍了纤维沥青混凝土的工程应用，仅供参考。

关键词：纤维；沥青混凝土；性能；工程应用。

Abstract: This paper briefly describes the performance of the fiber in asphalt concrete, followed by fiber asphalt concrete engineering applications, for reference only.Key words: fiber; asphalt concrete; performance; engineering applications TU377.9+31、前言改革开放以来，随着经济的不断发展，我国的基础设施迎来了建设的高潮，道路桥梁工程作为基础设施的重要组成部分，也得到了很大的发展。

然而由于种种原因，道路路面的破坏却十分普遍，不仅造成了巨大的浪费，也严重影响到了人们的安全出行，应引起足够的重视。

人们在实践的过程中遇到了问题，也在不断总结经验处理问题，特别是近年来各种新技术新材料不断出现，给工程技术人员解决此类问题提供了更多的选择，特别是纤维和沥青混凝土的结合，极大的提高了道路路面的质量，提高了道路路面的寿命，方便了人们的安全出行。

本文首现对纤维在沥青混凝土中的性能进行简要的分析，随后介绍了其工程施工应用，仅供参考。

2、纤维沥青混凝土的性能根据作者多年的实践经验，并参考了其它资料，总结出了纤维沥青混凝土主要有如下几个方面的性能：第一，防止沥青混凝土开裂,有效抵抗反射裂缝。

当混合料在外力作用下产生裂缝时, 均匀分散的纤维在裂尖处起到了桥接作用, 从而有效阻止了裂纹的产生和发展。

同时在外力作用下颗粒性材料间会产生位错与滑移, 大的滑移受阻后, 使纤维可将单轴应力转移到其它基体上, 从而使应力分布扩散更均匀。

纤维沥青胶浆的影响因素研究摘要：通过三种纤维与沥青的作用机理进行了分析，研究了不同纤维种类和聚酯纤维掺量对沥青胶浆粘度性能的影响。

结果表明，聚酯纤维具有较好的增粘性能，其次为木质素纤维。

当聚酯纤维的掺量低于0.5%时，其对沥青胶浆增粘效果不明显，低温时的沥青胶浆粘度大于高温时粘度。

关键词：沥青路面；沥青胶浆；纤维中图分类号：u414.3 文献标识号：a 文章编号：2306-1499（2013）02-沥青胶浆在沥青混合料的三级体系中占比例较小，然而其在该多级空间网状结构的分散系中最为重要，是影响沥青混凝土粘弹性的根本因素。

同时，沥青胶浆或混合料的流变特性对沥青混凝土的抗永久变形能力具有决定性的影响。

研究表明沥青胶浆对于沥青路面的高温车辙的贡献率为29%，对疲劳的贡献率为52%，对温度裂缝的贡献率为87%。

因此开展对沥青胶浆的研究是非常必要的，在本文中，主要研究了不同种类和掺量的纤维对沥青胶浆粘度指标的影响。

1.纤维与沥青的作用机理研究目前实际工程中应用的纤维种类繁多、规格不一，因此本文主要针对目前较为常用的所采用的木质素纤维、聚醋纤维和矿物纤维的基本技术性能进行了研究。

聚酷纤纤维加入到沥青混凝土中，纤维与周围基体（沥青以及沥青胶浆）、纤维与纤维之间存在着复杂的相互作用，纤维不但对沥青具有改性的效果，同时还会显著的影响沥青混合料的韧性和破坏过程，即具有改性、加筋和桥联作用。

矿物纤维是以特性的玄武岩为原料，经过特定的预处理后，在1600℃高温下熔融提炼抽丝制成，与其它沥青路用纤维相比，玄武岩矿物纤维具有非常优越的力学性能和高温稳定性。

木质素纤维在通常条件下是化学上非常稳定的物质，不为一般的溶剂、酸、碱腐蚀。

它不同于水溶性的甲基纤维素或其它纤维素衍生物，是一种广泛应用于水泥、石膏、石灰、墙衬等化学建材的粉状增强纤维添加剂，具有改善施工的和易性和优化材料的特性。

2.纤维沥青胶浆影响因素研究2.1纤维沥青胶浆制备方法根据纤维的掺量分别确定基质沥青和各种纤维的质量，当沥青加热到160℃时，逐步加入称好的纤维进行搅拌，待纤维全部加入后，继续保持匀速搅拌2个小时，直至纤维在沥青胶浆中分散均匀，而后进行相关的沥青胶浆粘度试验。

纤维沥青混凝土在路面工程中的应用研究摘要：随着中国经济的大跨步发展，整个交通行业也面临着巨大的挑战，主要是路面的病害问题比较严重，因此掺加纤维等来改善沥青混合料的路用性能。

文章探讨了纤维沥青混凝土在路面工程中的应用，旨在为纤维沥青混凝土相关的研究提供有益的借鉴。

关键词：沥青混凝土；路面工程；公路建设；纤维中图分类号：u416 文献标识码：a 文章编号：1009-2374（2013）02-0055-031 概述到2011年底，我国高速公路总里程达8.5万公里。

新增公路通车里程达到7.14万公里，其中高速公路1.10万公里，新改建农村公路19万公里。

沥青混凝土路面由于具有非常多的优点，在高等级路面中都得到了应用，比例达到了95%以上。

当前，中国的公路交通也面临着一些实际的问题，需要接受一定的挑战。

在实际的路面建设过程中，沥青混凝土的应用还有很多问题需要解决，例如许多技术和质量问题，主要是路面破损严重、路面使用寿命短等，由于受到车辆多、车速快、车辆重载等因素的影响，这些情况更容易产生。

如何解决上述问题，改善沥青路面的路况和质量、增加沥青路面的使用期限、提高投资的效益是亟待解决的重要问题。

2 纤维沥青混凝土国内外研究现状中国在研究纤维沥青混合料起步相对比国外发达国家要晚，到了20世纪90年代才有人关注此类研究。

陈华鑫主要进行了沥青混合料的室内试验研究，这里使用的沥青混合料是由6种纤维和3种矿料级配组成的。

他的论文全面分析了纤维对沥青混合料路用性能的影响。

在此基础之上，他又结合复合材料理论和界面化学的相关知识，较系统地讨论了纤维对沥青混合料路用性能的改善作用机理。

对纤维沥青混合料进行马歇尔试验研究，得出了纤维沥青混合料马歇尔试验指标的变化规律。

侯金成的研究结果表明，沥青混凝土面层的静、动态蠕变变形对路表面最大弯沉有很大影响，纤维加入到沥青路面后，能够明显改善路面抵抗变形的能力。

结果表明，不同种类的纤维在沥青混合料中对应着不同的最佳掺量。

浅议沥青砼路面中聚合物纤维的运用摘要：我国的交通事业高速发展截止到2011年底，我国的公路总通车里程已经超过了398.4万公里。

同时，高速公路通车总里程达8.5万公里，位居世界第二。

公路交通的急速发展，对公路路面以及路面施工工艺提出新的要求。

在沥青砼加入聚合物纤维正是这一要求的具体体现。

它可以有效改善路面的耐久性，保证路面在高温环境中的稳定性，提高路面在低温环境中的抗裂性。

本文着重介绍了德拉尼特纤维在沥青砼路面中的应用。

关键词：沥青砼路面；聚合物纤维；德拉尼特纤维Abstract: our communications high speed development by the end of 2011, China’s total highway mileage has more than 3.984 million kilometres. At the same time, high speed road traffic a total length of 85000 km, ranks second in the world. The rapid development of highway transportation, on the highway pavement and pavement construction process puts forward new requirements. In the asphalt concrete to join polymer fiber is the embodiment of the requirements. It can effectively improve the durability of the pavement, guarantee the stability of road in the environment of high temperature, low temperature environment in improve the the resistance. This article mainly introduces the DeLaNi special fiber in the asphalt concrete pavements of application.Keywords: asphalt concrete pavements; Polymer fiber; DeLaNi special fiber进入新世纪以来，我国的交通事业进一步发展。

纤维改性稀浆封层技术的实验应用纤维封层是将沥青一纤维一沥青一次喷洒在路面上,再加铺高强度抗磨耗碎石层而形成的一种路面维修施工方法,在国外已有多年应用,目前国内已经引进应用,通过我省的施工实践表明,纤维封层具有良好的应用吸收分散能力,并且有超强防水性能,能有效防止反射裂缝,大大延长路面使用寿命。

稀浆封层技术是以乳化沥青为结和料,同级配良好矿料、填料、水和填加剂等按一定比例拌和而形成的稀浆混合料,并及时均匀地摊铺在路面上,成型后形成的沥青混合料薄层,具有良好的抗滑和防水性能,同时施工快捷方便,能有效延长路面使用寿命。

而纤维改性稀浆封层,是将以上两种技术结合到一起的一次实验创新。

2 纤维改性稀浆封层技术简介2.1 纤维改性稀浆封层概念纤维改性稀浆封层技术(工艺)就是用专用的设备,在我们以前的普通改性稀浆封层中加入纤维,相当于在稀浆混合料中“加筋”,使铺筑的稀浆封层使用性能大大提高。

2.2 施工机械纤维改性稀浆封层施工应用的是普通稀浆封层摊铺设备基础上添加专用纤维机械设备,其核心是将纤维以精确的长度、用量,均匀加到稀浆混合料中,并能在混合料中分散均匀。

2.3 纤维改性稀浆封层作用机理纤维改性稀浆封层中的纤维可以吸附部分沥青,从而增大沥青用量,提高沥青饱和度,并且使粘结在矿料结构上沥青膜变厚,降低了水对沥青胶浆的侵蚀作用。

同时抗拉强度极高的纤维可大幅提高封层的抗拉能力,有效的吸收分散荷载应力,阻止旧路裂缝反射,延长封层的使用寿命。

3 纤维改性稀浆封层技术创新借鉴纤维封层的技术理念,参照热沥青加纤维的成功技术经验,应用到冷拌料加纤维路面设计和施工中,是国内冷拌料的又一次技术飞跃。

首次突破了热沥青中人工加纤维的方法,采用精准的机械控制系统。

首次突破了冷拌料试验技术规范限制,应用热沥青混合料的有关技术规范解决相关技术课题。

纤维改性稀浆封层试验路的铺筑,為路面养护又增加一项更先进、科学的技术手段,为稀浆封层又扩大了应用范围及空间。

试论玻璃纤维改善沥青混合料路用性能的研究摘要：随着道路交通量的不断增加，早期建设的沥青路面在行车荷载的作用下，路面会出现裂缝、车辙等病害，一些路面结构已经无法满足交通运输的基本要求，在沥青混合料中加入玻璃纤维材料，可以借助纤维自身力学特性改善混合料的整体力学性能，本文重点分析玻璃纤维对沥青混合料路用性能的改善作用。

关键词：玻璃纤维；沥青混合料；路用性能传统的沥青路面在长期使用过程中会出现拥包、车辙、裂缝以及水损害的问题，为满足交通运输的需求，可以在沥青混合料中加入一定量玻璃纤维，制作新的沥青混合料，新的混合料的各项性能都可以得到有效的改善，在高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性等方面都具有较强的促进作用。

一、玻璃纤维玻璃纤维属于无机非金属材料，具有良好的力学性能和稳定的化学性能，主要优点包括耐热性强、抗腐蚀性强。

根据化学成分可以将玻璃纤维分成无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、高碱玻璃纤维以及高强玻璃纤维四种。

玻璃纤维的制作是以玻璃球以及废旧的玻璃作为原材料，在高温熔制、拉丝、表面涂覆等工艺制作过程形成的，其中玻璃纤维的单丝直径为几微米到二十几微米之间，目前玻璃纤维可以作为复合材料的增强材料，被广泛应用在电子、交通以及建筑等领域。

二、玻璃纤维分散性分析将玻璃纤维加入到沥青混合料中，可以起到加筋、阻裂、增韧等作用，为实现增强沥青混合料性能的目的，需要将玻璃纤维均匀分到沥青混合料中，如果分散性较小，将无法有效发挥纤维的作用，还会影响沥青材料原本的性能，而玻璃纤维本身还具有已结团等特点，使其在沥青混合料中的应用也具有一定的限制，为此，需要重点提升玻璃纤维混合料的分散性[1]。

（一）玻璃纤维外掺方法在沥青混合料中加入玻璃纤维进行搅拌，玻璃纤维受热之后会出现结团的问题，拌和时不易分散，需要做好工艺内容的选择。

首先，预裹法可以将沥青复合改性剂与玻璃纤维通过LFT工艺后短切造粒，进而形成沥青直投料，在拌和的过程中，可以将短切好的粒料加入到混合料中，在拌和的过程中，复合改性剂与沥青材料具有较强的相容性，对沥青的性能影响会减小；其次，预拌法是指将玻璃纤维和沥青进行搅拌，生成新的沥青玻纤复合物，并将复合物重新加入到沥青混合料进行搅拌，复合物的制作需要额外的工序，需要在工厂中进行生产[2]。