玄武巖纖維在長上坡路段瀝青路面中的應(yīng)用李立群【摘要】在高溫及重荷載的共同作用下，車轍已成為公路瀝青混凝土面層的主要病害之一，也是難以有效解決的一大難題.車轍基本發(fā)生在主車道縱向輪跡上，尤其是長大上坡、道路平交道口及收費站進出口處等速度較慢部位.而玄武巖纖維是一種純天然、抗車轍能力和抗老化性強的新型環(huán)保材料，本文結(jié)合了瀝青混合料及玄武巖礦物纖維的特點進行了玄武巖纖維瀝青混合料性能評價，并與不摻加玄武巖礦物纖維的瀝青混合料進行對比分析，以便對玄武巖礦物纖維在瀝青路面中的應(yīng)用提供參考.【期刊名稱】《浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報》【年(卷)，期】2011(012)003【總頁數(shù)】3頁(P16-18)【關(guān)鍵詞】瀝青路面;玄武巖纖維;應(yīng)用【作者】李立群【作者單位】杭州市交通工程質(zhì)量安全監(jiān)督局杭州300014【正文語種】中文【中圖分類】U416.2170引言車轍的出現(xiàn)不僅降低了路面的平整度，而且危及到行車的穩(wěn)定性，當車轍達到一定深度時,由于槽內(nèi)積水，極易造成汽車漂滑而導(dǎo)致交通事故發(fā)生。車轍病害的引發(fā)，加劇了路面的早期破壞，車轍不僅導(dǎo)致行車舒適性、安全性下降，甚至造成重大經(jīng)濟損失和廣泛的不良社會影響。320國道是浙江省境內(nèi)重要的主干線公路，是杭州連接浙江中西部廣大地區(qū)的重要通道。本項目富陽段路線經(jīng)上青嶺西向南至牌樓村東側(cè)，路線折向南，翻越雙峰山西面經(jīng)長山壟至大青，路段中有近3公里連續(xù)上坡路段。為探尋、驗證科學(xué)有效的提高路面抗車轍能力的方法，經(jīng)充分討論，選用在瀝青混凝土中加入玄武巖纖維(0.3%),來提高瀝青路面的抗車轍、抗裂縫能力。并且面層在采用細粒式AC-13C改性瀝青基礎(chǔ)上，不改變級配和最佳瀝青用量的前提下,加入玄武巖纖維(0.3%),在K8+830~K10+900長上坡段進行施工試驗。1原材料粗集料為湖州鹿山塢礦業(yè)有限公司生產(chǎn)的輝綠巖，其石質(zhì)堅硬、清潔、不含分化顆粒、顆粒近似立方體;細集料由富陽碎石廠生產(chǎn)的采用石灰?guī)r生產(chǎn)的機制砂,規(guī)格為0~2.36mm,該機制砂潔凈、干燥、無分化、無雜質(zhì)并有適當?shù)募壟?瀝青為浙江省公路物資有限公司SK牌SBS改性瀝青。礦物纖維選用浙江石金玄武巖纖維有限公司生產(chǎn)的玄武巖礦物纖維,該類玄武巖礦物纖維是以純天然火山巖為唯一原材料經(jīng)1450~1500度高溫熔融后快速拉制而成的連續(xù)纖維，屬于非金屬的無機纖維。其各項技術(shù)性能結(jié)果見表1。表1纖維各技術(shù)性能試驗項目技術(shù)要求檢測結(jié)果纖維直徑(um)/15切斷長度(mm)/6/9比重(g/cm3)/2.46熔點(°C)/1450-1500抗拉強度(Mpa)/300彈性模量(Gpa)/90斷裂延伸率(%)/3.22瀝青混合料性能評價試驗根據(jù)320國道富陽段施工好路段上面層AC-13改性瀝青混合料配合比,1#熱料倉9.5~16mm占28.0%,2#熱料倉4.75~9.5mm占25.0%,3#熱料倉2.36~4.75mm占12.0%,4#熱料倉0~2.36mm占33.0%,礦粉占2.0%;最佳油石比4.9%。在不改變?yōu)r青混合料的級配，也不增加瀝青用量基礎(chǔ)上摻入玄武巖纖維(0.3%),進行配合比驗證最佳油石比下的浸水馬歇爾試驗來檢驗設(shè)計瀝青混合料的水穩(wěn)定性能，及車轍試驗(60OC)檢驗瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性能,分別與原不摻入纖維的瀝青配合比進行比較分析,試驗結(jié)果見表2和表3。表2AC-13最佳油石比下的浸水馬歇爾檢驗混合料類型馬歇爾穩(wěn)定度(kN)浸水馬歇爾穩(wěn)定度(kN)殘留穩(wěn)定度S0(%)要求(％)不摻加纖維11.2210.0089.1摻加纖維12.6911.5591.0285由表2可見，摻入纖維的瀝青混合料與不摻纖維的瀝青混合料相比有所提高，即瀝青混合料的抗水損害和抗凍損害性能明顯改善，主要是因為摻入瀝青混合料中的纖維縱橫交錯,吸附部分瀝青，增加了結(jié)構(gòu)瀝青的比例，減少了自由瀝青，使瀝青膜處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)，同時也使得瀝青礦粉膠漿粘滯性增強,軟化點提高,從而使瀝青混合料穩(wěn)定性提高。表3AC-13最佳油石比下的車轍檢驗混合料類型油石比(％)動穩(wěn)定度(次/mm)123平均要求不摻加纖維4.9364539233800378923000摻加纖維4.94640477046654692從表3可以看出，纖維對提高瀝青混合料高溫動穩(wěn)定度,改善其抵抗車轍能力具有明顯效果，原因主要在于纖維的“加筋”和“橋接”作用，由于這種相互搭接形成纖維瀝青膠漿網(wǎng)絡(luò),有效增強了對礦料骨架的約束，同時均勻分散的纖維通過〃加筋”和〃橋接”作用，可以使路面上傳遞的荷載及時分散到礦料骨架和瀝青膠漿中，不會引起礦料沿其接觸面滑移，或減少這種滑移的趨勢,從而增強了礦料骨架的穩(wěn)定性。從施工路段結(jié)果分析，保證玄武巖纖維在混合料中均勻分散是確保其增強增韌瀝青混合料的最主要環(huán)節(jié)。從外觀上看，本路段整體良好，表面無泛油、無松散現(xiàn)象;從現(xiàn)場實體試驗看，壓實度、滲水系數(shù)、平整度、擺值、構(gòu)造深度均能很好滿足規(guī)范要求，并與原不摻入纖維施工的路段檢測數(shù)據(jù)無明顯差異。通車一年后進行現(xiàn)場復(fù)測分析,不摻纖維路段個別上坡路段、路線交叉口等路段主車道輪跡帶上出現(xiàn)不同程度的的車轍(1~2cm)、裂縫等病害;而摻入纖維的長上坡試驗路段無車轍、坑槽、裂縫等病害，平整度檢測結(jié)果和通車前無明顯差別。因此從效果上看，加玄武巖纖維改性瀝青砼AC-13良好的動穩(wěn)度極大提高了其路面的高溫穩(wěn)定性，加上其為無機化合物,不吸油、并有良好的耐久性，減少了路面發(fā)生車轍現(xiàn)象，故采用加玄武巖纖維改性瀝青砼AC-13施工的面層提高了路面質(zhì)量，提高了路面使用壽命，從而降低了日后路面養(yǎng)護費用，體現(xiàn)了良好的經(jīng)濟效益。3結(jié)語通過配合比設(shè)計摻加玄武巖纖維的瀝青混合料體積指標(空隙率、間隙率和飽和度)都能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。對原AC-13改性瀝青配合比中摻入(0.3%)纖維施工完成的路段進行滲水、平整度、構(gòu)造深度、擺值及壓實度檢測都能滿足規(guī)范要求,與不摻入纖維的瀝青混合料施工路面沒明顯差別。在抗水損害性能方面摻加玄武巖纖維的瀝青混合料抗水性能有一定程度提高。在高溫性能方面摻加纖維的瀝青混合料高溫穩(wěn)定性能有較大提高(提高24%)。摻加纖維對典型車轍病害的上坡路段施工提供了一種新技術(shù)，此技術(shù)可推廣至新建瀝青路面中應(yīng)用,具有一