王洋　张亘　张健

【摘 要】随着重轴载车辆以及交通量逐年增长，我国公路的使用年限严重缩短。因此，延长道路的使用寿命和改善道路的使用性能是我们现阶段努力的重点。玄武岩纤维与常规纤维相比具有韧性好、密度大、力学性能好、容易与沥青混合料拌合均匀等优点。本文通过对掺入玄武岩纤维的沥青混合料路用性能研究，分析评价玄武岩纤维的掺入对沥青混合料相关性能的改善效果。

【关键词】公路；玄武岩纤维；沥青混合料；路用性能

中图分类号： U414 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2017）29-0111-002

【Abstract】With the heavy-axle vehicles and traffic volume increasing year by year，the service life of the highway in our country is seriously shortened.Therefore，extending the service life of roads and improving the performance of roads is the focus of our efforts at this stage.Compared with conventional fibers，basalt fiber has the advantages of good toughness， high density， good mechanical properties and easy mixing with asphalt mixture.In this paper，the pavement performance of asphalt mixture with basalt fiber is studied to evaluate and evaluate the improvement effect of basalt fiber incorporation on the relative performance of asphalt mixture.

【Key words】Highway；Basalt fiber；Asphalt mixture；Road performance

1 集料級配及油石比

1.1 级配选择

AC-16C密级配型沥青混合料适用于不同等级道路的各个面层，与其他类型沥青混合料相比拥有较好的耐久性、密实性、以及施工工艺成熟等优点。本研究选用AC-16C型沥青混合料进行研究，参考相关规范的技术标准展开沥青混合料的级配设计，级配组成见表1。

1.2 纤维掺量及油石比

本文依据大量试验经验以及相关文献选用掺量为0.3%的GBF型玄武岩纤维（6μm-12mm短切纱），掺拌后沥青混合料路用性能较好。本文选用SBS I-D改性沥青，结合AC-16C型沥青混合料的级配组成和配合比设计采用最佳油石比4.6%。图1、图2为不同直径的GBF玄武岩纤维示意图。

分别对掺量为0.3%和未掺玄武岩纤维沥青混合料进行马歇尔稳定度、流值试验，试验结果详见表2、图3、图4。

依据表2、图3、图4分析得到纤维掺量为0.3%的沥青混合料马歇尔稳定度优于未掺入纤维的混合料，表明纤维的掺入能够改善沥青混合料的高温稳定性；纤维掺量为0.3%的沥青混合料流值高于未掺入纤维的混合料，得出纤维的掺入能够改善混合料的蠕变性能，提高沥青混合料的黏韧性。

2 沥青混合料路用性能

2.1 玄武岩纤维沥青混合料高温性能

温度对沥青路面的高温稳定性有着重要的影响，尤其在高温条件下，沥青路面在重轴载和大交通量的作用下会在短时间内产生隆起、车辙、泛油、推移等病害。用来评价沥青混合料高温稳定性的指标包括：动稳定度试验、稳定度试验、以及高温剪切试验等。其中动稳定度试验最为常见，同时可以较好的模拟现场轴载作用沥青路面的动态过程。

本文采用小型试模车辙试验，对未掺纤维和掺量为0.3%的沥青混合料进行高温稳定性试验，试验结果及对比详见表3、图5、图6。

分析表3、图5能够得出纤维掺量为0.3%的沥青混合料动稳定度明显高于未掺纤维的混合料，掺入纤维的沥青混合料高温稳定性得到改善。

2.2 玄武岩纤维沥青混合料低温抗裂性能

本文对未掺纤维和掺量为0.3%的沥青混合料开展小梁弯曲试验，分析评价纤维对沥青混合料低温抗开裂性能的影响程度，试验结果及低温最大弯拉应变对比详见表4、图4。

分析表4、图6得出纤维掺量为0.3%的沥青混合料低温最大弯拉应变明显高于未掺纤维的混合料，说明纤维对混合料起到了加筋效应，提高了混合料的低温抗开裂性能。

2.3 玄武岩纤维沥青混合料水稳定性能

水和汽车重轴载对沥青路面的水稳定性有着重要的影响，在汽车轴载的作用下自由水会在混合料的间隙中产生动水压力，当动水压力足够大时，会使沥青路面产生裂缝。裂缝的出现会加剧沥青路面病害的形成，从而形成路面集料剥落、松散、蜂窝麻面等病害。本文通过浸水马歇尔和冻融劈裂室内试验分析混合料水稳定性。

2.3.1 浸水马歇尔试验及结果分析

室内浸水马歇尔试验能够评价混合料的抗水毁性能，试验简单便于操作，得到广泛的应用。未掺纤维和掺量为0.3%的沥青混合料的浸水马歇尔和残留稳定度试验结果详见表5、图7。

2.3.2 冻融劈裂试验及结果分析

室内冻融劈裂试验可以模拟季节性冰冻地区路面的抗冻开裂性能。未掺纤维和掺量为0.3%的沥青混合料冻融劈裂试验结果详见表6、图8。

依据表6、图8得出掺量为0.3%纤维的混合料冻融劈裂强度比明显大于未掺纤维的混合料，说明纤维的掺入对沥青混合料起到了阻裂效应，改善了沥青混合料的低温抗水毁性能。

3 结论

本文通过对沥青混合料高温稳定性试验、低温抗裂性试验、水稳定性试验，评价掺量为0.3%纤维对沥青路面路用性能的影响，得出如下结论：掺入玄武岩纤维的沥青混合料具有较高的强度，改善了沥青混合料的蠕变变形能力，增强了混合料的黏韧性；纤维的掺入提高了沥青混合料的高温稳定性，提高了沥青混合料的抗水毁能力；玄武岩纤维对沥青混合料具有阻裂效应及加筋效应，提高了沥青混合料的低温抗水毁能力。

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