玄武岩纤维薄层罩面AC-10沥青混合料性能研究_沈建成.pdf
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1、实验报告科技创新与应用Technology Innovation and Application2023年6期项目 针入度(25?)/mm 软化点/延度(5?cmmin?,5?)/cm 针入度指数PI 运动粘度(235?)/Pas 弹性恢复(25?)(%)软化点差/规范要求 6.08.0 55 30 10.41.0 3 65 2.5 试验结果 6.7 68 43 0.3 1.8 78 1.4 玄武岩纤维薄层罩面 AC-10 沥青混合料性能研究沈建成1,2,任全生1,2,韩方元1,2,王业3,薛晓薇4(1.宁夏交通建设股份有限公司,银川 750004;2.宁夏道路养护工程技术研究中心,宁夏 固原
2、 756501;3.扬州大学 建筑科学与工程学院,江苏 扬州 225127;4.江苏天龙玄武岩连续纤维股份有限公司,江苏 扬州 211401)近年来,随着我国交通工程的快速发展,重载交通的现象与日俱增。路面的维修养护工作越发紧迫和重要1-2。在诸多沥青养护技术中,超薄磨耗层可以优化路面结构,提高行车的安全性,同时也能够延长路面的使用寿命,具有突出的优点3-6。但也面临着有待解决的不足,如抗裂、抗松散性能以及与下卧层的黏结性能有待加强7。玄武岩纤维8-9作为一种加筋稳定剂已广泛应用于路面材料领域,玄武岩纤维具有优良的性能、原材料分布广且低廉等优点,在沥青路面建设中受到越来越多的重视。现阶段,国内
3、外对各种级配的玄武岩纤维沥青混合料的性能进行了不同方面的探究,认为玄武岩纤维沥青混合料较普通沥青混合料具有更优的抗高温车辙、抗低温开裂和抗水损害等路用性能10-11。1原材料及组成设计1.1原材料试验选用 SBS 改性沥青,各项指标测试结果见表1;粗集料选用玄武岩集料,细集料选用石灰岩集料,填料为石灰岩矿粉,集料密度见表 2;纤维为江苏天龙玄武岩连续纤维股份有限公司生产的玄武岩短切纤维,技术性能指标测试结果见表 3。摘要:为研究玄武岩纤维对薄层罩面路用性能的影响,现选用 AC-10 级配的沥青混合料,对混合料进行配合比设计;通过高温车辙和单轴贯入性能试验、低温小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验、肯塔
4、堡飞散试验检测混合料路用性能。通过试验数据可知,玄武岩纤维的掺入使得混合料获得更好的高温和低温性能;水稳性能改变不明显;黏结性能有所提升。关键词:薄层罩面;路用性能;沥青混合料;玄武岩纤维;试验中图分类号:U414文献标志码:A文章编号:2095-2945(2023)06-0077-04Abstract:In order to study the influence of basalt fiber on the pavement performance of thin overlay,AC-10 graded asphaltmixture is selected to design the m
5、ixture,and the road performance of mixture is tested by high temperature rutting and uniaxialpenetration test,low temperature trabecular bending test,immersion Marshall test and Kentucky dispersion test.The test data showthat the addition of basalt fiber makes the mixture obtain better high and low
6、temperature properties;the change of water stabilityis not obvious;the bonding performance has been improved.Keywords:thin overlay;pavement performance;asphalt mixture;basalt fiber;test第一作者简介:沈建成(1971-),男,高级工程师。研究方向为公路桥梁。DOI:10.19981/j.CN23-1581/G3.2023.06.017表1SBS改性沥青性能指标1.2沥青混合料组成设计AC-10 沥青混合料是连续密
7、级配沥青混凝土,其密实性较好,是典型的悬浮密实结构,配合比设计如图1 所示;马歇尔试验数据见表 4。普通 AC-10 沥青混合料最佳油石比为 5.6%,掺0.3%、6 mm 玄武岩纤维沥青混合料确定最佳油石比实77-2023年6期实验报告科技创新与应用Technology Innovation and Application级配类型 油石比(%)稳定度/kN 流值/mm VMA(%)空隙率(%)VFA(%)毛体积相对密度 AC-10(0.29.20.45.6)5.0 7.6 1.3 17.2 6.4 62.8 2.433 5.3 8.3 1.7 16.7 5.2 68.9 2.453 5.6
8、9.8 2.2 16.4 4.9 70.1 2.476 5.9 8.5 3.1 16.0 2.9 81.7 2.490 6.2 7.8 4.3 16.5 2.3 86.1 2.454 1009080706050403020100通过率(%)级配上限级配下限级配中值合成级配0.0750.150.30.61.182.364.759.513.2筛孔尺寸/mm图1AC-10沥青混合料设计级配曲线表4AC-10普通沥青混合料马歇尔试验结果项目 密度/(gcm?)断裂强度/MPa 断裂伸长率(%)弹性模量/GPa 规范要求 2.602.80 1?200 2.1 7.5 试验结果 2.71 2?0005?0
9、00 2.71 90110 验方法与前者类似,最佳油石比为 5.8%。表2集料密度测试结果玄武岩纤维混合料最佳油石比较大,这是由于掺入的玄武岩纤维具有一定的吸油特性,在 AC-10 级配中需要更多的沥青来形成悬浮密实结构。并且玄武岩纤维的加入,增加了混合料的比表面积,作为悬浮密实结构的 AC-10,其骨架结构多通过沥青的黏结而形成,所以增加了玄武岩纤维的混合料需要更多的沥青吸附玄武岩纤维,使得纤维与矿料形成网络结构,形成较好的受力构造。加入玄武岩纤维后,除了密度指标,其余的马歇尔指标都有所上升。密度降低是因为加入了玄武岩纤维的混合料需要更多的沥青来达到最佳油石比,而玄武岩纤维密度与沥青的密度都
10、小于矿料的密度,因此密度相对降低。而玄武岩纤维具有分散作用力的作用,在成型马歇尔试件时,玄武岩纤维将一部分的力分散,所以混合料不容易被击实。纤维在混合料中,能够很好地将沥青与骨料黏结,在受到应力时,可以将一部分力分散开,从而保护了混合料的结构不受破坏,具有较好的稳定性。2路用性能检测2.1高温性能测试选用抗车辙试验和单轴贯入试验评价沥青混合料的高温性能,单轴贯入试验选用 UTM-25 试验机,试验机如图 2 所示,试验结果如图 3、图 4 所示。由图 3、图 4 可知,掺玄武岩纤维的沥青混合料相较于不掺纤维的,其动稳定度提高了 22.9%,贯入强度提高了 15.8%,说明通过添加玄武岩纤维可以
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