聚酯纤维沥青混合料路用性能研究及改善机理分析

为了研究聚酯纤维沥青混合料的性能,引入木质素纤维作对比,对两种纤维的技术指标进行检测;通过车辙试验、低温弯曲小梁试验、冻融劈裂试验和四点弯曲疲劳试验对两种纤维沥青混合料及不掺加纤维沥青混合料的路用性能进行研究,并分析其改善机理。研究结果表明掺加纤维能显著地改善沥青混合料的路用性能,且聚酯纤维沥青混合料比木质素纤维混合料具有更优良的路用性能。     

基于动态模量试验的不同纤维沥青混合料高温性能研究

通过掺加纤维的方法提升沥青路面的力学性能已逐渐成为当前的研究热点，为全面深入地探讨纤维对沥青混合料高温稳定性的影响，针对掺加聚丙烯纤维、聚酯纤维和聚丙烯腈纤维的沥青混合料，开展了车辙试验和不同温度及加载频率下的动态模量试验，得到了3种不同纤维沥青混合料的动态模量值|E^*|、相位角φ及|E^*|/sinφ指标，并对比分析了沥青混合料在掺加纤维前后的动态模量试验指标的变化规律。结合时温等效原则，利用Sigmoidal函数确定了不同纤维沥青混合料的动态模量主曲线。采用灰熵关联分析法对动稳定度与动态模量、|E^*|/sinφ指标进行关联性分析。结果表明：纤维的掺入能有效提高沥青混合料的动态模量，从而改善其高温抗车辙性能，其中以聚丙烯腈纤维的作用效果最为显著；通过主曲线可以预测纤维沥青混合料在更宽温度域或频率域的动态模量值，以至更全面地描述混合料在动态荷载下的力学响应；纤维沥青混合料的动稳定度与动态模量、|E^*|/sinφ指标的关联性良好，进一步论证了动态模量试验评价沥青混合料高温稳定性能的实用性。     

纤维增强AC-16I型沥青混合料疲劳性能试验研究

通过对AC-16I型沥青混合料采用控制应力的加载模式的室内小型疲劳试验,对比分析了聚酯纤维（Bonifbers~）、玻璃纤维、矿物纤维（Fiberand~）及不掺加纤维的沥青混合料的疲劳性能,讨论了纤维对沥青混合料疲劳性能的改善机理,试验结果表明掺加纤维后沥青混合料的疲劳性能得到显著改善,三种纤维中聚酯纤维（Bonifbers~）对混合料的疲劳性能提高幅度最大,玻璃纤维对混合料疲劳性能的影响最小,且聚酯纤维（Bonifbers~）方便施工,经济性好。     

GXN型聚酯纤维沥青混合料路用性能研究

为了评估GXN型聚酯纤维材料的路用性能,采用室内车辙试验、低温弯曲破坏试验、冻融劈裂试验,对GXN聚酯纤维0掺量和0. 25%掺量下的沥青混合料的高低温性能及水稳定性能进行了试验研究。结果表明:1)掺加GXN型聚酯纤维能显著提高沥青混合料的高低温性能及水稳定性能,尤其对水稳定性能提升更加显著; 2)与不掺加纤维相比,在GXN聚酯纤维掺量为0. 25%时其沥青混合料的高温抗车辙性能、低温抗裂性能、水稳定性能分别提高了40. 9%、43. 1%和9. 6%; 3)掺加GXN型聚酯纤维能显著改善混合料内部的受力状况,起到内部加筋的作用。     

聚酯纤维用量对橡胶沥青混合料路用性能影响研究

对不同聚酯纤维用量下,纤维改性橡胶沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳定性能和疲劳性能进行室内试验。结果表明,掺加一定剂量的纤维后,橡胶沥青混合料路用性能有明显改善,但纤维用量存在着最佳范围,超过该范围时,纤维橡胶沥青混合料的路用性能降低,试验得出聚酯纤维最佳纤维掺量为0.1%。     

纤维对浇注式沥青混合料性能的影响

为了研究纤维种类及掺量对桥面铺装浇注式沥青混合料路用性能的影响,首先基于关键指标对混合料的矿料级配进行了设计。然后研究了不同掺量的颗粒木质素纤维、玄武岩纤维、聚酯纤维对浇注式沥青混合料高低温性能、水稳定性、疲劳性能的影响。再基于加速加载试验对浇注式沥青混合料的长期耐久性能进行了评价,建立了桥面全厚度沥青混合料铺装的耐久性能预测方程。最后分析了纤维增强沥青混合料性能作用机理。结果表明:纤维能够明显改善浇注式沥青混合料的路用性能;不同类别的纤维对沥青混合料性能提升作用各异,玄武岩纤维的改善效果优于木质素纤维和聚酯纤维;纤维对浇注式沥青混合料性能的增强作用随纤维掺量的增加先增大后减小;木质素纤维、玄武岩纤维、聚酯纤维在最佳掺量4%,6%,8%时,混合料的性能最优;浇注式沥青混合料高温抗永久变形能力相对较差,试验车辙动稳定度不超过500次/mm;在最佳掺量下,木质素纤维、玄武岩纤维、聚酯纤维可分别提升浇注式沥青高温抗车辙性能的72%,94%,44%;纤维增强浇注式沥青混合料的疲劳寿命随应变水平的增加呈指数函数递减趋势;组合铺装结构(3.5 cmSMA13+下面层3 cmGA10)的车辙深度与加速加载次数呈良好的指数关系,加速加载试验结合数值分析方法能够较为准确地预测铺装结构的耐久性能。     

纤维改善水泥乳化沥青混合料性能及结构层受力特性分析

基于水泥乳化沥青混合料强度和疲劳性能与其结构层受力特性不相适应的问题，提出采用纤维稳定剂改善水泥乳化沥青混合料的柔韧性；通过低温弯曲试验和弯曲疲劳试验评价玄武岩纤维对水泥乳化沥青混合料柔韧性能的影响及影响显著性，对比掺有玄武岩纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维的水泥乳化沥青混合料力学强度与路用性能差异；并采用Bisar3.0软件分析了铺有水泥乳化沥青混合料、纤维水泥乳化沥青混合料的路面结构力学响应。结果表明：玄武岩纤维有效改善了AC-25型水泥乳化沥青混合料的柔韧性，基于性价比较优的考虑，推荐玄武岩纤维掺量为0.2%～0.3%、纤维长度为9 mm;玄武岩纤维对水泥乳化沥青混合料柔韧性、劈裂强度的改善效果劣于聚酯纤维，但掺有玄武岩纤维的混合料具有更高的抗压强度、抗压回弹模量、抗车辙性能和抗松散性能，整体性能更好；该混合料铺筑在高等级沥青路面下面层中，可有效降低沥青混合料层的拉应变和剪应力值，分别降低约16.0%和4.8%,路面发生疲劳开裂和车辙病害的概率减小。研究成果可为水泥乳化沥青混合料在路面结构中应用及病害控制提供参考依据。     

矿物纤维改善沥青混合料高温稳定性研究

分别采用动态模量试验、动态蠕变试验和车辙试验研究了玄武岩矿物纤维对沥青混合料的粘弹特性及高温稳定性的影响。研究结果表明,矿物纤维掺入后沥青混合料的动态模量和相位角具有相同的变化规律,且纤维的使用能提高沥青混合料的动态模量,表明玄武岩矿物纤维能明显提高沥青混合料的劲度,而60℃时沥青胶浆和沥青混合料的车辙因子增大。高温动态蠕变试验结果也表明,掺入矿物纤维后沥青混合料的流动值增大,达到流动值时循环荷载产生的应变和经历10 000次荷载作用后的应变均能得到大幅度的降低。与未掺矿物纤维相比,掺加0.4%矿物纤维后沥青混合料的动稳定度由5 869次/mm提高到7 656次/mm,同时车辙深度减小,表明矿物纤维能明显提高沥青混合料抵抗高温流动变形的能力。     

不同纤维对乳化沥青冷再生混合料力学及路用性能的影响

为了提升乳化沥青冷再生混合料的力学性能、路用性能及耐久性能,并将乳化沥青冷再生混合料用于更高路面结构层位,基于力学性能试验,研究不同种类和掺量纤维对乳化沥青冷再生混合料力学性能的影响,采用3大路用性能试验、肯塔堡飞散试验和四点弯曲疲劳试验研究掺加纤维的乳化沥青冷再生混合料路用性能、抗松散性能与耐久性。结果表明,掺加纤维有助于提高乳化沥青冷再生混合料的力学性能、路用性能、抗松散性能和耐久性能,但随着纤维掺量增大乳化沥青冷再生混合料力学性能呈先增大后减小趋势,对纤维乳化沥青冷再生混合料的力学性能而言,存在一个最佳的纤维掺量;对乳化沥青冷再生混合料综合路用性能与疲劳特性的改善效果排序为玄武岩纤维聚丙烯晴纤维聚酯纤维聚丙烯纤维。掺加纤维能够显著改善乳化沥青冷再生混合料高温时在持续荷载作用下的长期稳定性。研究成果为甄选适用于乳化沥青冷再生混合料的纤维种类和合理的纤维掺量提供借鉴。     

纤维增强聚合物改性沥青混合料路用性能研究

为弥补单一外掺剂改性沥青混合料的不足,以聚酯纤维和热塑性树脂为主要原料,制备一种新型复合改性材料纤维增强聚合物(FRMP)。通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验和弯曲疲劳试验研究不同掺量FRMP对沥青混合料路用性能的影响,并与聚酯纤维和SBS对比。结果表明:加入外掺剂提升了沥青混合料的路用性能,相比聚酯纤维改性和SBS改性,通过FRMP复合改性的效果更明显,并且随着FRMP掺量增加,沥青混合料的高温稳定性和抗疲劳性能不断增强,低温性能和水稳定性先升高后降低、于0.3%掺量时达到峰值。     

纤维沥青混凝土的动态参数试验研究

通过动态抗压试验和动态劈裂试验研究了不同纤维掺量沥青混凝土的动态性能参数。选用5种聚酯纤维掺量的沥青混凝土圆柱体试件和马歇尔试件,每种纤维掺量制作4个试件,在MTS810材料试验机上进行试验。通过试验确定不同纤维掺量沥青混凝土的动态抗压模量和劈裂回弹模量,对纤维沥青混凝土的动态性能机理进行了分析,并且讨论了动静态抗压模量之间的关系以及纤维掺量与动态模量之间的关系。结果分析表明,加入纤维后的沥青混凝土表现出与普通沥青混凝土相似的动态响应规律,沥青混凝土的动态模量与纤维掺量之间存在较好的相关性,适量的加入纤维会改善沥青混凝土的动态模量等主要动态参数,从而有效增强其综合路用性能。根据动、静态分析结果的基础上给出此种聚酯纤维沥青混凝土的合理纤维掺量在0.20%~0.25%之间。     

回收聚酯纤维沥青混合料路用性能试验研究

对普通沥青混合料、常规聚酯纤维沥青混合料、回收聚酯纤维沥青混合料的路用性能进行了研究分析。通过沥青混合料的高温性能、水稳定性及疲劳性能试验，对比了常规聚酯纤维与回收聚酯纤维对沥青混合料路用性能的改善效果。研究结果表明沥青混合料中掺入2种聚酯纤维后，其路用性能具有明显的改善，其中对高温性能和疲劳性能的改善幅度最大，而对水稳定性的改善幅度较小。回收聚酯纤维的路用性能改善效果弱于常规聚酯纤维。     

盐冻融循环下添加剂对沥青流变性能的影响

为了研究盐冻融循环下添加剂对沥青流变性能的影响,采用木质素纤维、聚酯纤维、橡胶粉、PE、岩沥青、消石灰六6种添加剂制备沥青胶结料,对不同沥青胶结料分别进行动态剪切流变试验、弯曲梁流变试验以及疲劳试验。结果表明:经过盐冻融循环作用,掺加添加剂的沥青抗车辙因子显著提高,从而改善了沥青的高温性能,其中PE、橡胶粉对其改善更为显著;木质素纤维、聚酯纤维明显降低了沥青的低温劲度模量,对沥青的低温抗开裂性能有较大改善;聚酯纤维改善沥青疲劳性能的效果最好,PE次之,其他几种添加剂对沥青的疲劳性能改善效果相对不明显。     

加入聚酯纤维对沥青混合料动态模量的影响

为了研究纤维的加入对沥青混合料动态模量的影响,采用SPT简单性能试验机测试普通AC13沥青混合料及加入聚酯纤维的AC13沥青混合料在3种不同温度及10种不同频率下的动态模量值,根据时温等效原理,利用Origin 8软件的非线性曲线拟合功能,拟合出这两种沥青混合料的动态模量主曲线sigmoidal模型,从而得出纤维的加入...     

纤维对嵌挤骨架密实沥青混合料疲劳性能的影响

通过室内试验研究了纤维对嵌挤骨架密实沥青混合料(SISG)疲劳性能的影响,应用威布尔分布建立疲劳方程,并与规范级配沥青混合料(GF)疲劳性能进行了对比。研究结果表明,与规范级配沥青混合料相比,SISG沥青混合料疲劳寿命最少提升17%;与不掺纤维SISG级配沥青混合料相比,在最佳掺量下掺木质素纤维、矿物纤维和聚酯纤维的SISG沥青混合料的疲劳寿命最少分别可提升2%、32%、48%。     

聚酯纤维加强沥青混凝土路面研究

基于马歇尔室内试验方法,分析影响聚酯纤维加强沥青混凝土的高温稳定性和水稳定性的因素,对于SBS改性沥青混合料,在马歇尔室内试验的基础上采用SHRP方法进行优化,从而确定聚酯纤维加强沥青混凝土不同纤维掺加量下相应的最佳沥青用量。同时对比研究聚酯纤维加强普通沥青混凝土和聚酯纤维加强SBS改性沥青混合料的路用性能,旨在为聚酯纤维加强沥青混凝土路面的进一步理论研究和指导试验路段的施工提供依据。     

聚酯纤维对沥青混合料性能影响的研究

选用进口和国产两种聚酯纤维，通过对掺与不掺聚酯纤维的相同级配沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性及抗疲劳性能的室内对比试验研究，探讨了纤维增强沥青混合料的强度形成机理，较全面认识了纤维沥青混合料的性能。试验表明，聚酯纤维对沥青混合料的多种性能均有所改善，可在工程中参考使用。     

G15嘉浏段拓宽改建工程沥青混合料性能研究

依托上海G15嘉浏段拓宽改建工程,研究木质素纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维和高强添加剂等对SMA-13沥青混合料路用性能的影响。基于G15嘉浏段现场条件及未来使用需求,采用确定适用于G15嘉浏段高速公路沥青面层的纤维和外掺剂类型。采用室内试验对沥青混合料的路用性能进行分析,结果表明掺入木质素纤维的SMA-13的沥青混合料的路用性能较好,可有效满足G15嘉浏段高速公路运营使用需求。最后对拌和厂实际生产的沥青混合料的性能进行评价。     

混杂纤维对改性SMA高温稳定性影响研究

改性SMA沥青铺装常用为钢桥面铺装层,为提高其高温稳定性,加入玻璃纤维与聚酯纤维混杂,通过马歇尔试验确定最佳纤维掺量,通过将车辙试验用最佳配合比混合料与常用的单掺聚酯纤维的沥青混合料相比较,研究其性能。结果表明,最佳纤维质量分数为0.3%聚酯纤维与0.2%玻璃纤维混合,该掺量最佳油石比为6.1%,其高温稳定性提升明显。