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。

　　1、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。第二，提高沥青混凝土的高温稳定性。混合料高温变形能力差, 同沥青粘结强度下降迅速有很大关系, 而传统混合料高温下沥青会在结构内产生流动与集中, 更进一步加大了其高温变形性能。而纤维加入后,由于纤维的吸附作用，在高温状况下，有提高沥青粘稠度和粘聚力的作用。同时由于纵横交错的加筋和桥接作用，降低了沥青的流动性，限制了集料的侧向位移和流动，提高了沥青混凝土的稳定性和抗车辙能力。第三，提高沥青混凝土的低温抗裂性。沥青路面在遇气温骤降或天气严寒时，会因路面急剧收缩来不及应力松弛而产生开裂。纤维混凝土所形成的路面，因其内部有数量众多纵横交错、均匀分布的纤维单丝，且在低温下仍具有很好的延伸率，使路面混合料在低温下仍保持柔韧性和很强的抗拉强度，从而有效分散了急剧变化的应力，抑制了温缩裂缝的产生并防止反射裂缝的发展。第四，使得界面作用显著增强。纤维材料由于其大的比表面积, 使得沥青中的油分被吸附, 相当于沥青质相对增多,从而使沥青的粘度增大, 粘附力更强。同时, 沥青与纤维间产生的物理和化学吸附、扩散与键合作用下, 使得结构沥青膜厚度增大,这样使得纤维沥青相与矿料相之间的界面效应增强, 从而有效降低了结构的破坏危险。第五，纤维沥青混凝土的水稳性能。加入纤维对沥青混合料的水稳性有改善作用, 且纤维对普通沥青混合料的改善作用相对较大。这主要是因为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; 并且使粘附在矿料上的结构沥青膜变厚, 降低了水对沥青胶浆的侵蚀破坏作用, 增强了沥青胶浆抵抗自然环境破坏的能力, 使混合料抗水损害能力增强。第六，纤维沥青混凝土的力学性能。当沥青混合料中掺加增强纤维后, 沥青混合料的破坏劲度模量也有所增大。但破坏劲度模量增大速率较缓慢,说明纤维增强沥青混合料具有更大变形能力(柔韧性) , 更能适应桥面板的变形。另外, 纤维对普通沥青混合料的增强作用较之改性沥青混合料更为明显。这主要是由于改性沥青本身就具有较强的粘结性,纤维的作用无法充分体现。沥青混合料中掺加纤维后, 无论是普通沥青混合料还是改性沥青混合料, 抗压性能都有所改善,但对普通沥青混合料抗压性能的改善作用更明显。尽管纤维沥青混凝土具有十分优越的性能，但是在应用过程中还应注意纤维强度与界面粘结强度比应适中, 否则会产生增而不强现象。纤维沥青混合料中若纤维强度过高, 与基体的粘结强度不协调, 往往纤维会被拔出;纤维强度过低, 起不到增强作用。由于矿质级配不同, 使得纤维增强基体的性能差异也较大, 矿料的选择应同纤维类型选择相结合。一般在较细的矿质级配中纤维的作用效果较明显, 但级配过细, 基体的整体强度又偏低, 如何协调这一矛盾, 在设计和纤维选择时至关重要，应充分考虑。

　　3、纤维沥青混凝土在工程中的应用

　　纤维沥青混凝土在工程中主要被应用于道路的路面，以提高道路路面的质量，本文以下内容将根据作者多年的实践经验，对纤维沥青混凝土在道路路面中的应用分几个方面进行介绍：第一，沥青混凝土中添加纤维。纤维混合料施工中，一般需要2 人以上在沥青混合料拌和站热仓口人工添加纤维。首先，按拌和混合料的数量，从大包纤维中准确称量出每次拌和混合料实际掺加纤维的份量并分成小包。拌和站开盘后，在集料干拌开始，沥青还未加入及湿拌未开始时，将称量好的小包纤维从热仓观察口投入拌和锅中，且应在湿拌开始前投入完毕并关闭热仓观察口的仓门，以保证随集料干拌将纤维充分搅拌、分散，以防止沥青及纤维从热仓观察口溢出损失及因纤维未搅拌均匀而与沥青结团，影响沥青混合料的均匀性。目前，有些厂商已研制出自动添加设备，将其与拌和楼连接后能自动精确称量后添加。第二，掺纤维沥青混凝土的拌合。拌合主要分为干拌过程和湿拌过程，其中干拌过程是至在集料充分拌和后，应加入纤维，加入纤维后与集料干拌时间为10～15 s 左右。湿伴过程是纤维加入集料经干拌后，即加入沥青进行湿拌，拌和时间以拌匀为度，但也不宜太长。为了使纤维与混合料充分拌和，混合料总的拌和时间应不少于60s。第三，沥青混合料的摊铺。连续稳定的摊铺是提高路面平整度的最主要措施。摊铺机的摊铺速度应根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度、摊铺宽度，按2～6m/min予以调整选择，做到缓慢、均匀、不间断地摊铺。不应随意增加摊铺速度，随意停机待料。机械操作手应采用换班制，避免施工中因人员休息与就餐而停机。下面层摊铺时厚度控制应采用钢丝引导的高程控制方式。钢丝为扭绕式，直径于6mm。钢丝拉力大于800N，每5m设一钢丝支架。根据施工场合具体情况，可以在靠中央分隔带侧右侧架设钢丝，左侧在摊铺好的层面上走“雪撬”。中面层和上面层则可采用移动式自动找平基准装置控制摊铺厚度。摊铺层纵向接缝上应设置抹平靴，由后面摊铺机牵引向前移动。两台摊铺机距离建议不超过30 m。第四，沥青混合料的压实成型。沥青混合料的压实是保证沥青面层质量的重要环节，应根据施工场合及混合料类型等因素选择合理的机械组合方式及碾压步骤。为保证压实度和平整度，碾压应在混合料不产生推移、开裂等情况下尽量在摊铺后较高温度下进行。严格压实作业的等距离操作，要求压实过程分为初压、复压和终压三道工序，初压的目的是整平和稳定混合料，这是压实的基础，因此要注意压实的平整性。复压的目的是使混合料密实、稳定、成型，混合料的密实程度将取决于该道工序。终压的目的是消除轮迹，最后形成平整的压实面。所有这些都必须严格作业程序和操作要求。压实应注意的问题：①为避免碾压时混合料推挤产生拥包，碾压时应将驱动轮朝向摊傅机.碾压路线及方向不应突然改变.压路机起动、停止必须减速缓行。对压路机无法压实的死角、边缘、接头等，应采用小型振动压路机或手扶振动夯趁热压实。压路机折回不应处在同一横断面上。②在碾压过程中，为了保持正常的碾压温度范围，每完成一遍重叠碾压，压路机就离摊铺机靠近一点，这样做也可避免在整个摊铺层宽度上，在相同横断面换向所造成的压痕。变更碾压道应在碾压区较冷的一端，并在压路机停振的情况下进行。③碾压中，要确保压路机滚轮湿润，以免粘附沥青混合料。可采用间歇喷水，但应防止水量过大，以免混合料表面冷却。压路机不得在新铺混合料上转向、调头、左右移动位置或突然刹车。碾压后的路面在冷却前，任何机械不得在路面上停放，并防止矿料、杂物、油料等落在新铺路面上，路面冷却后方能开放交通。

　　4、结尾

　　随着我国社会经济不断发展，科学技术不断进步，工程施工技术一直在不断推陈出新，而沥青混凝土路面施工技术也到了一个日新月异的发展阶段，各种新材料、新工艺在不断研发与应用中。纤维在沥青混凝土中的应用技术正在实践中不断提升，广大工程技术人员应注重借鉴国内外先进的经验，不断地为提高纤维沥青混凝土在实际工程中的应用水平做出应有的贡献。

　　【参考文献】

　　[1]《沥青混凝土路面施工与维修技术》郝培文等，人民交通出版社

　　[2] 《沥青路面施工质量控制与保证》张肖宁等，人民交通出版社

　　[3] 《高等级公路沥青混凝土路面新技术》刘中林等，人民交通出版社