1、纖維瀝青混合料的路用性能研究

　　本研究首先通過(guò)揚州西北繞城高速公路橋面鋪裝上層及下層2 種級配類(lèi)型瀝青混合料的高溫穩定性、低溫抗裂性、水穩定性等路用性能試驗[ 6 ] ， 來(lái)綜合評價(jià)瀝青混合料的各項性能以及纖維的增強作用。

　　1.1、瀝青混合料的高溫穩定性試驗

　　由于瀝青混凝土路面的強度和剛度（模量） 隨溫度升高而顯著(zhù)下降， 為了保證瀝青混凝土鋪裝層在高溫季節行車(chē)荷載反復作用下， 不至于產(chǎn)生諸如波浪、推移、車(chē)轍和擁包等病害， 鋪裝層應具有良好的高溫穩定性， 即在荷載的作用下具有抵抗永久變形的能力。車(chē)轍試驗因能較好地反映車(chē)轍的形成過(guò)程，得到世界各國的廣泛認可與采用， 本研究即采用車(chē)轍試驗來(lái)評價(jià)纖維瀝青混凝土的高溫抗車(chē)轍能力，試驗結果。

　　試驗結果表明： 加入纖維后， 瀝青混合料的抗車(chē)轍性能得到改善。這是因為車(chē)轍的形成主要是由于試驗初期瀝青混合料本身的壓密， 以及隨后瀝青混合料的側向流動(dòng)變形。加入纖維與未加纖維對混合料的初期壓密變形影響不大， 但是對后期的側向流動(dòng)變形有較大的影響。加入纖維后， 纖維吸附及穩定瀝青， 使瀝青的粘稠度和粘聚力增大， 同時(shí)由于縱橫交錯的纖維加筋作用， 使瀝青混合料的整體性、抗剪性及抗車(chē)轍能力增強。從動(dòng)穩定度結果可以看出， 纖維可顯著(zhù)改善瀝青混合料的高溫抗車(chē)轍性能。

　　1.2、瀝青混合料低溫性能試驗

　　瀝青混合料是一種溫度敏感性材料， 環(huán)境溫度的變化會(huì )使其使用性能發(fā)生很大的變化。隨著(zhù)溫度的降低， 瀝青混合料的強度和勁度都會(huì )明顯增大， 但其變形能力卻會(huì )顯著(zhù)下降， 并可能會(huì )出現脆性破壞。

　　低溫主要是影響瀝青混合料的抗拉強度和變形能力， 從而造成瀝青混合料的低溫開(kāi)裂。本研究通過(guò)試驗測定瀝青混合料在- 10 ℃時(shí)彎曲破壞的力學(xué)性質(zhì)來(lái)評價(jià)瀝青混合料的低溫抗裂性能。

　　從試驗結果可以看出， 纖維的加入有效地提高了鋪裝層材料低溫時(shí)的柔韌性， 這樣使得鋪裝層在低溫季節能更好地適應橋面板的變形， 減少在低溫季節容易出現的橋面溫縮裂縫和疲勞裂縫。這對于改善橋面鋪裝低溫時(shí)的使用性能具有重要意義。

　　1.3、瀝青混合料水穩定性試驗

　　瀝青混凝土鋪裝層中若有水分存在， 則在汽車(chē)車(chē)輪動(dòng)態(tài)荷載的作用下， 進(jìn)入路面空隙中的水會(huì )不斷產(chǎn)生動(dòng)水壓力及真空負壓抽吸的反復循環(huán)作用，使瀝青粘附性降低并逐漸喪失粘結力。繼而， 瀝青膜從集料表面脫落， 瀝青混合料出現掉粒、松散， 形成瀝青混凝土路面的坑槽、松散等損壞現象。因而， 必須重視瀝青混合料自身抗水損壞能力的好壞。

　　本文首先進(jìn)行了浸水馬歇爾試驗， 結果表明不同級配、不同瀝青混合料的浸水馬歇爾殘留穩定度都遠遠高于規范要求。雖然該試驗方法操作比較簡(jiǎn)單， 但不能較好地反映實(shí)際瀝青混凝土路面早期的水損情況。為了更有效地評價(jià)瀝青混合料的水穩定性能， 本研究又進(jìn)行了凍融劈裂試驗。

　　試驗結果表明， 加入纖維對瀝青混合料的水穩性有改善作用， 且纖維對普通瀝青混合料的改善作用相對較大。這主要是因為纖維可以吸附部分瀝青，從而增大瀝青用量， 提高瀝青飽和度； 并且使粘附在礦料上的結構瀝青膜變厚， 降低了水對瀝青膠漿的侵蝕破壞作用， 增強了瀝青膠漿抵抗自然環(huán)境破壞的能力， 使混合料抗水損害能力增強。而改性瀝青混合料本身就具有較強的水穩定性， 所以， 纖維對其的改善作用并不明顯。

　　另外， 對于采用相同瀝青基質(zhì)的混合料， 纖維對A K213A 型改性瀝青混合料水穩定性的改善作用要優(yōu)于A(yíng)C220 I 型改性瀝青混合料。這是由于礦料級配越細， 細礦料比表面積越大， 與瀝青及纖維的相互作用越強， 瀝青混合料水穩性的改善幅度就越大。

　　2、纖維瀝青混合料的力學(xué)性能研究

　　橋面鋪裝結構層瀝青混凝土力學(xué)性能計算參數， 包括劈裂抗拉強度和抗壓回彈模量。本研究測得了揚州西北繞城高速公路橋面鋪裝上層及下層2 種級配類(lèi)型條件下， 各鋪裝層材料的力學(xué)性能。

　　2.1、瀝青混合料劈裂試驗

　　本試驗測定熱拌瀝青混合料在15 ℃下的劈裂抗拉強度和破壞勁度模量。

　　由試驗結果可以看出，在A(yíng) K213A 中摻加增強纖維，增加了瀝青混合料的劈裂抗拉強度。這主要是由于在劈裂的條件下，試件內部呈受拉狀態(tài)，試件的破壞主要是由于內部的粘結力不足以抵抗外荷載的作用，而纖維增加了瀝青與礦料間的粘附性，提高了集料之間的粘結力，進(jìn)而提高了瀝青混合料的抗劈裂能力。

　　同時(shí)，當瀝青混合料中摻加增強纖維后，瀝青混合料的破壞勁度模量也有所增大。但破壞勁度模量增大速率較緩慢，說(shuō)明纖維增強瀝青混合料具有更大變形能力（柔韌性），更能適應橋面板的變形。

　　另外，纖維對普通瀝青混合料的增強作用較之改性瀝青混合料更為明顯。這主要是由于改性瀝青本身就具有較強的粘結性，纖維的作用無(wú)法充分體現。

　　2.2、瀝青混合料單軸壓縮試驗

　　本文測定瀝青混合料在15 ℃條件下的抗壓強度和抗壓回彈模量。

　　試驗結果表明：

　?。?） 鋪裝上層瀝青混合料的抗壓強度有了明顯提高， 而抗壓回彈模量卻降低了， 說(shuō)明加入聚合物有機纖維后， 瀝青混合料的柔韌性增加了；

　?。?） 瀝青混合料中摻加纖維后， 無(wú)論是普通瀝青混合料還是改性瀝青混合料， 抗壓性能都有所改善，但對普通瀝青混合料抗壓性能的改善作用更明顯；

　?。?） 纖維對A K213A 型瀝青混合料抗壓性能的改善作用要優(yōu)于A(yíng)C220 I 型瀝青混合料。