徐琦
成都市双流区公路养护段 四川成都 610000
摘要：在SMA-13沥青混合料中分别掺加各自最佳用量的颗粒状木质素纤维和絮状木质素纤维，从纤维的物理性能、沥青混合料试件的马歇尔体积指标及车辙试验等几个方面评价两种纤维对SMA沥青混合料路用性能的影响。试验结果表明：絮状木质素纤维吸油率更高，所需油石比更大；但在较受关注的高温稳定性、水稳定性等方面，颗粒状木质素纤维均优于絮状木质素纤维。
关键词：木质素纤维；SMA沥青混合料；配合比设计；路用性能
随着SMA沥青混合料设计的逐渐成熟，将纤维加入SMA混合料中以防止其离析、增加抗疲劳性能、改善高温稳定性、增强抗水损害能力等，已是常见的做法。木质素纤维是目前道路工程中最常用的纤维，有颗粒状和絮状两种。絮状木质素纤维外观呈松散状，有易吸潮、易成团、不宜长时间堆放、拌和时分散不均等缺点。颗粒状木质素纤维是在絮状纤维基础上，采用造粒剂形成颗粒状态，优点是不怕受潮，易实现机械化。
1 纤维的物理性能
本研究采用某公司生产的颗粒状木质素纤维和絮状木质素纤维。按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）对本试验的木质素纤维的物理指标进行相关试验。试验结果见表1。
表1 纤维技术指标
2 沥青混合料配合比设计
2.1 原材料
本试验沥青采用壳牌SBS（I-C）改性沥青。按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）试验方法进行相关试验，试验结果见表2。各项指标均符合规范要求。
表2 SBS改性沥青技术指标试验结果
粗集料选用规格为4-6mm，6-11mm，11-16mm的玄武岩，按照《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）试验方法进行相关试验，试验结果见表3，各项指标均符合规范要求。
表3 粗集料技术指标试验结果
细集料采用规格为0-4mm的玄武岩机制砂，矿粉则由石灰石研磨而成，其技术性能指标试验结果分别见表4、表5。各项指标均符合规范要求。
表4 细集料技术指标试验结果
表5 矿粉技术指标试验结果
2.2 最佳油石比的确定
为了更好地研究两种纤维对SMA-13沥青混合料性能的影响，将级配保持一致。矿料合成级配曲线见图3。
图3 SMA-13合成级配曲线
在满足相关规范的基础上，根据工程经验，确定两种纤维在沥青混合料中的最佳掺量。颗粒状木质素纤维的掺量为0.4%，絮状木质素纤维的掺量为0.3%。马歇尔试验结果见表6。
表6 两种纤维沥青混合料的马歇尔试验结果
综合表6试验结果，掺加颗粒木质素纤维的沥青混合料油石比选用5.9%，掺加絮状木质素纤维的沥青混合料油石比选用6.1%。
3 两种纤维对SMA-13沥青混合料路用性能的影响
3.1 高温稳定性
采用车辙试验的动稳定度指标来评价沥青混合料的高温稳定性，对SMA-13沥青混合料在不同纤维掺量对应的最佳油石比下进行高温车辙试验。试验温度为60℃，轮压为0. 7MPa，碾压速度为42次/min。试验结果见表7。
表7 掺加两种纤维的SMA-13车辙试验结果
由表7可以看出，在各自最佳掺量下，掺加两种纤维均能满足SMA-13沥青混合料的动稳定度要求，且均远远大于技术要求。同时可知，掺加颗粒状木质素纤维的沥青混合料测得的动稳定度要高于掺加絮状木质素纤维的沥青混合料，说明在本文的研究前提下，前者的高温稳定性要优于后者。
3.2 水稳定性
采用残留马歇尔稳定度试验和冻融劈裂试验来评价SMA-13沥青混合料的水稳定性。试验结果见表8。
表8 掺加两种纤维的SMA-13水稳定性试验结果
由表8可知，掺加两种纤维的SMA-13沥青混合料的残留马歇尔稳定度和冻融劈裂残留强度比相差不大，且均能满足规范设计要求，说明二者均有较好的水稳定性。
3.3 析漏与飞散
按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（TJG E20－2011）进行沥青混合料肯塔堡飞散试验和谢伦堡析漏试验。试验结果见表9。
表9 掺加两种纤维的SMA-13析漏和飞散试验结果
由表9可知，掺加颗粒木质素纤维的SMA-13沥青混合料的析漏和飞散损失均要小于掺加絮状木质素纤维的沥青混合料，这说明在各自最佳掺量下，颗粒木质素纤维在SMA-13沥青混合料中对沥青的粘结性比絮状木质素纤维要好。
4 结语
通过对掺加不同木质素纤维的SMA-13沥青混合料的路用性能进行对比试验，可以得到以下结论：
（1）絮状纤维的吸油率更大，满足空隙率要求的SMA-13沥青混合料所需要的油石比也更大；
（2）掺加两种木质素纤维的SMA-13沥青混合料均有较好的水稳定性；但掺加颗粒木质素纤维的SMA-13沥青混合料，在高温稳定性方面要优于掺加絮状木质素纤维的SMA-13沥青混合料。此外，在SMA-13沥青混合料中，颗粒状纤维对沥青的粘结性也要优于絮状纤维。
参考文献：
[1]JTG F40－2004，公路沥青路面施工技术规范[S]．北京：人民交通出版社，2004.
[2]JTG E20-2011，公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].北京：人民交通出版社，2011.
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作者简介：徐琦（1979-），女，四川大竹县，本科，工程师，主要从事公路工程技术管理。
论文作者:徐琦
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/25
标签：沥青论文; 纤维论文; 木质素论文; 絮状论文; 颗粒状论文; 两种论文; 稳定性论文; 《建筑模拟》2018年第33期论文;