扬州大学建筑科学与工程学院 江苏扬州 225127
摘要：为探讨玄武岩纤维在对提高沥青稳定碎石路用性能中的适用性，选取ATB-25级配，对普通沥青稳定碎石、玄武岩纤维沥青稳定碎石、SBS改性沥青稳定碎石以及玄武岩纤维改性沥青稳定碎石四种沥青稳定碎石的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性进行对比分析研究。研究表明，玄武岩纤维对沥青稳定碎石路用性能具有提升效果。
关键词：玄武岩纤维；沥青稳定碎石；路用性能。
引言
在我国，半刚性基层沥青路面是高速公路主要的道路结构形式，反射裂缝问题是半刚性基层沥青路面所面对的最严重的病害[1]，如何延缓或者防止反射裂缝在沥青路面结构中的发展，是我国道路领域急需解决的问题。目前我国大部分地方都将沥青稳定碎石广泛运用于高速公路的新建以及改扩建下面层中，同时兼顾下面层以及部分基层作用，来延缓反射裂缝的发展[2]。但是对于新材料以及其结构性能还没进行细致研究。玄武岩纤维作为一种新型的矿质纤维，其能够改善沥青混合料的各项路用性能特别是抗裂性能，正在受到广泛的关注[3-6]。本研究将玄武岩纤维运用于沥青稳定碎石中，这对于玄武岩纤维的推广应用以及提升道路使用品质具有重要的现实意义。
1.原材料
1.1沥青
本文所采用的基质沥青详细指标具体见表1。采用的SBS改性沥青详细指标具体见表2。
表1 道路石油沥青性能指标
注：耐热性的测试是在250℃烘箱中加热4h小时的断裂强度保留率。用于沥青混合料中应检测。
2.组成设计
矿料级配采用ATB-25。基于本课题组对玄武岩纤维沥青混合料的前期研究基础，确定玄武岩纤维掺量为沥青混合料质量的0.3%，长度为12mm。根据《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）采用马歇尔设计法确定最佳油石比.
3.路用性能试验研究及分析
3.1高温稳定性
本文采用车辙试验来评价不同沥青稳定碎石的高温稳定性。
对上述车辙试验数据分析得到：
（1）在60℃车辙试验条件下，四种沥青稳定碎石的动稳定度指标均满足规范要求，图表表明玄武岩纤维的加入和采用SBS改性沥青均能明显提高沥青稳定碎石的动稳定度。
（2）对比普通沥青稳定碎石和SBS改性沥青的动稳定度结果，在60℃时掺加玄武岩纤维前后动稳定度分别提高了16.0%、37.9%，这说明在改性沥青中使用玄武岩纤维对于高温稳定性的提升幅度最大。
3.2水稳定性
本文将主要通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验来考量四种沥青稳定碎石的水稳定性。
（1）四种沥青稳定碎石的残留稳定度均满足规范规定的要求，不论在普通沥青稳定碎石中或者SBS改性沥青稳定碎石中添加玄武岩纤维，对沥青稳定碎石自身并无不良影响，残留稳定度均出现提升。究其原因，玄武岩纤维的加入，提升了沥青的用量，增强了集料之间粘结力同时形成的玄武岩纤维胶浆对混合料内部空隙进行填充，减小了沥青稳定碎石内部受水损害的面积。
（2）由表9的四种沥青稳定碎石冻融劈裂试验结果可以得到，SBS改性沥青和玄武岩纤维对于提高沥青稳定碎石的非条件劈裂强度、条件劈裂强度以及冻融劈裂强度比有着明显的效果，说明玄武岩纤维改性沥青稳定碎石较其它三种沥青稳定碎石的水稳定性有着明显的优势。
3.3低温抗裂性
本文采用小梁低温弯曲试验评价四种沥青稳定碎石的低温抗裂性能
（1）玄武岩纤维改性沥青稳定碎石的抗弯拉强度均最大。由于沥青混合料弯拉强度越大，其抗裂性能越强，表明玄武岩纤维以及SBS改性沥青均有助于提高沥青稳定碎石的抗裂性能。
（2）极限应变越大表明其抗裂性能越好，表明玄武岩纤维改性沥青稳定碎石相比于其它三种沥青稳定碎石具有优异的抗裂性能。
（3）劲度模量是反应沥青混合料柔韧性的重要指标，其值越小表明柔韧性越好，抗裂性能越好。
在-10℃下，玄武岩纤维改性沥青稳定碎石的劲度模量最小，即玄武岩纤维改性沥青稳定碎石的抗裂性能最好。
4.结论
本文通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、小梁低温弯曲试验研究玄武岩纤维对沥青稳定碎石混合料各项性能的作用效果，研究表明，玄武岩纤维对沥青稳定碎石的各项路用性能具有显著地提升，本文为玄武岩纤维在沥青稳定碎石中的应用提供理论依据。
参考文献
[1]沈金安,李福普,陈景.高速公路沥青路面早期损坏分析与防治对策[M].人民交通出版社,2004.12
[2]董豫.沥青稳定碎石（ATB-30）下面层的应用技术研究[D].长安大学,2011.
[3]刘福军.玄武岩纤维沥青混合料路用性能研究[D].硕士学位论文.哈尔滨:哈尔滨工业大学,2010.
[4]吴帮伟.玄武岩纤维增强沥青混合料性能试验研究[D].硕士学位论文.扬州:扬州大学,2013.
[5]赵丽华.玄武岩纤维对沥青混合料性能影响机理的研究[D].博士学位论文.大连:大连理工大学,2013.
[6]吴正光,王亚昀,肖鹏,吕阳.玄武岩纤维高模量沥青混合料疲劳性能试验研究[J].施工技术,2017,46(03):69-71+106.
论文作者:张智睿,王国方,赵翊良,钱璐,张丹丹
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2019/1/3
标签：玄武岩论文; 沥青论文; 碎石论文; 稳定论文; 纤维论文; 性能论文; 改性沥青论文; 《基层建设》2018年第33期论文;