木质素纤维在SMA沥青混合料作用机理_百度文库
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木质素纤维在SMA沥青混合料作用机理
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SMA路面路用木质纤维素
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简要说明：
&&&&详细信息
路用木质纤维素 木质素纤维（Cellulose Fiber）是天然木材经过化学处理所含的木质素和大部分纤维被分解后，留下来的惰性有机纤维所形成一种纤维结构链由于木材在化学处理时的温度高达250摄氏度以上，因此处理后的纤维素在通常环境条件下化学性质非常稳定，不会被酸、碱和一般的溶剂所腐蚀，因而被广泛应用SMA（沥青玛蹄脂碎石混和料）和OGFC开级抗化结构的高速公路路面上。 〖主要性能〗 ? 加筋作用：在SMA混合料中掺加纤维，纤维在混合料中以一种三维的分散相存在，像各种钢纤维混凝土、土工格栅、土工布等加筋材料一样，可以起到加筋作用。 ?分散作用：如果没有纤维，用量颇大的沥青矿粉很可能成为胶团，不能均匀地分散在集料之间，铺筑在路面上将清楚地看见到“油斑”存在，纤维可以使胶团分散。 ?吸附及吸收沥青的作用：在SMA混合料中加入纤维稳定剂的作用在于充分吸附（表面）及吸收（内部）沥青，从而使沥青用量增加，沥青油膜变厚，提高混合料的耐久性。 ?稳定作用：纤维使沥青膜处于比较稳定的状态，尤其是在夏天 高温季节，沥青受热膨胀时，纤维内部空隙还将成为一种缓冲的余地，不致成为自由沥青而泛油，对高温稳定性也有好处。 ?增粘作用：提高粘结力。纤维将增加沥青与矿料的粘附性，通过油膜的粘结，提高集料之间的粘结力。 路用工程纤维是一种优质天然木质纤维素纤维，是国际公认的环保产品。它具有极好的分散性及吸附性，其主要机理是通过天然木质纤维素纤维来增厚沥青结构膜，有效地提高沥青混合料地抗老化性能。 根据权威部门地测定，在沥青混合料中添加0.3%的路用工程纤维后，马歇尔稳定度可以明显提高。而混合料的流值降低明显，使路面处于不易蠕动状态，大大提高了结构的稳定性。其劈裂强增长幅度显著。在高温湿度条件下，残留稳定度仍保持较高的数值，从而阻止了沥青及沥青胶浆的排出。可得到最满意的高性能沥青混和料。 　 其卓越的品质，保证了在生产、运输、摊铺和碾压过程中混和料的均匀性及稳定性。对沥青路面高低温稳定性和耐久性的提高，起到了相当大的作用。为修筑优质沥青路面奠定了基石。路用工程纤维已被广泛应用于新建及修建SMA沥青路面，纤维加强型沥青路面，水泥路面加罩，透水沥青混合料。 已在全世界65个国家和地区得以应用, 包括各大洲中的高速公路, 机场跑道, 以及最能体验产品性能的世界一级方程式跑道。在中国, 我们的纤维己在部分省市高速公路以及国际机场中得以应用。 作为一种极为坚固和高耐久性的路面对于各种特殊的交通情况和气候条件都具有极好的适应性。因此SMA在全世界范围内得到了越来越广泛的应用，成为一种极为重要的路面技术。 SMA为以下交通情况专门设计 : - F1方程式赛车跑道 - 高速公路与城市快速路、干线道路的抗滑表层 - 高寒地区、防止温缩裂缝 - 机场跑道、立交桥、匝道 - 公路重交通路段，重载及超载车多的路段 - 高温多雨地区路面、停车场 - 桥面铺装，特别是钢桥面铺装 - 城市道路的公交车专用道 - 城市道路交叉口，公共汔车站、停车场、货场、港口码头 - 城镇地区需要降低噪音的路段，如学校、医院、居民区 木质纤维素在SMA路面中的作用 木质纤维素在SMA中路面中可起到抗裂作用，在SMA混合料中纤维与纤维间搭接成三维立体结构可起到增强作用，再凝固或干燥过程中的机械能被纤维筋减弱，有效地减少路面低温开裂；木质纤维素具有良好的分散性，在SMA路面中如果不加纤维，在拌和中较多的沥青与矿粉就会打不开结为胶团，很难均匀地分散在集料之间，铺筑在路面上容易出现油斑。加入适量的纤维后可使胶团分散，杜绝路面油斑；木质纤维素具有良好的液体强制吸附力，木质纤维素可吸收自身质量1-2倍的液体，并用其结构吸附2-6倍的液体，（吸油率可达自身质量的5倍以上）。在SMA混合料中可使沥青的用料增加，沥青油膜变厚；增粘使用在SMA混合料中，纤维增加沥青和矿粉之间的粘结力，从而增大路面与轮胎之间摩擦力；木质纤维素具有良好的稳定作用可使沥青处于比较稳定的状态，尤其是炎热的夏季，纤维内部的空隙起到缓冲做用，不致在高温下成为自由沥青而泛油。
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不同纤维对SMA沥青混凝土性能的影响
     摘要：SMA沥青混合料沥青用量较一般沥青混合料大，需要添加专门的纤维稳定剂解决沥青的离析问题。本文通过大量试验，比较三种国内有代表性的木质素纤维、聚酯纤维、矿物纤维的吸油率、拌和和易性以及掺加此三种纤维的SMA沥青混合料的路用性能，以此推荐适合于SMA沥青混合料的价格合理、性能优良的纤维稳定剂。 中国论文网
关键词：SMA纤维稳定剂 吸油率拌和和易性 路用性能
SMA沥青混合料作为一种骨架嵌挤型混合料，具有典型的“三多一少”的特征。为了解决SMA中沥青的稳定性问题，必须在SMA混合料中掺加适量的纤维稳定剂。当前SMA沥青混合料中常用的纤维稳定剂有木质素纤维、聚酯纤维、矿物纤维三类，其中以木质素纤维应用最为普遍。纤维在SMA沥青混合料中的主要作用有以下几方面：（1）纤维保证SMA沥青混合料在储存、运输和摊铺过程中不发生析漏和流淌。（2）纤维可以提高沥青和矿粉形成的玛蹄脂的粘附性，起到增粘的作用，提高混合料的抗剥离性能。本文通过在SMA-13沥青混合料中掺加不同类型纤维，从纤维的施工和易性、SMA沥青混合料的路用性能等几个方面进行比较，比较几种不同纤维对SMA沥青混合料性能的影响。 1纤维类型概述 木质素纤维是天然木材经过化学处理，所含有的木质素和大部分的纤维被分解后，留下来的惰性有机物所形成的一种显纤维结构连。由于是经过高温处理的，所以其化学性质非常稳定，不易被酸碱所腐蚀。 聚酯纤维是以聚酯为主要原料，添加一定的功能母料，通过熔融、挤出、高速喷丝、高倍率拉伸后，经特殊表面处理工艺生产而成。其外观为多根纤维单丝交聚而成的束状结构。聚酯纤维除具有纤维细度大、强度高、易分散的特点，还具有突出的耐高温性能。 矿物纤维是一种无机材料，系采用玄武岩和石灰岩在1600℃高温熔融、编纺、抽丝并经表面处理上胶而成。矿物纤维软化点高（1200℃），具有更好的耐高温能力及低温稳定性。 2采用不同纤维的SMA混合料性能研究 选择国内常用的SMA13级配，分别掺加0.3%木质素纤维，0.3%聚酯纤维，0.4%矿物纤维，分别进行配合比设计，最终确定掺加木质素纤维的SMA13的最佳油石比为6.1%，掺加聚酯纤维的SMA13的最佳油石比为5.8%,掺加矿物纤维的SMA13的最佳油石比为5.6%。然后进行掺加不同纤维的SMA混合料的路用性能试验，比较纤维对SMA沥青混合料性能的影响。 2.1飞散试验 试验条件：将成型的马歇尔试件(双面各击实75次)在20±0.5℃水温下浸泡20小时，然后采用洛杉矶磨耗试验机旋转300次进行飞散测试，试验结果见表2.1-1。从试验结果可以看出三种掺加纤维的沥青混合料的抗飞散能力均满足规范要求。 表2.1-1 飞散试验结果 纤维 类型 飞散率1 （%） 飞散率2（%） 飞散率3（%） 飞散率4（%） 平均值 （%） 要求 （%） 木质素纤维 2.2 2.4 2.3 2.3 2.3 ≤15 聚酯纤维 1.9 2.0 1.8 1.6 1.8 矿物纤维 1.2 1.3 1.7 1.4 1.4 从飞散试验可以看出三种类型的混合料的飞散率均远远低于15％的规范要求。三种类型纤维SMA混合料的飞散率相差不大，说明三种混合料均具有良好的抗飞散性能。 2.2高温性能研究 本次通过高温车辙试验，对比掺加不同纤维稳定剂沥青混合料的高温抗车辙性能。试验参照我国公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTJ052-2000），进行高温性能比较研究，试验温度为60℃，轮压为0.7MPa。具体试验结果如表2.2-1。 表2.2-160℃车辙试验动稳定度结果（次/mm） 纤维类型 1 2 3 平均值 要求（％） 变异系数（％） 要求（％） 木质素纤维 46 4731 ≥ ≤20 聚酯纤维 00
矿物纤维 75
考虑到国内具体气候条件，实验室也对三种沥青混合料进行了70℃动稳定度试验，试验结果见表2.2-2。 表2.2-270℃车辙试验动稳定度结果（次/mm） 纤维类型 1 2 3 平均值 要求（％） 变异系数（％） 要求（％） 木质素纤维 00 3948 ≥ ≤20 聚酯纤维 00
矿物纤维 00
改性沥青SMA的由于其良好的骨架嵌挤作用，高温稳定性特别优良。三种SMA混合料的抗车辙性能均较好，满足国内改性沥青混合料设计指标要求，在70℃条件下，三种沥青混合料依然可以满足大于等于2500次/mm的要求。 从动稳定度试验可以看出，5.8％油石比的聚酯纤维和5.6％油石比的矿物纤维沥青商品混凝土的动稳定度结果均高于6.1％油石比的木质素纤维。为了评价油石比不同对混合料抗车辙的影响，本次同时成型油石比为5.8％的木质素纤维SMA-13车辙板，进行60℃高温车辙试验，与5.8％油石比的聚酯纤维混合料进行比较，试验结果见表2.2-3。 表2.2-360℃车辙试验动稳定度结果（次/mm） 纤维类型 油石比（％） 1 2 3 平均值 木质素纤维 5.8 27 5918 聚酯纤维 5.8 00 5918 从表2.2-3可以看出，采用木质素纤维的SMA沥青混合料，当油石比采用5.8％时，混合料的动稳定度与采用相同油石比的聚酯纤维SMA沥青混合料相近。由此可见，一贯认为聚酯纤维、矿物纤维能够显著提高改性沥青SMA混合料的高温抗变形性能的观点值得研究，油石比的变化对于SMA沥青混合料的高温性能影响更大。
参考文献： [1] JTJ052-2000，公路工程沥青及沥青混合料试验规程。 [2] JTG F40－2004，公路沥青路面施工技术规范。 [3] 沈金安，改性沥青与SMA路面，北京：人民交通出版社，1999。
不同纤维对SMA沥青商品混凝土性能的影响 方永廉
摘要：SMA沥青混合料沥青用量较一般沥青混合料大，需要添加专门的纤维稳定剂解决沥青的离析问题。本文通过大量试验，比较三种国内有代表性的木质素纤维、聚酯纤维、矿物纤维的吸油率、拌和和易性以及掺加此三种纤维的SMA沥青混合料的路用性能，以此推荐适合于SMA沥青混合料的价格合理、性能优良的纤维稳定剂。
关键词：SMA纤维稳定剂 吸油率拌和和易性 路用性能
SMA沥青混合料作为一种骨架嵌挤型混合料，具有典型的“三多一少”的特征。为了解决SMA中沥青的稳定性问题，必须在SMA混合料中掺加适量的纤维稳定剂。当前SMA沥青混合料中常用的纤维稳定剂有木质素纤维、聚酯纤维、矿物纤维三类，其中以木质素纤维应用最为普遍。纤维在SMA沥青混合料中的主要作用有以下几方面：（1）纤维保证SMA沥青混合料在储存、运输和摊铺过程中不发生析漏和流淌。（2）纤维可以提高沥青和矿粉形成的玛蹄脂的粘附性，起到增粘的作用，提高混合料的抗剥离性能。本文通过在SMA-13沥青混合料中掺加不同类型纤维，从纤维的施工和易性、SMA沥青混合料的路用性能等几个方面进行比较，比较几种不同纤维对SMA沥青混合料性能的影响。
1纤维类型概述 木质素纤维是天然木材经过化学处理，所含有的木质素和大部分的纤维被分解后，留下来的惰性有机物所形成的一种显纤维结构连。由于是经过高温处理的，所以其化学性质非常稳定，不易被酸碱所腐蚀。 聚酯纤维是以聚酯为主要原料，添加一定的功能母料，通过熔融、挤出、高速喷丝、高倍率拉伸后，经特殊表面处理工艺生产而成。其外观为多根纤维单丝交聚而成的束状结构。聚酯纤维除具有纤维细度大、强度高、易分散的特点，还具有突出的耐高温性能。 矿物纤维是一种无机材料，系采用玄武岩和石灰岩在1600℃高温熔融、编纺、抽丝并经表面处理上胶而成。矿物纤维软化点高（1200℃），具有更好的耐高温能力及低温稳定性。 2采用不同纤维的SMA混合料性能研究 选择国内常用的SMA13级配，分别掺加0.3%木质素纤维，0.3%聚酯纤维，0.4%矿物纤维，分别进行配合比设计，最终确定掺加木质素纤维的SMA13的最佳油石比为6.1%，掺加聚酯纤维的SMA13的最佳油石比为5.8%,掺加矿物纤维的SMA13的最佳油石比为5.6%。然后进行掺加不同纤维的SMA混合料的路用性能试验，比较纤维对SMA沥青混合料性能的影响。 2.1飞散试验 试验条件：将成型的马歇尔试件(双面各击实75次)在20±0.5℃水温下浸泡20小时，然后采用洛杉矶磨耗试验机旋转300次进行飞散测试，试验结果见表2.1-1。从试验结果可以看出三种掺加纤维的沥青混合料的抗飞散能力均满足规范要求。 表2.1-1 飞散试验结果 纤维 类型 飞散率1 （%） 飞散率2（%） 飞散率3（%） 飞散率4（%） 平均值 （%） 要求 （%） 木质素纤维 2.2 2.4 2.3 2.3 2.3 ≤15 聚酯纤维 1.9 2.0 1.8 1.6 1.8 矿物纤维 1.2 1.3 1.7 1.4 1.4 从飞散试验可以看出三种类型的混合料的飞散率均远远低于15％的规范要求。三种类型纤维SMA混合料的飞散率相差不大，说明三种混合料均具有良好的抗飞散性能。 2.2高温性能研究 本次通过高温车辙试验，对比掺加不同纤维稳定剂沥青混合料的高温抗车辙性能。试验参照我国公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTJ052-2000），进行高温性能比较研究，试验温度为60℃，轮压为0.7MPa。具体试验结果如表2.2-1。 表2.2-160℃车辙试验动稳定度结果（次/mm） 纤维类型 1 2 3 平均值 要求（％） 变异系数（％） 要求（％） 木质素纤维 46 4731 ≥ ≤20 聚酯纤维 00
矿物纤维 75
考虑到国内具体气候条件，实验室也对三种沥青混合料进行了70℃动稳定度试验，试验结果见表2.2-2。 表2.2-270℃车辙试验动稳定度结果（次/mm） 纤维类型 1 2 3 平均值 要求（％） 变异系数（％） 要求（％） 木质素纤维 00 3948 ≥ ≤20 聚酯纤维 00
矿物纤维 00
改性沥青SMA的由于其良好的骨架嵌挤作用，高温稳定性特别优良。三种SMA混合料的抗车辙性能均较好，满足国内改性沥青混合料设计指标要求，在70℃条件下，三种沥青混合料依然可以满足大于等于2500次/mm的要求。 从动稳定度试验可以看出，5.8％油石比的聚酯纤维和5.6％油石比的矿物纤维沥青商品混凝土的动稳定度结果均高于6.1％油石比的木质素纤维。为了评价油石比不同对混合料抗车辙的影响，本次同时成型油石比为5.8％的木质素纤维SMA-13车辙板，进行60℃高温车辙试验，与5.8％油石比的聚酯纤维混合料进行比较，试验结果见表2.2-3。 表2.2-360℃车辙试验动稳定度结果（次/mm） 纤维类型 油石比（％） 1 2 3 平均值 木质素纤维 5.8 27 5918 聚酯纤维 5.8 00 5918 从表2.2-3可以看出，采用木质素纤维的SMA沥青混合料，当油石比采用5.8％时，混合料的动稳定度与采用相同油石比的聚酯纤维SMA沥青混合料相近。由此可见，一贯认为聚酯纤维、矿物纤维能够显著提高改性沥青SMA混合料的高温抗变形性能的观点值得研究，油石比的变化对于SMA沥青混合料的高温性能影响更大。
参考文献： [1] JTJ052-2000，公路工程沥青及沥青混合料试验规程。 [2] JTG F40－2004，公路沥青路面施工技术规范。 [3] 沈金安，改性沥青与SMA路面，北京：人民交通出版社，1999。
收录时间:日 15:55:03 来源:中国混凝土机械网 作者:匿名
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