為了將乳化瀝青冷再生混合料用于更高路面結(jié)構(gòu)層位,試驗研究不同種類纖維和摻量對乳化瀝青冷再生混合料力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,摻加纖維能提高乳化瀝青冷再生混合料的力學(xué)性能、路用性能、抗松散性能和耐久性能。隨著纖維摻量的增加,乳化瀝青冷再生混合料的力學(xué)性能呈先提高后降低趨勢;4種纖維對乳化瀝青冷再生混合料的綜合路用性能和疲勞特性改善效果的排序為:玄武巖纖維>聚丙烯腈纖維>聚酯纖維>聚丙烯纖維;摻加纖維能顯著改善乳化瀝青冷再生混合料在的長期穩(wěn)定性。 

【文章來源】：新型建筑材料. 2020,47(06)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

纖維乳化瀝青冷再生混合料的肯塔堡飛散試驗結(jié)果

采用南非進口的小型MMLS1/3加速加載設(shè)備模擬服役期間乳化瀝青冷再生基層的實際受荷狀態(tài)，以研究纖維乳化瀝青冷再生混合料的耐久性能。MMLS1/3試驗條件為：試驗橡膠輪接地壓強0.7 MPa，加載頻率40 Hz（加載速率為2.5 m/s），試驗溫度為60℃。在最佳纖維摻量下，混合料車轍深度的變化見圖3。由圖3可知：（1）試驗過程中，隨著膠輪加載次數(shù)增加，車轍深度持續(xù)增大，車轍深度增大的同時車轍深度增長速率逐漸減小。車轍深度發(fā)展呈2個階段增長趨勢：在加載5萬次前，車轍深度隨試驗?zāi)z輪加載次數(shù)增大而快速增大，車轍變形量主要源于乳化瀝青砂漿壓密變形；加載5萬次后，車轍深度隨加載次數(shù)增加呈緩慢增大趨勢，此時車轍發(fā)展進入穩(wěn)定遷移期，車轍發(fā)展第2階段的車轍變形量主要源于乳化瀝青砂漿剪切蠕變變形和集料在重復(fù)荷載疲勞作用下產(chǎn)生水平和豎向轉(zhuǎn)動位移所致，在壓密階段，5種乳化瀝青冷再生混合料的車轍變形量相差不大，壓密變形階段產(chǎn)生的車轍變形量約為總車轍深度的55%，分析以為這與乳化瀝青冷再生混合料空隙率大、微孔數(shù)量多的空隙體積特性有關(guān)。（2）相同加載次數(shù)，纖維乳化瀝青冷再生混合料的車轍變形量明顯小于普通乳化瀝青冷再生混合料，同時穩(wěn)定遷移期車轍增長速率也較小。加載120萬次后，聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、聚酯纖維、玄武巖纖維乳化瀝青冷再生混合料的車轍變形量比普通乳化瀝青冷再生混合料分別降低了12.0%、34.0%、27.1%、41.6%，可見摻加纖維能顯著改善乳化瀝青冷再生混合料在高溫持續(xù)荷載作用下的長期穩(wěn)定性；4種纖維乳化瀝青冷再生混合料的疲勞壽命長短排序為：玄武巖纖維>聚丙烯腈纖維>聚酯纖維>聚丙烯纖維。（3）對試驗?zāi)z輪加載次數(shù)（x）與車轍深度（y）回歸擬合分析可以發(fā)現(xiàn)，車轍深度隨加載次數(shù)增大呈良好的y=Aln(x)+B指數(shù)增長關(guān)系（A、B為擬合參數(shù)，擬合優(yōu)化度R2大于0.95），車轍深度與試驗?zāi)z輪加載次數(shù)二者在統(tǒng)計意義上有良好的擬合相關(guān)性，可為后期建立乳化瀝青冷再生混合料車轍預(yù)估模型提供借鑒。

纖維乳化瀝青冷再生混合料的力學(xué)性能參照J(rèn)TG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》、JTG D50—2017《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》和JTG F41—2008進行測試，結(jié)果見圖1。由圖1可見：（1）隨著纖維摻量的增加，4種纖維乳化瀝青冷再生混合料的劈裂強度、馬歇爾穩(wěn)定度、貫入剪切強度和無側(cè)限抗壓強度均先提高后降低。分析認(rèn)為，纖維對乳化瀝青冷再生混合料力學(xué)性能的增強作用與纖維摻量和纖維分散均勻效果密切相關(guān)，隨著纖維摻量增大，纖維所形成的三維亂向支撐體系達到飽和后，纖維的界面增強作用、加筋阻裂作用及對細密裂縫擴張的限制作用也達到峰值；再進一步增加纖維摻量，因纖維分散不均勻重疊、聚集而出現(xiàn)薄弱接觸面反而削弱了纖維對乳化瀝青力學(xué)性能的改善作用。（2）相比未摻纖維的普通乳化瀝青冷再生混合料，纖維摻量為0.1%～0.5%時，摻聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、聚酯纖維、玄武巖纖維乳化瀝青冷再生混合料的劈裂強度分別提高了3.5%～19.3%、12.3%～42.1%、7.0%～29.8%、21.1%～49.1%，馬歇爾穩(wěn)定度分別提高了5.8%～30.1%、13.3%～40.5%、8.6%～32.5%、22.9%～46.9%，貫入剪切強度分別提高了9.4%～30.1%、21.8%～38.0%、14.5%～32.1%、30.6%～42.4%，無側(cè)限抗壓強度分別提高了27.8%～39.5%、59.2%～101.1%、42.1%～82.9%、64.0%～119.7%；相同纖維摻量下，混合料的4項力學(xué)性能的大小排序相同，即摻玄武巖纖維>摻聚丙烯腈纖維>摻聚酯纖維>摻聚丙烯纖維。表明纖維的種類和摻量均對乳化瀝青冷再生混合料的力學(xué)性能有顯著影響。（3）以劈裂強度、馬歇爾穩(wěn)定度、貫入剪切強度和無側(cè)限抗壓強度4項力學(xué)強度峰值對應(yīng)的纖維摻量平均值作為最佳纖維摻量，則聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、聚酯纖維、玄武巖纖維的最佳摻量分別為0.30%、0.35%、0.30%、0.30%。在最佳纖維摻量下，聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、聚酯纖維、玄武巖纖維乳化瀝青冷再生混合料的劈裂強度分別為0.68、0.81、0.74、0.85 MPa，馬歇爾穩(wěn)定度分別為8.1、8.5、8.3、9.2 kN，貫入剪切強度分別為0.87、0.94、0.88、0.97 MPa，無側(cè)限抗壓強度分別為3.76、5.42、4.92、5.92 MPa。在最佳纖維摻量下，纖維乳化瀝青冷再生混合料的馬歇爾穩(wěn)定度達到了熱拌瀝青混合料的水平，同時劈裂強度遠優(yōu)于JTG F41—2008的要求，纖維乳化瀝青冷再生混合料具有優(yōu)良的力學(xué)性能。

【參考文獻】：
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