陸鵬程 顧倩儷 吳宇浩 夏炎 施雨 袁益進(jìn) 王天

摘要：受到日益增大的重載交通量的影響，我國(guó)瀝青路面更容易出現(xiàn)疲勞開裂等病害，因此，提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)來提高瀝青路面的疲勞性能。通過對(duì)玄武巖纖維吸油性能的分析，在瀝青混合料中摻入長(zhǎng)度為6mm玄武巖纖維，同時(shí)控制其摻入量為0.3%。摻加玄武巖纖維后的混合料，采用四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)來分析其疲勞性能。通過研究結(jié)果可知，摻加玄武巖纖維后的瀝青混合料，其疲勞性能顯著提高，同時(shí)用該混合料鋪筑的路面的高溫穩(wěn)定性也獲得了明顯的提升。不同的級(jí)配類型對(duì)其疲勞性能的提高幅度存在較大差異，其中玄武巖纖維對(duì)SMA-13級(jí)配的疲勞性能提升效果最明顯。

Abstract： Affected by the increasing heavy traffic volume， asphalt pavement in China is more prone to fatigue cracking and other diseases. Therefore， a higher standard is proposed to improve the fatigue performance of asphalt pavement. Based on the analysis of oil absorption performance of basalt fibers， 6 mm basalt fibers were added into asphalt mixtures and 0.3% of basalt fibers were controlled at the same time. Four-point bending fatigue test was used to analyze the fatigue properties of the mixture mixed with basalt fibers. The results show that the fatigue performance of asphalt mixture with basalt fiber is significantly improved， and the high temperature stability of the pavement paved with the mixture is also significantly improved. Different aggregate gradation will affect the fatigue performance of asphalt mixture improved by basalt fibers. Among them， SMA-13 graded asphalt mixture has the greatest improvement because of basalt fibers.

關(guān)鍵詞：玄武巖纖維;瀝青混合料;疲勞性能

Key words： basalt fiber;asphalt mixture;fatigue performance

中圖分類號(hào)：U414? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2019）17-0263-03

0? 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，瀝青路面也得到進(jìn)一步的推廣應(yīng)用，其具有力學(xué)性質(zhì)和路用性能。但是由于其屬于柔性路面，當(dāng)其受到重載交通的持續(xù)反復(fù)作用及高溫環(huán)境的影響，路面會(huì)出現(xiàn)疲勞開裂、車轍等嚴(yán)重病害，路面使用年限急劇降低，行車舒適性也無法得到有效保證[1-2]。因此，對(duì)于如何進(jìn)一步提高瀝青路面路用性能還需要深入研究。迄今為止，國(guó)內(nèi)外研究人員大多采用纖維實(shí)現(xiàn)瀝青路面抗疲勞開裂的最終目的。李慧萍等對(duì)纖維瀝青混合料的室內(nèi)試驗(yàn)的相關(guān)性能進(jìn)行了分析，纖維材料的不同對(duì)其性能的影響很大。盧輝等人通過對(duì)試驗(yàn)路段及室內(nèi)試驗(yàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析[4-6]，發(fā)現(xiàn)在實(shí)際道路使用中，摻加纖維材料的瀝青路面車轍和裂縫等病害明顯減少。借鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究學(xué)者的前期成果，發(fā)現(xiàn)纖維材料的摻入其室內(nèi)試驗(yàn)的相關(guān)性能可以得到明顯提高，路面使用質(zhì)量及壽命也可以得到有效改善[7-8]。作為一種新型環(huán)保材料，玄武巖纖維耐高低溫性能優(yōu)異[9-10]，因而在瀝青路面中得到使用。因此基于上述的研究成果，本文通過改變混合料的級(jí)配類型采用UTM-25試驗(yàn)機(jī)分別進(jìn)行四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)，對(duì)其疲勞性能進(jìn)行分析，驗(yàn)證通過短切玄武巖纖維的摻入可以有效改善重載交通下高速公路瀝青路面的抗疲勞開裂性能明顯提高瀝青路面疲勞壽命，大幅度延緩疲勞裂縫的出現(xiàn)，以期為該材料的深入研究提供一定的借鑒。

1? 試驗(yàn)材料與礦料級(jí)配

1.1 試驗(yàn)材料

根據(jù)高速公路工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，選用SBS改性瀝青、短切玄武巖纖維、石灰?guī)r粗細(xì)集料、磨細(xì)石灰?guī)r礦粉，相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)如表1-表4所示。

1.2 礦料級(jí)配

所選級(jí)配的各篩孔通過率見表5-表7。

2? 玄武巖纖維瀝青混合料疲勞性能研究

2.1 試驗(yàn)方法

根據(jù)JTG E20-2011規(guī)范對(duì)瀝青混合料進(jìn)行四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)，采用的尺寸大小為的小梁試件進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)過程如圖1-圖2所示。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果

分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)（表8、圖3-圖5）可知：在這幾種級(jí)配類型中，SMA-13級(jí)配具有最高的疲勞作用次數(shù)，與SUP-20瀝青混合料相比，疲勞作用次數(shù)有16%的提高幅度;與SUP-25瀝青混合料相比，疲勞作用次數(shù)提升幅度更大。分析其原因，SMA級(jí)配屬于骨架密實(shí)性結(jié)構(gòu)，兼具較好的嵌鎖能力和瀝青粘聚力，因而提升幅度最大。

3? 結(jié)論

①玄武巖纖維對(duì)其疲勞性能提高幅度明顯，而且可以有效改善重載交通下高速公路瀝青路面的抗疲勞開裂性能。②不同的級(jí)配類型對(duì)其疲勞性能的提高幅度存在較大差異，其中玄武巖纖維對(duì)SMA-13級(jí)配的疲勞性能提升效果最明顯。③通過短切玄武巖纖維的摻入可以明顯提高瀝青路面疲勞壽命及使用年限，大幅度延緩疲勞裂縫的出現(xiàn)。

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課題項(xiàng)目：2018年揚(yáng)州大學(xué)研究生實(shí)踐創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目（XSJCX18_052）;2018年省級(jí)科創(chuàng)項(xiàng)目（201811117057Y）。

作者簡(jiǎn)介：陸鵬程（1995-），男，江蘇南通人，碩士研究生，研究方向?yàn)榻ㄖc土木工程。