1. 前言

（1）爲提高水泥混凝土(tǔ)路(lù)面的耐久性，已有研究提出在水泥混凝土(tǔ)面闆與基層之間設置瀝青混合料層間過渡層，其不僅能改善面闆與基層的接觸狀況、有效減少雨(yǔ)水的下滲，還(hái)能緩解路(lù)面闆傳遞來(lái)的動載沖擊作(zuò)用，大(dà)大(dà)提高路(lù)面的使用狀況和服役壽命[1，2]。由于路(lù)面闆接縫處的剪切作(zuò)用往往會造成較大(dà)的應力集中，從(cóng)而使過渡層産生(shēng)豎向剪切變形和開裂破壞，因此需要根據所處的特殊受力環境對功能層瀝青混合料進行設計(jì)[3，4]。但(dàn)是前人(rén)的研究往往是針對設置層間功能層的水泥混凝土(tǔ)路(lù)面結構受力特性，而對功能層瀝青混合料路(lù)用性能的研究較少。

（2）在國(guó)内外路(lù)面工(gōng)程實踐中，纖維複合材料已成爲提高瀝青混合料水穩定性和抗剪性能的有效技術(shù)手段。玄武岩礦物纖維由于具有耐高溫、原料來(lái)源廣泛和可(kě)以再生(shēng)利用等優點而逐步受到工(gōng)程技術(shù)人(rén)員(yuán)的重視[5，6]。因此，本文采用玄武岩纖維對功能層瀝青混合料進行改性，并根據功能層的技術(shù)要求對其抗滲、水穩定性和抗剪性能進行了系統分(fēn)析。

2. 原材料與試驗方法

（1）本研究所選用粗、細集料爲玄武岩，礦粉爲磨細的石灰岩，經檢測各項技術(shù)指标均符合規範要求；瀝青爲SBS改性瀝青，其技術(shù)指标見(jiàn)表1；玄武岩纖維爲浙江石金公司生(shēng)産，其技術(shù)指标見(jiàn)表2。

（2）混合料級配采用密級配瀝青混合料AC-13，以《公路(lù)瀝青路(lù)面施工(gōng)技術(shù)規範》（JTG F40-2004）推薦的級配中值爲設計(jì)級配，見(jiàn)表3。纖維摻量分(fēn)别取0、0.15%、0.30%、0.45%和0.60%，采用馬歇爾法确定的瀝青摻量分(fēn)别爲4.5%、4.7%、4.9%、5.2%和5.2%。

（3）參照(zhào)T 0730-2000瀝青混合料滲水試驗試驗規程，采用輪碾法成型試件(jiàn)，對瀝青混合料的抗滲性能進行測試和評價；将每一組配比的标準馬歇爾試件(jiàn)分(fēn)成兩組：一組在60℃恒溫水槽中保溫30min後測其馬歇爾穩定度MS，另一組在在60℃水浴中恒溫保養48h後測其馬歇爾穩定度MS1，用殘留穩定度MS0來(lái)分(fēn)析玄武岩纖維對混合料的水穩定性能的影(yǐng)響；将車轍闆切割成30cm×5cm×5cm的梁式試件(jiàn)，然後參考文獻[2]所推薦的測試方法測試其抗剪性能。

3. 結果與討(tǎo)論

3.1抗滲性能。

功能層瀝青混合料試件(jiàn)的滲水系數計(jì)算時以水面從(cóng)100mL下降至500mL所需的時間爲标準，将滲水系數計(jì)算結果繪于圖1。從(cóng)圖1可(kě)以看(kàn)出，随着纖維摻量的增大(dà)，混合料的滲水系數逐漸減小，說(shuō)明玄武岩纖維的加入對抗滲性能有利。主要是因爲随着纖維的加入，瀝青的裹覆面積得(de)以提高，從(cóng)而使瀝青膠漿的體(tǐ)積量增大(dà)，混合料的空隙率減小，所以抗滲性能提高，能有效減小雨(yǔ)水下滲進入水泥路(lù)面基層内部，提高基層的使用壽命。

3.2水穩定性能。

（1）采用标準試驗方法進行浸水馬歇爾試驗[7]，每組試驗采用平行試件(jiàn)4個，測試結果如(rú)圖2所示。從(cóng)圖2可(kě)以看(kàn)出，加入玄武岩纖維以後，功能層瀝青混合料的穩定度和殘留穩定度均明顯提高，并且随着纖維摻量的增大(dà)其提高幅度更明顯。當纖維摻量分(fēn)别爲0.15%、0.30%、0.45%和0.60%時，馬歇爾穩定度的提高幅度分(fēn)别爲14.5%、21.5%、31.2%和17.2%，殘留穩定度的提高幅度分(fēn)别爲16.2%、23.6%、33.65和17.9%。纖維的加入導緻瀝青膠漿的粘度增大(dà)，勁度變大(dà)，所以混合料的穩定度提高；當把其浸入水中後，由于膠漿與礦料的粘附性提高，所以水分(fēn)更難進入瀝青膠漿與礦料表面之間，從(cóng)而導緻混合料的殘留穩定度提高。

（2）綜合分(fēn)析穩定度與殘留穩定度的增長趨勢可(kě)以看(kàn)出，當纖維摻量達到0.45%時，混合料的穩定度、殘留穩定度與殘留穩定度比均達到大(dà)值，所以建議(yì)玄武岩纖維的摻量爲0.45%較合适。

3.3抗剪性能。

荷載重複作(zuò)用次數與功能層瀝青混合料累積變形之間的關系如(rú)圖4所示。從(cóng)圖4可(kě)以看(kàn)出，纖維的加入導緻混合料的累積變形大(dà)大(dà)減小，在0.45%摻量下，當荷載重複作(zuò)用次數分(fēn)别爲5000次和50000次時，累積變形分(fēn)别減小了19.4%和15.4%。瀝青混合料的抗剪強度主要由礦料的嵌擠作(zuò)用和瀝青的粘聚作(zuò)用所提供，加入玄武岩纖維以後，随機(jī)分(fēn)布的纖維網絡對瀝青膠漿的流動産生(shēng)阻滞，充當了加筋的作(zuò)用，從(cóng)而提高了混合料的抗力和穩定性，所以導緻其累積變形的減小。但(dàn)是，當纖維摻量超過0.45%以後，混合料的累積變形反而增大(dà)，主要是因爲随着纖維摻量的增大(dà)，其分(fēn)散性受到一定的影(yǐng)響，纖維的加筋作(zuò)用得(de)不到完全發揮，所以累積變形略有增大(dà)。

4. 結論

玄武岩纖維的加入導緻瀝青的吸附面積增大(dà)，粘度增大(dà)，瀝青膠漿勁度提高，所以功能層瀝青混合料的抗滲性能、水穩定性和抗剪性能均明顯提高，有利于功能層有效阻止雨(yǔ)水的下滲并緩和面層闆的剪切和沖擊作(zuò)用，大(dà)大(dà)提高基層的使用壽命和路(lù)面的使用質量。綜合考慮抗滲性能、水穩定性和抗剪性能測試結果，建議(yì)玄武岩纖維的摻量爲0.45%較爲合适。

參考文獻

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