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(yàn)研究不同種類(lèi)纖維和摻量對(duì)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(shì);4種纖維對(duì)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?yàn)?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(zhǎng)期穩(wěn)定性。 

【文章來(lái)源】：新型建筑材料. 2020,47(06)北大核心

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纖維乳化瀝青冷再生混合料的肯塔堡飛散試驗(yàn)結(jié)果

采用南非進(jìn)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(shí)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(yàn)條件為：試驗(yàn)橡膠輪接地壓強(qiáng)0.7 MPa，加載頻率40 Hz（加載速率為2.5 m/s），試驗(yàn)溫度為60℃。在最佳纖維摻量下，混合料車(chē)轍深度的變化見(jiàn)圖3。由圖3可知：（1）試驗(yàn)過(guò)程中，隨著膠輪加載次數(shù)增加，車(chē)轍深度持續(xù)增大，車(chē)轍深度增大的同時(shí)車(chē)轍深度增長(zhǎng)速率逐漸減小。車(chē)轍深度發(fā)展呈2個(gè)階段增長(zhǎng)趨勢(shì)：在加載5萬(wàn)次前，車(chē)轍深度隨試驗(yàn)?zāi)z輪加載次數(shù)增大而快速增大，車(chē)轍變形量主要源于乳化瀝青砂漿壓密變形；加載5萬(wàn)次后，車(chē)轍深度隨加載次數(shù)增加呈緩慢增大趨勢(shì)，此時(shí)車(chē)轍發(fā)展進(jìn)入穩(wěn)定遷移期，車(chē)轍發(fā)展第2階段的車(chē)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(dòng)位移所致，在壓密階段，5種乳化瀝青冷再生混合料的車(chē)轍變形量相差不大，壓密變形階段產(chǎn)生的車(chē)轍變形量約為總車(chē)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(chē)轍變形量明顯小于普通乳化瀝青冷再生混合料，同時(shí)穩(wěn)定遷移期車(chē)轍增長(zhǎng)速率也較小。加載120萬(wàn)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(chē)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(jiàn)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(zhǎng)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(zhǎng)短排序?yàn)椋盒鋷r纖維>聚丙烯腈纖維>聚酯纖維>聚丙烯纖維。（3）對(duì)試驗(yàn)?zāi)z輪加載次數(shù)（x）與車(chē)轍深度（y）回歸擬合分析可以發(fā)現(xiàn)，車(chē)轍深度隨加載次數(shù)增大呈良好的y=Aln(x)+B指數(shù)增長(zhǎng)關(guān)系（A、B為擬合參數(shù)，擬合優(yōu)化度R2大于0.95），車(chē)轍深度與試驗(yàn)?zāi)z輪加載次數(shù)二者在統(tǒng)計(jì)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(chē)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(yàn)規(guī)程》、JTG D50—2017《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》和JTG F41—2008進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)圖1。由圖1可見(jiàn)：（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(qiáng)度、馬歇爾穩(wěn)定度、貫入剪切強(qiáng)度和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度均先提高后降低。分析認(rèn)為，纖維對(duì)乳化瀝青冷再生混合料力學(xué)性能的增強(qiáng)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(dá)到飽和后，纖維的界面增強(qiáng)作用、加筋阻裂作用及對(duì)細(xì)密裂縫擴(kuò)張的限制作用也達(dá)到峰值；再進(jìn)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(duì)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(shí)，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(qiáng)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(qiáng)度分別提高了9.4%～30.1%、21.8%～38.0%、14.5%～32.1%、30.6%～42.4%，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)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(xiàng)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(lèi)和摻量均對(duì)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(qiáng)度、馬歇爾穩(wěn)定度、貫入剪切強(qiáng)度和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度4項(xiàng)力學(xué)強(qiáng)度峰值對(duì)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(qiáng)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(qiáng)度分別為0.87、0.94、0.88、0.97 MPa，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)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(dá)到了熱拌瀝青混合料的水平，同時(shí)劈裂強(qiáng)度遠(yuǎn)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(xiàn)】：
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