研究论文~聚酯加强纤维在沥青混凝土路面的应用.doc

北京科拉斯土木工程发展有限公司聚酯加强纤维在沥青混凝土路面的应用及其路用性能的改善一直以来，沥青混凝土路面的实际使用年限往往达不到设计使用年限，解决的关键手段就是努力提高混凝土路面的内在品质。诸如提高路面的耐久性（抗剥落性、水稳性）、高温稳定性（抗车辙性）、低温抗裂性（抗疲劳性）、柔韧性、抗磨损性，延长路面使用寿命。近年来，我们采用了如SMA路面技术，SBS改性沥青，橡胶沥青等方法，这些技术措施的应用对提高路面品质具有一定成效，但也存在一些问题。如提高了施工工艺要求增大了工程综合造价等。因此，还需要研究更符合我国国情的路面新材料、新工艺、新技术，以保证提高沥青混凝土路面的品质，又不过多提高工程造价，而且施工工艺简单易行，又不需更换设备，便于推广应用。一、路面加筋合成材料的选择与应用美国联邦公路局1996-2000年科研计划是以发展新技术、应用新材料、改善道路运输性能为原则的。其中就有两项科研项目是关于材料和路面结构的： 对加筋合成物（纤维强化聚合物复合材料）、高性能钢筋、高性能混凝土的研究，推动高性能材料在道路、桥梁中的应用。路面结构研究主要集中在路面修筑、路面材料性能、路面长期使用性能、路面管理方面。在这些研究中，有一种新材料道路沥青混凝土用聚酯合成纤维。将这种聚酯纤维掺入在沥青混凝土混合料中后，可提高沥青路面的高温稳定性，低温抗裂性，抗疲劳性，对抵抗路面反射裂缝有独特功效，而且最大特点是施工工艺简单。它只是简单地“掺加”，而不用改变矿料级配设计、对矿料要求远低于SMA。也不需要增加设备和人力，施工单位也完全能达到施工技术要求。 我国自1998年以来开始从美国进口聚酯纤维，并在许多地方的公路建设中广泛应用，经调研应用效果很好。如新疆地区昼夜温差大，在沥青混凝土中掺加了聚酯纤维后抗高温、低温性能明显加强：南京长江二桥的业主为了保证路面在正常使用条件下15年内不大修，经多方考察后在21公里的道路、引桥的路面面层中全部加入了聚酯纤维；湖南新建的耒宜高速公路、河北石黄高速公路、内蒙古210国道新建工程、北京城市二环道路中阜内大街改造工程中应用了这种材料。据业主介绍，应用效果均达到了技术要求，而施工方法、施工工艺与不掺加纤维时基本相同。经过“马歇尔试验”、“车辙试验”、“低温弯曲试验”等试验结果表明，掺加聚酯纤维后，确实较大的提高了高温稳定性，低温抗裂性、水稳性等路用性能，有效地提高了沥青混凝土路面质量。二、掺加聚酯纤维后的路面高温稳定性能、低温抗裂性能、水稳性、抗疲劳性的改善通过沥青混凝土掺加聚酯纤维的一些工程实例和试验结果的分析，显示聚酯纤维对改善路面路用性能有其良好的效果。我们把有关试验结果分析汇总如下：1、高温性能的改善马歇尔稳定度可在一定程度上反映出沥青混合料高温稳定性能。把掺加纤维和未掺加纤维两种沥青混合料取样作成试件，试件成型前将冷混合料烘至150 160，结果表明，加入纤维后沥青混合料的稳定度提高了7%左右，说明高温性能有所改善。抗车辙性能。采用日本（DAWIA）公司的浸水车辙仪。通过试验可取得一系列试验数椐，如车辙深度、动稳定度。试验结果表明，掺加纤维的车辙稳定度约提高了20%50%，尤其是在后期，加入纤维的试件抗车辙性能突显，这是因为车辙的形成由两个方面的原因构成：（1）沥青层本身的压密，主要发生在初期。（2）后期车辙的发生主要由于沥青混合料的侧向流动变形，而侧向流动变形的大小与矿料的级配，沥青性质及用量等有关。加入纤维与未掺加纤维对混合料的初期压密变形影响不大，而对后期的侧向流动变形有较大的影响。每吨混合料加入0.2%的纤维后，大约每立方米有超过18亿根分离的纤维吸附及稳定沥青，使沥青的粘稠度和粘聚力增大，同时由于纵横交错的加筋作用，使得混合料具有较高强度。从动稳定结果可以看出，纤维可使混合料的高温抗车辙性能改善。另外，在试验过程中可以观察到未加纤维的混合料试件，在经过一定的碾压次数后，轮两侧出现较大的隆起，而加入纤维后，则不明显。试验结果表明，掺入纤维后抗变形能力大大提高。河北石黄高速公路掺加聚酯纤维路段的路面抗车辙性能明显优于SMA路段。2、低温抗裂性能的改善按照我国1999年颁布实施的改性沥青路面施工技术规范（JTJ036-98）提出的沥青混合料低温性能评价方法低温弯曲破坏应变试验评价沥青混合料的低温抗裂性能。采用美国的MTS材料试验机，它是一套精密的闭环伺服液压系统，可通过微电脑板对试验过程进行控制，试验结果是由计算机自动采集。先进行低温（-10）弯曲破坏应变试验。由试验结果可知掺加纤维的极限拉应变为966.8，抗拉强度是11.04MPa，而未掺入纤维者分为940.8和9.55MPa掺加纤维后，极限拉应变约增大2.8%，抗拉强度约增大15%。再进行低温（0）弯曲蠕变试验，按照我国2000年颁布实施的公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTJ-052-2000）中的方法进行。试验前，试件在0，环境箱中保温1小时。试验结果显示掺加纤维的蠕变速率平均为100.391（E-8），而未掺加者平均为66.6763（E-8），即掺加纤维后，其蠕变速率约可增大50%。这说明掺加纤维后的沥青混凝土路面不易产生温缩裂缝，低温抗裂性能增强。3、水稳性的改善从马歇尔试验结果看，掺加纤维后沥青混凝土残留稳定度比不掺加纤维的原样沥青混凝土残留稳定度值得提高4%8%，这说明掺加纤维后，沥青混凝土的水稳性得到较大改善，水稳性提高了。4、抗疲劳性能的改善可采用MTS材料试验机，控制方法可采用控制应力的加载模式，试验结果显示掺加纤维后，其疲劳寿命可提高50%左右。三、路用聚酯纤维沥青混凝土的施工方法和工艺1、原材料性能与配合比设计及掺加量聚酯纤维沥青混凝土配合比设计与密级配沥青混凝土相同，聚酯纤维能适用于密级配沥青混凝土混合料，对沥青混合料中的原材料要求与不掺加纤维时相同。沥青混合料配合比按照“马歇尔”方法确定出最佳沥青用量，实际用量在确定量的基础上增加0.20.5%（具体用量可通过试验确定），并不需要特殊的配合比设计。聚酯纤维的掺加量可根据道路交通量，工程要求（新建、修建、改造）确定。一般新建路面加强纤维掺加量为每吨沥青混凝土混合料掺1.53.5 kg。2、路用聚酯纤维沥青混凝土的施工工艺由于掺加聚酯纤维的沥青混合料中的原材料要求与不掺加纤维时相同（矿料一般为碎石、砂子、矿粉），所以施工工艺与不掺加纤维时基本相同。只是在搅拌机中加入集料的同时，按要求的掺加量将纤维加入搅拌机，先与集料干拌30秒，然后再加入沥青进行湿拌30秒。纤维可不用开包整袋地投入，其它工艺与不掺加纤维时完全相同。四、路用聚酯纤维的工程造价比较以河北省普通沥青混凝土每平方米造价约2024元为参考，我们可分析掺加聚酯纤维后的工程造价。如以路基宽26米四车道的高速公路为例，沥青混凝土上面层4cm厚，路面双幅宽22.5米，掺加聚酯纤维的费用：每公里集料重量22.5m×0.04m×1000m×2.4=2160t/km；每公里纤维用量：2160t/km×1.5kg/t（掺加量）=3240kg/km；每公里纤维费用：3240kg/km×89元/kg=25.92万元/km；每平方米纤维费用12.80元/m2，掺加纤维综合造价32.8036.80元/m2。由于加强纤维沥青混凝土施工工艺方法简单，能更快地改善路面性能，延长路面使用年限，推迟路面罩面时间，在正常使用条件下保证1015年不罩面，因此从长远利益看则更经济合理。随着高等级公路的建设发展和重交通量的增加，对沥青路面的性能提出了越来越高的要求在沥青混凝土中加入路用聚酯纤维以提高沥青路面的性能是一种有效的途径，越来越得到重视和应用。五、结论从以上各项分析可以看出：聚酯纤维经搅拌均匀后，分布于沥青混合料中，由于纤维的吸附，稳定沥青及多向加筋作用使沥青混合料的高温稳定性能改善。聚酯纤维在低温下仍呈柔性，且具有较高的抗拉强度，沥青混合料中纵横交错的聚酯纤维使混合料具有较高的弹性，能有效地抵抗温度应力，减少温缩裂缝的产生，防止反射裂缝的发展。由于数量巨大，且均匀分布的纤维使混合料的劲度模量增加。故而沥青混合料疲劳耐久性得以改善，可延长沥青路面的使用寿命。综上所述，我们有理由在路面工程中推广应用这种路面新材料，使其在提高路面品质方面发挥应有的作用。美国路用聚酯纤维试验研究介绍目前我国已建成和正在修建的高速公路大多采用沥青混凝土路面结构，它具有优良的力学性能和较好的使用性能。但随着交通流量的增大、轴重的增加及渠化交通的影响等，不少沥青混凝土路面的使用寿命远没有达到设计使用15年期限，往往通车后的12年内就发生了不同程度的破坏。改善沥青混凝土路面的内在品质，提高沥青路面使用性能，延长路面使用寿命，选择一种较好的沥青混合料作为路面的结构层，其意义十分重要。近几年来，出现了改性沥青、SMA、在沥青混凝土中添加纤维等多种沥青路面技术，通过采用不同的方法来改善沥青混合料的路用性能。下面是对聚酯纤维加强沥青混凝土进行的试验研究的结果。一、 聚酯纤维的特性路用聚酯纤维在沥青混合料中主要是起加筋作用，如在普通沥青混凝土、桥面铺装沥青混合料、旧路加铺沥青混合料中掺入聚合物纤维。起加筋作用的聚酯纤维能在-40250温度范围内改善沥青的材料特性，提高沥青混凝土的柔韧性、温度稳定性和耐久性，对抵抗反射裂缝具有独特的功能。聚酯纤维沥青混合料是在普通沥青混合料中加入一定数量的聚酯纤维经拌和均匀而成的沥青混合料，其材料配比和施工工艺与普通沥青混凝土没有差异。二、 具体研究结果根据要求，我们采用美国生产路用聚酯为沥青混合料的加强材料，分别对加与不加聚酯纤维的沥青混合料从以下几个方面进行了试验研究：1 标准马歇尔试验（见表1）表1 标准马歇尔测试种类表观密度（g/cm3）稳定度（KN）流值（mm）马氏模数（KN/mm）残留稳定度（%）不加纤维2.45310.8348.922.183.15加纤维2.41513.5354.524.892.98增减比例%-1.55+25.0+11.5+12.2+11.8注：纤维掺量为0.2%（下同）2. 高温稳定性试验（见表2）表2 高温稳定性试验种类T1(min)D1(mm)T2(min)D2(mm)动稳定度（次/mm）不加纤维451.49601.703001加纤维450.93601.018000动稳定度提高（%）167%3. 低温弯曲试验（见表3）表3 低温弯曲试验种类最大破坏荷载（N）抗弯拉强度（MPa）最大弯拉应变（10-6）劲度模量（MPa）不加纤维1036.028.457316983805.26加纤维1097.798.961522335308.78提高（%）6.06.031.539.54. 低温弯曲儒变试验（见表4）表4 低温弯曲儒变试验种类加载大小（N）儒变弯拉应力（MPa）弯曲儒变速率（1/s/MPa）(×10-6)不加纤维111.0340.90640.391加纤维136.4651.1141.033提高（%）22.9164.25. 疲劳试验（见表5）表5 疲劳试验序号应力比疲劳寿命提高（%）不加纤维加纤维10.155024681625+62.520.203172147290+49.130.252008432704+62.840.30946613332+40.850.3545787817+70.8三、 结论1.加入纤维后，沥青混合料的高、低温性质都得到了一定程度的改善。2.加入纤维后，沥青混合料的密度减少，这是因为纤维质量轻，加入后要占用一定的空间，在同样的压实力下，密度有所降低。稳定度和流值均增大。3.掺纤维的混合料高温（60）时变形小，动稳定度大。动稳定度较原沥青混合料提高1.67倍。试验过程中也发现原沥青混合料的车辙明显深，加入纤维后有所减轻。4.从弯曲试验看，加入纤维沥青混合料-10的弯拉应变值为2233×10-6，不加纤维时为1698×10-6，具有明显的提高（提高了31.51%），说明加纤维后混合料的抗变形能力提高。从劲度模量也可以看出加入纤维后低温柔性增加。5.从弯曲蠕变结果看，加纤维的沥青混合料弯曲蠕变速率比不加纤维的提高2.64倍,说明加入纤维后抗变形能力增强,低温性能得到了明显的改善.6.掺加纤维后,沥青混合料的疲劳寿命约可提高50 60%。纤维增强沥青混凝土与沥青混凝土强度对比试验广东工业大学 张荣辉 杨朝礼 为了检验路用聚酯纤维对沥青混凝土的增强作用，本次试验采用加纤维与不加纤维的沥青混凝土进行马歇尔、抗拉强度、抗压强度对比试验，为桥面铺装提供设计依据。一、试验用的基本材料1、沥青埃索沥青，延度为45cm， 软化点55，针入度46 1/10 mm，比重1.02。壳牌沥青，延度为100cm，软化点68，针入度53 1/10 mm，比重1.02。重交沥青，延度为100cm，软化点48，针入度70 1/10 mm，比重0.99。 2、集料碎石、石屑、矿粉由沥青拌厂提供，集料级配要求符合中粒密AC-20I和细粒沥青碎石AM-10标准。级配标准及试验的实际级配配比见表1。表1 集料级配表 孔径(mm)通过（%）26.519.016.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075AC-20I10095/10075/9062/8052/7238/5828/4620/3915/2710/206/144/8试验实际级配1001009580705643282414.995.3AM-10/10085/10035/6510/355/222/160/120/90/6试验实际级配/1009450211185423、 沥青纤维采用美国产沥青增强专用纤维，材质：聚酯，直径0.02mm，长度约6.35mm，抗拉强度517±26MPa，熔点256，燃点540，比重1.38，断裂延伸40%。二、制备试件按照中粒密沥青混凝土AC-20I及细粒沥青碎石AM-10的级配要求，配置集料。中粒密纤维混凝土外掺沥青用量为4.8 6.3%。细粒式沥青碎石外掺沥青用量为5.5 7.2%。纤维掺量为每吨沥青混合料2.0公斤，在取得马歇尔试验结果后，取适当沥青用量制备抗压和抗劈裂试件。三、马歇尔试验根据公路工程沥青混合料试验规程马斜尔试验要求，分别进行中粒密AC-20I沥青混凝土和细粒沥青碎石AM-10马歇尔试验，试验结果见表2和表3。表2 埃索沥青混合料试验结果 混合料项 目中粒密砼埃索中粒密纤维砼埃索细粒AM-10埃索细粒AM-10纤维砼埃索最佳沥青用量（%）5.1-55.3-5.86.1-6.56.3-6.8选用沥青用量（%）5.35.56.36.6密度（g/cm3）2.232.312.252.22空隙率（%）4.14.797.17.0矿料间隙率（%）17.6416.421.021.3饱和度（%）72.373.066.267.4稳定度（KN）9.8210.49.1310.2流值（1/100cm）32253.127.2劲度（KN/mm）3.074.162.773.74纤维掺量（公斤/吨）02.002.0混 合 料项 目中粒密砼重交中粒密纤维砼重交细粒AM-10重交细粒AM-10纤维砼重交最佳沥青用量（%）5.0-5.45.0-5.86.1-6.56.3-6.8选用沥青用量（%）5.35.36.56.6密度（g/cm3）2.332.312.132.14空隙率（%）3.634.210.310.55矿料间隙率（%）16.116.5823.8724.4饱和度（%）77755956稳定度（KN）8.79.36.37.0流值（1/100cm）33253627劲度（KN/mm）2.63.721.752.5纤维掺量（公斤/吨）02.002.0表3 壳牌及重交沥青混合料马歇尔试验结果四、间接抗拉强度试验及抗压强度试验根据公路工程沥青混合料试验规程中沥青混合料劈裂试验要求，试件规格为直径101.6 mm，高度63.5+1.3mm，试件在20室温置12小时后，进行劈裂试验，加荷速度50mm/分。抗压强度试验采用直径100mm、高100mm的圆柱体，试件在50水浴中浸1.5小时，然后进行抗压强度试验，加荷速度50mm/分钟，劈裂对比性试验和抗压对比试验结果见表4。表4 劈裂和抗压结果项 目沥青类型沥青用量（%）纤维掺量（公斤/吨）劈裂强度（MPa）劈裂强度增值（%）抗压强度（MPa）抗压强度增值（%）埃索AC-20I5.300.842108.610纤维+埃索AC-20I5.52.00.9278.64埃索AM-106.300.832176.6715纤维+埃索AM-106.62.00.9727.69壳牌AM-20I5.300.74297.519.5纤维+壳牌AM-20I5.32.00.818.22重交AC-20I6.500.802137.55纤维+重交AC-20I6.52.00.917.9五、试验结果分析1如果要求与不加纤维沥青砼有相同的空隙率，其沥青用量将增加0.3%，如果两者取相同的沥青用量，纤维沥青砼的空隙率比不加纤维砼要大。图1是沥青用量与空隙率的关系， 图中A和B点分别是空隙率在4%时的沥青用量点，其用量分别是5.4%和5.8%。若两者沥青用量相同（5.6%），则不加纤维沥青砼与纤维沥青砼的空隙率为3.4和4.70，空隙率的增加有助于提高沥青砼的热稳定性。2纤维沥青砼的稳定度较不加纤维砼稳定度要大，约增加511%，劲度增加1.351.43倍。3纤维沥青砼的稳定度有明显提高，纤维能起到抗裂作用。图2是AM-10间接抗拉强度与变形的关系。当加荷速度为1mm/分钟，温度为24时，加纤维的强度大于不加纤维强度1.5倍，在相同情况下（图中B、C点），变形量相差1.5倍。因此，在AM-10中掺入纤维将大大提高沥青面层的抗裂强度和变形能力。4加入纤维后细粒沥青碎石AM-10抗压强度提高15%，面层采用细粒纤维沥青碎石AM-10可防止砼高温变形和推移。5纤维用量可增加至3.5公斤/每吨混合料，其强度可进一步提高。6加入纤维后，沥青砼的流值得到有效的控制（见图3），加纤维后流值变幅不大，将有效地防止桥面铺装层的高温变形。 通过试验可知，纤维对沥青砼的增强作用是明显的。短细的纤维在沥青中起到提高粘结性、稳定性、流变性的作用，提高了抗压、抗拉、抗剪的强度。纤维对沥青粘结起主导作用的AM-10面层，抗拉、抗压的增强幅度更明显。各项力学指标均大于比较样。202530355.05.45.86.2沥青用量%6.6AC-20I沥青砼AC-20I沥青纤维砼流值1/100CM图3 沥青用量与流值关系 在钢桥面铺装层中，温度的变化使沥青砼与桥面的粘结力减弱，强度降低，当沥青砼与桥面产生相对位移超过一定限度时便产生开裂破坏。这是钢桥面铺装层产生破坏的原因之一。纤维沥青砼将有效地抵抗由温度应力、应变产生的变化（图1、图2、图3），纤维提高了沥青的热稳定性和流动性，提高了抵抗受拉破坏的能力。因此，在钢桥主桥中跨采用5cm埃索AC-20I纤维沥青面层，在边跨采用3cm埃索AC-10纤维沥青上面层、5cm重交AC-20I纤维沥青下面层结构将是有效的方法。纤维沥青混凝土（FAC）与沥青玛蹄脂碎石（SMA）的特性与区别 吕伟民 （同济大学交通运输学院） SMA自从德国传入我国以来，在全国许多地方进行了广泛的研究和应用。在上海曾在外环线（第一期工程）、A4公路、浦东南干线等道路铺筑了SMA路面。与传统沥青路面不同，SMA路面由于其独特的路用性能而受到人们的关注。许多人特别注意到，拌制SMA混合料需要添加纤维。但是有些人对SMA并不完全了解，误以为在沥青混合料中加入纤维就是SMA，因而近年来在上海一些道路中出现了所谓的SMA，实际是纤维沥青混凝土（FAC）路面，而不是SMA路面。纤维在这两种混合料中的作用完全不同，如果对纤维在沥青混合料中的作用不甚了解，往往多花了钱却不能收到良好的效果。为此，本文就SMA与FAC的特性与区别加以讨论。1. SMA混合料的组成与特性1.1 SMA混合料的组成结构 SMA是Stone Mastic Asphalt的简称，中文译名为沥青玛蹄脂碎石，也有人翻译为碎石沥青砂胶混凝土。其组成结构与普通沥青混合料相比有较大的区别。普通热拌沥青混合料（AC），其4.75mm以上的粗颗粒一般仅占30%50%；防滑磨耗层集料级配（AK），其4.75mm以上颗粒含量则高达70%80%。为了说明这种差别，现以公称尺寸为13mm的这几种类型的沥青混合料集料级配作一比较（表1）。表1 SMA级配与AC、AK级配比较沥青混合料类型通过率（%）1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075AC-13I10095-10070-8848-6836-5324-4118-3012-228-164-8AK-13A10090-10060-8030-5330-5315-3010-237-85-124-8SMA-1310090-10045-6522-3418-2714-2212-1910-169-148-12SMA混合料为间断继配，粗集料少，矿粉多，三者大体的比例为70：20：10。粗集料颗粒石-石接触，形成骨架结构。普通沥青混合料则以细集料为主，粗颗粒悬浮在混合料中，属于悬浮结构。SMA混合料粗集料所形成的空隙，由沥青与矿粉组成的玛蹄脂，使混合料成为一种不透水密实结构，所以其矿粉用量比普通沥青混合料多12倍。尽管沥青玛蹄脂已很粘稠，但混合料高温拌和时玛蹄脂仍可能发生流淌，摊铺成路面后在夏季玛蹄脂也仍有可能被车轮辗压挤出来，在路面上形成油斑。为防止析漏，需提高玛蹄脂的稠度，于是采取添加纤维的措施。因此，纤维在SMA混合料中的作用主要是为了吸收沥青。 现在在市场上供应的纤维主要有木质纤维、聚酯腈纶纤维。聚酯纤维除了有吸收沥青的作用外，还有一定的加筋作用，但由于价格较高而限制了它的使用。木质素纤维虽然价格便宜，但它只有吸收沥青的作用，却几乎没有加筋的作用。 铺筑SMA路面必须采用硬质碎石，而不能使用质地较软的石灰石。沥青则应采用较硬的重交通沥青，如采用AH-70沥青，则不宜使用针入度6080的沥青，而应使用针入度为6070的沥青。在有条件的情况下，最好使用改性沥青。1.2 SMA的工程特性SMA混合料中粗集料石-石接触形成骨架结构，能够支承车轮荷载，路面不易产生挤压变形，从而保持良好的平整状态，表现出良好的稳定性。传统的沥青；路面粗集料成悬浮状态，荷载主要由细集料和沥青组成的砂浆所承受，路面不能有效地支承荷载，自然容易产生变形。SMA混合料为骨料密实结构，空隙率小，集料表面的沥青膜厚，使混合料具有良好的抗水性和耐疲劳性能。欧洲经验表明，SMA路面的使用寿命比传统沥青路面长20%40%。因此，尽管铺筑SMA路面的初期投资要高20%25%，但由于使用寿命延长，路面的周期投资费用反而减低，同时由于道路的维修和养护工作量减少，反而提高了投资效益。SMA混合料粗集料多，碎石质量好，路表面构造深度大，路面有良好的抗滑性能，同时雨天高速行车时的溅水现象减轻，提高了行车的安全性。SMA混合料骨架空隙率中富含沥青玛蹄脂，是混合料具有良好的柔韧性，增强了低温抗裂性能。德国是高纬度国家，冬季寒冷，但高速公路SMA路面几乎见不到裂缝，这说明SMA路面确有很好的抗裂性。美国研究发现，在旧路上铺装SMA路面具有很好的抗反射裂缝的能力，即便出现反射裂缝，由于SMA富含的玛蹄脂而与下层粘结良好，路面也不会松散。由此可见，之所以SMA路面在许多国家得到广泛应用，说明SMA路面确有其优点。然而若不按SMA的规律进行设计与施工，则同样很快损坏，这种工程实例也是很多的。1、 纤维沥青混凝土的组成与特性在普通沥青混合料中添加适量纤维，就成了纤维沥青混凝土（Fiber Asphalt Concrete,简称FAC）。自上个世纪80年代以来，欧美国家对FAC进行了广泛研究与应用，出现了很多纤维产品，如美国的Hi-Tech Fiber、Bonifiber德国的Dolanit等。这些纤维大多是聚酯纤维产品，将这些纤维加入沥青混合料中，其目的不是为了吸收沥青，而是为了发挥沥青纤维的加筋作用，以对沥青混合料予以加强，这是与SMA的本质区别。这些纤维大都是610mm长的直线状纤维，因其比表面积大，也有一定吸收沥青的作用，沥青吸收量较少，因而沥青混合料最佳用量增加不多（约0.3%左右）。聚酯纤维在沥青混合料中的添加量相对较少，一般约0.2%0.3%。试验研究表明，沥青混合料加入纤维，其高温稳定性提高、低温抗裂性、耐疲劳性能均有所提高（表2）。表2 纤维沥青混凝土（FAC）性能试 验 项 目沥青混凝土（不加纤维）沥青混凝土+0.20% 纤维车辙试验60 （次mm 1）467900低温抗裂性试验(J积分) Jic （J/m2）120.98166.76疲劳试验（次数）应力比0.200.300.4020010465416013011965902300 需要指出的是，拌制FAC需要对纤维认真加以选择，而不是什么纤维都能用。如果在沥青混合料中加入木质素纤维，则未必能取得好的效果。这是因为木质素纤维在沥青混合料中只起到吸油作用，使沥青用量增加（沥青混合料的最佳沥青用量约增加0.4%0.5%），但可惜几乎没有加筋作用。试验表明，在沥青混合料中添加木质素纤维，由于沥青用量增加过多，结果马歇尔稳定度降低，流值增大，稳定性反而降低。有的人不了解FAC与SMA的区别，以为加了纤维就成了SMA，这是误解。其结果多花了钱，可能反而办了坏事，增加许多麻烦。本市市区某些路段实际观察发现，这种路面建成后不久就出现了严重的推挤和拥包，其原因就在于木质素纤维起着坏的作用。因此，如要通过添加纤维以加强路面，则必须采用聚酯纤维，而不能使用木质素纤维。2、 结语铺筑SMA路面，为吸持住沥青玛蹄脂，需要添加纤维材料,聚酯纤维、木质素纤维都可以使用，但从纤维价格考虑，一般宜采用木质素纤维。铺筑FAC路面，通过在沥青混合料中添加路用聚酯纤维，可以起到加筋增强作用，但是却不宜添加木质素纤维，否则有可能起到相反的作用。同时普通沥青混合料中添加纤维，不能称之为SMA，否则如不是误解则有假冒之嫌。参考文献1. 吕伟民编著，沥青混合料设计原理与方法，上海；同济大学出版社，2001.12. 交通部西安公路工程检测中心，聚酯纤维加强沥青混合料试验报告，2000.113. 张争奇、胡长顺，纤维加强沥青混凝土几个问题的研究和探讨，西安公路交通大学学报，第21卷，第一期，2001.1聚酯纤维对SBS改性沥青混合料的贡献一、 概述本实验目的为了评定美国路用聚酯纤维对SBS改性沥青的作用，评价在水泥混凝土面层上加铺纤维加强的沥青混凝土以提高铺装层的强度和耐久性的意义。1试验内容(1) 马歇尔试验 (2) 车辙试验 (3) 线收缩系数试验 (4) 残留稳定度试验 (5) 冻融劈裂试验 (6) 劈裂试验(-10,15) (7) 小梁弯曲荷载变形曲线试验(-10,15) (8) 劈裂疲劳试验(15)。2沥青：壳牌（Shell）公司生产的Caribit SBS 改性沥青。集料：句容产玄武岩。2.1 沥青性能试验结果技术指标试验结果技术要求针入度 （25，100g,5s） (0.1mm)6455软化点 （环球法） （）55.955闪点 （COC） （）315 230脆点 （Fraass） ()-20 -13溶解度 （三氯乙烯） （%）99.9099相对密度 （25） （g/cm³）1.0298实测记录密度（15） （g/cm³）1.0339实测记录热老化后质量损失 （%）0.02 0.5热老化后针入度比 （%）85.270热老化后延度（10） （cm）8550存储稳定性（180，72h） ()2上下部沥青软化点差5动力粘度（135） （Pas）0.9 1.2注:粘度试验采用Brookfield试验仪进行,转子采用S29,转速2.5转/分钟。2.2 集料:A. 本试验研究采用的集料为句容产玄武岩,具体物理力学指标列于下表:技 术 指 标试 验 结 果洛杉矶磨耗（500转） （%）11.5压碎值 （%）9.8吸水率 （%）0.8粘结力 （等级）4级抗压强度 （MPa）151B. 各种矿料的视比重(g/cm³):玄 武 岩石 灰 岩1#小碎2#（瓜子片）3#（朱砂）4#石屑矿粉2.9642.9732.9582.8802.743C. 矿料的级配:本试验研究中采用的级配为AC-16I,具体数值几下表:级配类型 通过下列筛孔（方孔筛，mm）质量百分率（%）191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075AC-16I100931007686617344543141203016321117712483. 纤维的物化性能指标: 纤维选用美国产路用聚酯纤维（以下简称纤维），长度:1/4英寸（约6mm） 直径:0.008英寸(约0.02mm) 熔点:495(256) 燃点:1000(540) 抗拉强度:517MPa±26MPa 断裂延伸率:40% 比重:1.36±0.04 颜色:自然色(白色) 卷曲性:无 该纤维是热拌混合料专用的路用产品，在250温度下绝对不会失去强度。4. 工艺及式样的制备:由于本试验研究采用的沥青为Shell Caribit SBS 改性沥青,因此,矿料混合料在温度为180情况下至少2小时,倒入搅拌锅内,并将准确称重的纤维加入搅拌锅内,干拌30s60s,以保证纤维均匀地分布于矿料之中,再加入沥青湿拌30s60s,并保证沥青混合料均匀一致,不得有结团现象。试验依据公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTJ052-2000）进行。依据研究的内容，成型如下试件：马歇尔试件（双面各击75次）和车辙试件。分别进行马歇