沥青纤维改性混合料在混凝土桥面铺装层的应用

彭少华

(中铁建中非建设有限公司)

1 混凝土桥面沥青铺装层的使用要求

(1)沥青铺装层要求良好的抗车辙、抗开裂性能

从哈尔滨地区的环境气候条件来看，夏季气温较高可达37 ℃，冬季气温又较低，可达－35 ～－40 ℃，加之桥梁的交通量一般比较大，因此，如何保证桥面沥青铺装层夏季具有特别高的抗车辙性能，冬季具有较高的抗裂能力以缓解车辙和裂缝的出现，是桥面铺装技术的关键。

(2)沥青铺装层具有良好的抗渗性

重交通条件下，铺装层的沥青混和料必须具备良好的抗渗水性能;一方面预防动水压力下沥青混和料的剥离破坏，避免脱层、松散等病害，另一方面，又能有效地防止水的渗入对桥面板混凝土钢筋的腐蚀作用，提高桥梁的使用耐久性。

(3)沥青铺装层要求良好的抗疲劳性能

由于交通量的迅速增大和渠化交通的影响，导致混凝土桥面铺装层疲劳开裂的情况非常普遍，即随着使用时间的增长，在行车道的轮迹带出现大量的纵向裂缝，加之在行车荷载动力水的作用，继而出现大量网状裂缝，加剧沥青铺装层的破坏。

(4)沥青铺装具有良好的抗滑性能

哈尔滨地区夏季炎热，遇强降雨天气，桥面湿滑，抗滑性能降低，存在很大的交通隐患，铺面铺装层同样应考虑保证良好的抗滑性能，以保证交通安全。

2 沥青纤维改性混合料的作用原理

在钢纤维混凝土发展起来以后，聚酯纤维混凝土也有了新的发展。因为聚酯纤维化学性质为惰性，不会吸收湿气，也不会受到酸碱环境的影响出现衰变的情况。也就算说，这种材料在经过长时间的使用后，仍然可以就比较高的延伸率、有比较高的强度、较高的弯曲弹性、易拌性和高取向性等性能。在公路路面中使用纤维混凝土，避免了以往钢纤维混凝土路面容易产生“凸尖”、“腐蚀锈”等路面情况的出现。在聚酯纤维的断裂延伸率表中，纤维的韧性、强度和断裂延伸率越高，就说明该材料越不容易出现断裂、韧性也越高，这样的材料在和沥青混合料混合后才可以起到提升抗裂性的目的。聚酯纤维的断裂延伸率为39%。即使聚酯纤维沥青混合料受到比较大的外力冲击以及比较大的热胀冷缩温差变化时，可以承受非常大的拉伸变形，可以全面的对高沥青混凝土路面的力学性能进行提升，是沥青混凝土路面名副其实的纤维加强筋。而且，在－45 ～255 ℃的温度范围内，聚酯纤维沥青混合料的力学性能表现为不软化、不脆化。所有的纤维都是单独存在的，有比较高的吸附性，不会出现缠绕情况，而且可以产生非常大的内聚力。很大程度的对沥青混凝土的剥落、开裂现象进行了控制，起到了提升公路使用年限和公路质量的目的。所以，聚酯纤维沥青混凝土取得了非常快速的发展。纤维在沥青混合料中的主要作用有下面几个方面。

(1)对沥青进行吸收和吸附

当把纤维稳定剂加入到沥青混合料中后，这些纤维可以对沥青表面和内部的沥青进行吸收，促进沥青油膜用量的提高，使得沥青油膜厚度变大，很大程度的提高沥青混凝土的粘结力，提升了沥青混凝土使用的耐久性。

(2)提高沥青的稳定性

在沥青中掺入纤维，可以提升沥青膜的稳定性，特别是在夏季温度较高的时候，沥青很容易受到高温而出现膨胀的情况，这时纤维内部的缝隙将会发挥其缓冲作用，避免沥青变成自由沥青，出现泛油的情况，进而对沥青混合料的高温稳定性进行提高。

(3)提升沥青的韧性

在沥青混合料中掺入纤维可以提高颗粒直径的握裹力，使混凝土沥青路面处于一个整体粘连的状态，提升了混凝土低温抗裂的效果，进而提升了沥青的韧性。在实际的沥青混凝土路面使用过程中，主要从下面几个方面体现出了以上作用:提升了路面车辙的抵抗力;降低或者延迟反射裂缝出现的情况;提升高温下沥青路面的稳定性;提高沥青路面低温抗裂能力;提升沥青路面的抗疲劳能力。

(4)防止断裂的作用

一般情况下短纤维在沥青机体中是进行三向随机分布的，数量非常的大，所以在混合料的妮儿和四周都很容易出现短纤维，可以很好的防止纤维混合料出现开裂的情况，进而降低沥青路面裂缝产生的数量，延长期使用年限。

(5)提高沥青的粘结力

在沥青混凝土中掺入纤维，可以提高矿物和沥青的粘连性，在油膜粘结的作用下，提升集料之间的粘结力。

(6)加筋的效果

沥青混凝土属于散料的组合体，沥青的主要作用是粘合。在混合料中纤维是以三维的形式分散存在的，有比较好的强筋作用，提升了矿料和沥青的粘连性以及集料之间的粘合力。在纤维沥青混凝土中，纤维就相当于钢筋混凝土中的钢筋，两者起到的作用是类似的，都是为了承受拉应力。在骨料和纤维的咬合下，会产生比较大的摩擦角，然后再配上沥青胶浆的粘合作用，会把受到的拉应力传递给纤维，并由纤维来对这些拉应力进行分担。

3 结束语

沥青混凝土桥面铺装是工程中常见桥面形式。桥面铺装不同于普通高级路面，由于其结构的特殊性，易受外界气候和温度的影响，因而很容易产生各种病害。掺加了博尼维纤维的沥青混凝土桥面铺装具有足够的强度和良好的整体性，以及抗裂、抗冲击、耐磨的性能。大大延长了桥面铺装的使用寿命，减少了后期的维修和养护，取得了良好的社会效益。