基于玄武岩纤维在沥青混凝土路面中的应用

冯华龙

摘 要：为了更好地应用纤维材料，尽可能提高沥青混凝土自身的质量和性能，分析了玄武岩纤维自身的特点，并且研究了玄武岩纤维在制作沥青混凝土路面过程中的相关工艺和应用，为沥青混凝土施工人员提供详细的资料，使施工人员深入了解其性能。

关键词：玄武岩纤维;沥青混凝土;作用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.108

1 原材料介绍

1.1 沥青

根据实际的研究与实验表明，SMA沥青混合料建筑成的路面，在极高的温度下会软化，仍然可以使用，在温度极低的环境中也不会出现裂缝，而且具有很强的耐磨性和持久性。沥青的使用必须要根据实际情况而定，一般情况下可以通用，但在特殊的环境中，必须使用改性沥青才能够取得预期效果。

1.2 集料

集料是SMA沥青混合料制作中不可缺少的一部分，在使用过程中必须要选择质量好的岩石所粉碎的碎石，如本文所研究的玄武岩，或者是花岗岩等质地好的石料，质地较软的石料不符合施工标准，不予采用。SMA沥青混合料使用的细集料要求严格，高强度，表面纹理清晰，而且内部的黏土含量不得超过1%，最好是使用人工机械磨制的人工砂。

2 玄武岩纤维

2.1 特点

通过实际的分析，总结出一下几点优势：

（1）玄武岩纤维的直径非常小，平均直径约为5μm，具有很高的稳定性，粘性非常强。（2）玄武岩纤维表面的浸润性非常高，在制作沥青混凝土中发挥较强的粘性，增强了沥青的黏合度，防止沥青流失。（3）玄武岩纤维分散性非常高，与同种类纤维相比较，玄武岩纤维自身的分散性名列前茅。沥青混凝土的制作需要搅拌，如果采用分散性较差的纤维，将会大大提高分散时间，从而延长工期。而玄武岩纤维自身较高的分散性不但不会影响施工时间，还能够均匀的分布在混凝土当中。（4）玄武岩纤维的力学性能非常高，其自身的抗拉性能等力学性能是钢纤维的3倍左右。在制作沥青混凝土的过程中掺入适量的玄武岩纤维，能够大大提高沥青混凝土的粘性和抗裂性，使其具备较高的稳定性。同时，掺入玄武岩纤维还能够提高混凝土路面的常在能力，延长路面的使用时间。（5）玄武岩纤维可承受温度范围非常大，可以在1500摄氏度以内的环境下保证自身化学结构，不与沥青混合料发生化学反应，从而对环境、温度的要求非常低。（6）玄武岩纤维自身的保水性和防潮性非常强，不易流失，方便长途运输和存储。（7）玄武岩纤维的使用能够大大提高SMA沥青混合料的性能，提高回收利用率，可以进行二次使用，既能降低成本还能环保。

2.2 作用

沥青玛蹄脂碎石混凝土当中具有以下几个作用：

（1）玄武岩纤维的加筋作用。纤维在混凝土当中都是随机分布的，数量非常多，遍及混凝土的每一个部分，能够提高混凝土的抗裂性，保证混凝土原先的状态，从而在低温环境下可以长久使用。同时，由于纤维自身的结构比较特殊，是一种三维分散状态，这样就能够吸附周围的物料，形成一种特定的网状，约束物料的形态变化，所以添加玄武岩纤维后的混凝土适应环境比较广泛。（2）玄武岩纤维在混凝土当中的吸附增粘作用。玄武岩纤维的直径大部分不超过5μm，而且表面积非常大，掺入沥青混凝土之后会将纤维周围的沥青吸附在上面，从而包裹在集料的表面，形成稳定的结构。而且，掺入玄武岩纤之后形成的沥青膜比相同密度普通物料沥青膜厚很多，这样能够减缓沥青的老化时间，增加沥青的使用时间，从而提高沥青混凝土路面的使用年限。（3）玄武岩纤维在沥青混凝土中的稳定作用。上述文章提出玄武岩纤维自身是三向分布，彼此之间相互交错形成的网络空间，吸附周围的沥青之后会大大减少沥青混凝土内部的自由沥青，从而增强了沥青玛蹄脂的粘性，使其处于一种相对稳定状态。无论是在高温环境当中，低温环境当中，还是在载重条件下，沥青玛蹄脂都会约束其變形，保持其稳定性。采用玄武岩纤维的沥青混凝土远比传统普通混凝土结构稳定性强很多，软化点也提高很多，所以其稳定性有了很大提升。（4）玄武岩纤维在沥青混凝土中的分散作用。玄武岩纤维的使用能够使矿粉含量角度的沥青玛蹄脂胶泥均匀的分散在混凝土物料当中，在铺设路面的过程中不会形成较大的油斑，所以玄武岩纤维具有良好地分散性。

2.3 添加工艺

在准备好沥青混凝土制作集料之后，将称量好的玄武岩纤维投入其中进行干拌，干拌的时间在15-30s之内，最多不能超过35s，干拌完毕之后进行湿拌，湿拌时间在25-50s之内，一般情况下不用考虑环境温度因素。

3 沥青胶浆性能分析

在制作沥青混凝土的过程中需要添加适量的沥青胶浆，提高沥青的粘性，从而提高沥青混凝土地面的稳定性。沥青胶浆主要是由沥青结合料和矿粉组成，是沥青混凝土施工步骤中的重要环节，其质量将直接影响SMA沥青混合料的性能。根据实验表明：沥青胶浆能够有效的提高沥青自身的粘性和抗温性，在混合料当中会与其中的物料发生相互作用力，吸附填充料形成薄膜，起到保护作用。同时，沥青胶浆还能够填补细料集料之间的空隙，使之更加充实。

沥青胶浆的构成主要是沥青和矿粉，其比例变化将会直接影响胶浆的性能，影响沥青混合料自身的粘弹性，改变沥青混合料的性质，从而对沥青混凝土的稳定性产生影响。如果沥青与矿粉的比例超出或小于规定值，沥青混合料的高温稳定性就会降低，低温性能和耐久性能也会大大降低，将会直接影响沥青混凝土路面的稳定性，使其使用寿命大大缩短。

如果在制作沥青胶浆的过程中使用部分纤维代替部分的矿粉，沥青胶浆的性能也会大大提高。通过研究木质素纤维和聚酯纤维在沥青胶浆制作过程中的应用，表明纤维能够改善沥青胶浆性能和肌理，提高沥青胶浆的吸附作用、稳定作用和增韧等作用，进而提高整体性能。

4 结束语

玄武岩纤维的应用能够大大提高沥青混凝土自身的性能，提高其稳定性、抗温性和开裂性，还能够提高沥青混凝土路面的使用效率和年限。所以，需要不断深入了解和发现玄武岩纤维的性能，发挥其作用，尽可能提高沥青混凝土路面的各方面性能，为人们提供良好的交通设施。

参考文献：

[1]李洪涛.玄武岩纤维在沥青混合料中的应用研究[D].郑州：河南工业大学，2011.

[2]穆岩，张寒梅等.玄武岩纤维在京承高速路面维修工程中的应用[J].筑路机械与施工机械化，2017（12）.