德蘭尼特AS纖維——瀝青混凝土加筋的最佳選擇 ——隨著我國經(jīng)濟建設(shè)高速發(fā)展,交通量及重載車輛日益增多,對道路瀝青混凝土路面建設(shè)質(zhì)量提出了越來越高的要求,越來越多的新型材料不斷應(yīng)用于路面技術(shù)領(lǐng)域。通過對瀝青混凝土摻加纖維的研究表明,可以改善瀝青混凝土綜合性能。多年來,美國、加拿大、德國等采用聚合物纖維作為瀝青混凝土的加筋材料,其路面結(jié)構(gòu)形式用于大量已高速公路及其他重交通公路。
一 、產(chǎn)品介紹
Delannite?德蘭尼特AS纖維(聚丙烯腈纖維)
??? 其具有較高抗拉強度、良好的吸油性、耐高溫、耐腐蝕、不溶脹、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點。在瀝青混凝土中,纖維形成的均勻、密集分布的三維亂向搭接體系起到了加筋和橋接的作用,可顯著改善瀝青混凝土路面抗裂性、高低溫穩(wěn)定性、抗疲勞性等性能,從而延長路面的使用壽命。適用于瀝青馬蹄脂(SMA),密級配瀝青混凝土(AC)、開級配瀝青混凝土(OGFC)、稀漿封層、微表處等結(jié)構(gòu)形式。
德蘭尼特AS瀝青混凝土用纖維
技術(shù)指標 | 德蘭尼特AS II | 交通密度(晝夜) | 摻加量 |
纖度(dtex) | 0.9~2.1 | <3000 | ? 1~2kg/T |
標稱直徑(mm) | 0.010~0.015 | 3000~30000 | ? 2.5~4kg/T |
長度(mm) | 6±1.5 | >30000? | 4kg/T |
比重(103Kg/m3) | 1.18 | 橋面鋪裝 | 2~3kg/T |
顏? 色 | 淡黃色 | 采用可熔塑料包裝,無須打開包裝袋,可連同包裝袋一起投入拌和樓。施工工藝與不添加纖維產(chǎn)品時基本相同,只在向攪拌機中加入集料的同時,按規(guī)定添加量將纖維加入攪拌機,先與石料、礦粉等干拌,適當延長拌和時間5~15秒,然后再加入熱瀝青拌和均勻即可。 |
抗拉強度(Mpa) | 500~600 |
斷裂伸長率(%) | 20±5 |
彈性模量(Gpa) | 7~9 |
熔點(℃) | >220 |
纖維數(shù)量(根/ Kg) | 11億 |
注:以上纖維技術(shù)參數(shù)均由海川公司實驗室檢測所得,但是用戶應(yīng)自行進行實驗予以確認。
二?、 技術(shù)研究
參編《瀝青混凝土路面用聚合物纖維》(JT/T 534-2004)
n? 提高瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性;
n? 提高瀝青混凝土的低溫抗裂性;
n? 提高瀝青混凝土的抗疲勞特性;
n? 提高瀝青混凝土的柔韌性、抗剝落性、抗磨耗性和水穩(wěn)性。
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德蘭尼特AS纖維的突出特點
n? 比表面積大,吸油性好;
n? 獨一無二的分子組成,耐高溫,能滿足不同的拌和要求;
n? 在瀝青混合料中具有極好的分散性;
n? 對瀝青混合料具有物理改性和機械改性雙重功效;
n? 高效環(huán)保,不影響瀝青混合料的回收再生;
n? 對水不敏感,不溶脹,易于存儲和施工,特別適用于大孔隙開級配混合料。
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提高瀝青混凝土的水穩(wěn)定性
由于德蘭尼特AS纖維具有較多孔,對瀝青具有較強的吸附能力,導(dǎo)致吸附在礦料上的瀝青膜變厚,并減少了自由瀝青含量,提高瀝青與集料形成的界面膜抵抗水分剝離作用的能力,因而添加德蘭尼特AS纖維的瀝青混凝土表現(xiàn)出較高的殘留穩(wěn)定度,抗水害能力增強。
浸水馬歇爾試驗,殘留穩(wěn)定度對比
浸水馬歇爾試驗方法評價混凝土耐水害性能在世界各地得到廣泛應(yīng)用,該方法是通過兩組馬歇爾試件:一組在60℃水浴中保養(yǎng)1h后測定其馬歇爾穩(wěn)定度MS1;另一組在60℃水浴中恒溫保養(yǎng)48h后測定其馬歇爾穩(wěn)定度MS2。MSa=MS2/MS1為殘余穩(wěn)定度。
?纖維瀝青混凝土凍融劈裂試驗分析
試驗結(jié)果表明,凍融劈裂抗拉強度比TSR 德蘭尼特AS纖維為94.1%,木質(zhì)素纖維為91.5%。
提高瀝青混凝土的疏水性試驗
疏水性是纖維的重要特性之一,是否有良好的疏水性直接影響到路面的耐久性。為了考察不同纖維SMA瀝青混凝土路面在降雨后進入混凝土水的蒸發(fā)和析出能力,進行了疏水試驗,如圖所示德蘭尼特AS纖維具有良好的疏水性。
提高瀝青混凝土的低溫抗裂性能
瀝青混凝土路面的低溫縮裂是由于溫度應(yīng)力超過了混凝土抗拉強度而導(dǎo)致面層開裂的,因此若瀝青混合料具有較高強度或在低溫下有較好的抗變形能力和較強的應(yīng)力松弛能力,溫度應(yīng)力則不會過大累積,混合料均會有較好的低溫抗裂性能。試驗證明,AC-16使用的瀝青為克拉瑪依90#道路石油瀝青,未摻入纖維的瀝青混凝土其最佳瀝青用量為4.2%,摻入纖維的瀝青混合料其最佳瀝青用量為4.6%。
提高瀝青混凝土的高溫抗車轍性能
采用克拉瑪依90#道路石油瀝青AC-16I型瀝青混合料。對于無纖維添加的情況,馬歇爾試驗確定的最佳瀝青用量為4.2%,添加混合料總重0.2%海川德蘭尼特AS纖維的混合料,其馬歇爾法確定的最佳瀝青用量為4.7%。
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另外根據(jù)奧地利聯(lián)邦經(jīng)濟事務(wù)部科研項目3.137《對添加纖維的高穩(wěn)固瀝青混凝土的長期10年觀察》:加入0.3%的德蘭尼特AS纖維與不加或加入其它纖維的瀝青混凝土相比,路面車轍可減少60%。因為德蘭尼特AS纖維均有明顯突起的“觸角”,且比木質(zhì)素纖維要粗,故其加筋效果要明顯;纖維的長徑比越大,作用效果越好,所以德蘭尼特AS纖維比其它纖維抗車轍能力更強。
沒有使用德蘭尼特AS纖維的試件經(jīng)過30000次輪載實驗產(chǎn)生嚴重車轍
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使用0.1%,0.3%的德蘭尼特AS纖維的試件經(jīng)過30000次輪載實驗后車轍變形
提高瀝青混凝士的抗疲勞性
15℃疲勞試驗結(jié)果證明,在應(yīng)力水平不高時加德蘭尼特AS纖維瀝青混凝土較不加德蘭尼特AS纖維瀝青混凝土疲勞性能好;當應(yīng)力水平較高時,德蘭尼特AS纖維瀝青混凝土的疲勞性有所下降。
?????? 圖? 疲勞壽命(次)對比曲線-添加德蘭尼特AS纖維的瀝青混凝土抗疲勞性提高優(yōu)于木質(zhì)素纖維。
降低瀝青混凝土的集料飛散性能、提高瑪蹄脂粘結(jié)性
AK-13A混凝土飛散試驗利用洛杉磯磨耗機進行,此試驗主要常用來確定SMA以及排水型混凝土的最小瀝青用量;在本次試驗中利用飛散試驗主要來反映纖維對于混凝土結(jié)構(gòu)的加強作用以及抗松散能力。
纖維種類 | 未摻加纖維 | 德蘭尼特 AS纖維 |
質(zhì)量損失 | 18.75% | 15.04% |
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三 、部分工程案例
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?????? 深圳西部通道??????? 深圳市寶安大道瀝青混凝土路面2標????? 深圳南坪快速路16標
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????????? 東海大橋橋面鋪裝???????? ??? 夏港大道(廣深路連云港)?? 湖北荊州長江公路大橋橋面
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?????????????? 武漢軍山長江大橋橋面鋪裝??????????? ?連徐高速邳州大橋?????? ?? 滬杭高速公路大蒸港橋及南界涇橋