【正文】 技術(shù)國際會(huì)議上，對(duì)聚酯纖維加入瀝青混合料以增強(qiáng)混合料路用性能提出了可行性建議，后來取得了良好效果，最近幾年越來越多的研究者開展了相關(guān)方面的研究。美國專利US 6197423 使用機(jī)械方法周期性壓扁圓截面纖維，以獲得沿纖維軸向有可變的寬度和厚度且表面粗糙和無應(yīng)力缺陷的纖維，從而減小“纖維球”產(chǎn)生概率，改進(jìn)纖維與瀝青的粘結(jié)性，保證纖維的均勻分散。美國專利US 4297414通過對(duì)纖維表“起皺”和“壓紋”處理來增加纖維與瀝青的接觸面積，達(dá)到改善纖維在瀝青中的分散效果，但是纖維表面物理變形的方法會(huì)導(dǎo)致纖維的剛度下降，增加“纖維球”產(chǎn)生的概率。其中聚酯纖維在瀝青混合料路面上的應(yīng)用，被視為一個(gè)提高瀝青混合料路面路用性能的有效措施，正越來越受到公路行業(yè)的重視。之后國內(nèi)開始自己研究既能提高混合料性能又能節(jié)約成本的工程纖維，聚酯纖維就是其中之一。20世紀(jì)70年代美國Kapejo公司開發(fā)研制了BoniFibers路用工程纖維，經(jīng)歐美等國家將近3年的應(yīng)用、研究和觀測，總結(jié)出博尼維可以提高瀝青混合料的路用性能，尤其是高溫穩(wěn)定性和抗疲勞性能，同時(shí)低溫抗裂性能也有所改善，能夠較好的防止反射裂縫的形成，因此，瀝青混合料路面壽命得以提高。綜合考慮，加入聚酯纖維對(duì)改善各項(xiàng)性能具有很好的效果。為了進(jìn)一步研究聚酯纖維摻量對(duì)于纖維瀝青混凝土性能的影響，本研究通過車轍試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)等來評(píng)價(jià)聚酯纖維瀝青混合料的性能，來確定聚酯纖維的最佳摻量, 為聚酯纖維瀝青混凝土路面的應(yīng)用和推廣提供了參考依據(jù)。聚酯纖維的摻量百分比不僅對(duì)混合料性能的提升幅度有影響，也對(duì)工程成本有較大影響。纖維作為瀝青混凝土加筋穩(wěn)定劑廣泛用于瀝青混合料中。2012屆材料科學(xué)與工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）聚酯纖維瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)畢業(yè)論文第一章 前 言我國高速公路建設(shè)發(fā)展飛速，高等級(jí)瀝青路面通車的總里程不斷增加，鑒于我國目前重載車多、交通量大、超載車所占的比例很大的實(shí)際狀況及我國地域遼闊、氣候條件復(fù)雜等因素，因此瀝青路面的破損較為嚴(yán)重，除交通荷載、氣候的原因之外，瀝青混合料本身是主要的原因之一。目前瀝青路面出現(xiàn)破損的主要形式為：車轍、擁包、裂縫、坑槽等，究其原因是瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性以及瀝青混合料的抗水損壞的性能不佳所造成。在瀝青混凝土中加入纖維，可提高其高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、疲勞性能和水穩(wěn)定性能，纖維成為了增強(qiáng)瀝青混凝土性能的新手段，但是工程人員對(duì)纖維瀝青混凝土的認(rèn)識(shí)仍然不夠準(zhǔn)確，對(duì)纖維添加劑的使用缺乏正確的指導(dǎo)和規(guī)范，我國現(xiàn)階段對(duì)于纖維瀝青混凝土的研究大多停留在聚酯纖維對(duì)瀝青混合料的性能的提升方面，但是對(duì)聚酯纖維摻量的多少很少研究。如果聚酯纖維摻量過低，那么對(duì)瀝青混合料的性能提升有限；纖維摻量過高，也可能反而影響瀝青混合料的性能，并且提高工程的成本，影響施工單位的經(jīng)濟(jì)性。為了改善瀝青混合料以上性能，國內(nèi)外許多道路工作者及材料開發(fā)商均進(jìn)行了大量的研究與探索，比如采用各種改性瀝青、新型礦料級(jí)配以及各種添加材料，各種新材料、新工藝的使用均對(duì)瀝青混合料的各方面性能有不同程度的提高。本文主要研究討論聚酯纖維加入瀝青混合料的最佳用量，確保各種性能達(dá)到最佳狀態(tài)的同時(shí)節(jié)約成本和時(shí)間。我國在20世紀(jì)90年代末才逐漸引進(jìn)該纖維，經(jīng)過試驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用性能確實(shí)有明顯提高，但是當(dāng)時(shí)國內(nèi)很難承受其昂貴的價(jià)格，因而妨礙了纖維瀝青混合料在國內(nèi)的發(fā)展。進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國公路建設(shè)與研究部門將加強(qiáng)瀝青混合料路面鋪筑技術(shù)研究、改善瀝青混合料路面使用品質(zhì)、延長其使用壽命列為研究對(duì)象。國外研究情況20世紀(jì)80年代初，美國著名企業(yè)杜邦公司工程師博尼先生采用聚酯材料和特殊配方試制成功一種適合于瀝青混凝土加強(qiáng)筋的纖維，并取得發(fā)明專利，博尼聚酯纖維結(jié)束了瀝青混凝土不能用軟纖維加強(qiáng)的時(shí)代，是真正的瀝青混凝土加強(qiáng)筋。1989年，F(xiàn)reeman對(duì)聚酯纖維瀝青混合料進(jìn)行了全面的路用性能研究，結(jié)果表明，在瀝青混合料中加入聚酯纖維可以提高混合料高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性以及耐疲勞性和韌性。美國專利US 5753368 在纖維表面上涂敷特殊的乙二醇醚表面活性劑來改善纖維表面與混凝土的結(jié)合力，使纖維更好的分散在混凝土中。德國等歐洲一些國家先預(yù)制纖維瀝青混合母料，然后再進(jìn)行瀝青混凝土的混合料制備。Mahabir等通過對(duì)瀝青混合料中加入廢舊的聚酯纖維的研究，研究表明，聚酯纖維可以提高混合料的力學(xué)性能和路用性能。日本研究者對(duì)摻入菲特爾德Al聚酯纖維和未摻纖維混凝土進(jìn)行馬歇爾實(shí)驗(yàn)對(duì)比，高溫穩(wěn)定性得到改善。Putman等比較加入聚酯纖維瀝青混凝土干、濕狀態(tài)下的拉伸強(qiáng)度，%。Benedito通過馬歇爾實(shí)驗(yàn)、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)三軸試驗(yàn)研究了聚酯纖維摻量和長度對(duì)纖維加強(qiáng)冷拌瀝青混凝土力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明，%%，長度為40mm的纖維表現(xiàn)出最好的結(jié)果。在印第安納Jiang和McDaniel應(yīng)用聚丙烯纖維加強(qiáng)熱拌瀝青混合料，反射裂縫減少，在佛吉尼亞，含有聚丙烯纖維或者聚酯纖維的熱拌瀝青混合料同樣增強(qiáng)了水穩(wěn)定性和抗車轍能力。%的比例加入纖維進(jìn)行車轍試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，由于聚酯纖維能對(duì)路面起到“加筋”和“橋接”穩(wěn)定作用，聚酯纖維瀝青混凝土的動(dòng)穩(wěn)定度可以提高65%。陳華鑫等利用10℃下彎曲蠕變?cè)囼?yàn)研究表明：AC—16I級(jí)配的瀝青混凝土加人聚酯纖維后的抗彎拉強(qiáng)度增大10%，破壞應(yīng)變?cè)龃罅?%，瀝青混凝土的低溫抗裂性能得到加強(qiáng)，取得了較為豐富的成果。張爭奇等通過各種室內(nèi)實(shí)驗(yàn)對(duì)纖維混合料進(jìn)行研究，分析了纖維的具體類型、礦料級(jí)配等因素對(duì)纖維加強(qiáng)瀝青混合料的技術(shù)性能的影響，對(duì)纖維加強(qiáng)瀝青混凝土的作用機(jī)理進(jìn)行了分析，提出了纖維瀝青混凝土設(shè)計(jì)和施工技術(shù)建議。張爭奇等研究了纖維和礦粉對(duì)瀝青膠漿性能的影響，采用動(dòng)態(tài)剪切流變儀和彎梁流變儀(BBR)對(duì)纖維、礦粉和瀝青三者組成的瀝青膠漿的高、低溫性能進(jìn)行了研究，分析了粉膠比和纖維用量變化對(duì)瀝青膠漿性能的影響，結(jié)果表明，提高粉膠比和增加纖維用量使瀝青膠漿的高溫性能改善，但會(huì)使低溫性能有所降低，采用纖維取代部分礦粉可取得瀝青混合料高、低溫性能均改善的效果。王華宇等通過對(duì)聚酯纖維混合料的拌和時(shí)間進(jìn)行了研究分析，發(fā)現(xiàn)纖維加入混合料后干拌與濕拌時(shí)間也會(huì)對(duì)混合料的性能造成影響。彭波等對(duì)聚酯纖維瀝青混合料進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究，總結(jié)出纖維瀝青混合料強(qiáng)度增大，密度減小的規(guī)律，同時(shí)也證明了這種材料各項(xiàng)路用性能都有改善，高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性尤為明顯。武賢惠和姜艦通過小梁彎曲實(shí)驗(yàn)研究了纖維瀝青混凝土的低溫抗裂性，研究結(jié)果表明加入纖維后，提高了瀝青混凝土的低溫抗裂性能。廣東肇慶馬房大橋、宜昌夷陵長江大橋、云南昆玉高速公路、陜西銅黃高速公路、滬杭高速公路等，這些工程應(yīng)用表明摻聚酯纖維瀝青混合料的性能優(yōu)良，具有很好的應(yīng)用前景。江蘇省宜興市公路管理處陶岳、練強(qiáng)等，將軟纖維應(yīng)用在道路面層上，發(fā)現(xiàn)添加聚酯纖維后，瀝青混合料的高溫抗車轍、低溫抗裂、水穩(wěn)性及抗疲勞等性能得到明顯改善，被業(yè)內(nèi)視為能有效提高路面性能的措施，浙江省麗水市直屬公路管理段陳永平等，通過瀝青混凝土摻加聚酯纖維在麗水山區(qū)公路上試驗(yàn)應(yīng)用后，明顯改善了瀝青路面的使用性能，認(rèn)為聚酯纖維瀝青混凝土在山區(qū)公路上具有較大的應(yīng)用推廣價(jià)值。目前國內(nèi)聚酯纖維應(yīng)用主要集中在紡織領(lǐng)域中，應(yīng)用于道路工程領(lǐng)域較少，市場上的纖維線密度偏小，不符合聚酯纖維路用標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于路用纖維，其裂解、軟化、熔融溫度越高性能越好，以適應(yīng)瀝青混凝土拌制工藝和攤鋪工藝的使用需求；路用纖維拉伸強(qiáng)度越高越好，保證在濕態(tài)下也不會(huì)大量的降低，并且要有適宜的斷裂伸長率，可回復(fù)伸長率越大越好，可以最大幅度的提高初始模量，纖維的這些物理機(jī)械性能直接影響纖維瀝青混凝土的力學(xué)性能，如：抗裂性能、抗拉性能、水穩(wěn)定性能等；此外，路用纖維還要求在日光和大氣作用下具有很好的穩(wěn)定性。目前可以用高聚物的化學(xué)變化以及纖維的物理機(jī)械性能的變化來對(duì)聚酯纖維的高溫穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。聚酯分子鏈具有高度的立構(gòu)規(guī)整性，同時(shí)分子鏈中的苯環(huán)與對(duì)位酯基是剛性基團(tuán)，因此聚酯纖維有較高的初始模量。并且聚酯纖維的吸濕率低，其干、濕態(tài)條件下的斷裂強(qiáng)度幾乎相等，而其它纖維在濕態(tài)條件下則有不同程度的降低。聚酯纖維承受應(yīng)力應(yīng)變循環(huán)而不斷裂的次數(shù)最高，因此耐疲勞強(qiáng)度明顯好于其他纖維。3．在日光和大氣作用下的穩(wěn)定性作為瀝青路面的攤鋪材料需要長期曝露在日光及大氣中，因此抗紫外以及對(duì)大氣作用的穩(wěn)定性影響著材料的使用壽命。聚酯纖維和聚乙烯醇纖維在日光下長期曝曬，強(qiáng)度幾乎不降低，也是很好的耐光和耐氣候材料。我國公路大約90%以上高級(jí)公路采用瀝青路面。針對(duì)這些問題進(jìn)行物理化學(xué)改性，加入聚酯纖維在瀝青混合料中進(jìn)行改性，能有效地提高瀝青路面使用壽命。（2）瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)。（3）聚酯纖維摻量的確定。所以，%、%、%、%、%來確定最佳纖維摻量。得出最佳摻量結(jié)論時(shí)，各種試驗(yàn)已經(jīng)結(jié)束。這時(shí)可以分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)比各種摻量下混合料性能的優(yōu)缺點(diǎn)。： 瀝青技術(shù)指標(biāo)性能指標(biāo)規(guī)范試驗(yàn)結(jié)果針入度（25176。C）44~5470號(hào)基質(zhì)瀝青優(yōu)點(diǎn)是具有優(yōu)良的防水性能和粘結(jié)性能，且資源豐富而價(jià)格低廉，長期以來被廣泛用作鋪路材料，特別是在高等級(jí)路面上。國產(chǎn)瀝青的特點(diǎn)如下：1． 比重一般偏小比重大小與原油種類有直接關(guān)系。這和原油直接相關(guān)，由于原油含蠟量高，生產(chǎn)的路用瀝青含蠟量也高，蠟的結(jié)晶對(duì)延度有直接影響。4． 軟化點(diǎn)測定值較高，但熱穩(wěn)定性不好國產(chǎn)普通瀝青的軟化點(diǎn)值大都在45～51℃范圍內(nèi)，這種瀝青軟化點(diǎn)差值并不大，可是實(shí)際公路上應(yīng)用時(shí)，在夏季高溫時(shí)容易軟化，路面泛油、擁包現(xiàn)象較為嚴(yán)重。集料包括巖石、自然風(fēng)化而成的礫石（卵石）、砂以及巖石經(jīng)人工軋制的各種尺寸的碎石。不同粒徑的集料在瀝青混合料中所起的作用不同。為此將集料分為細(xì)集料和粗集料兩種。瀝青混凝土路面的使用質(zhì)量與集料的性質(zhì)有著密切的關(guān)系。