• 浅谈中学化学教学 不要轻易放弃。学习成长的路上,我们长路漫漫,只因学无止境。


    近年来我国大面积使用改性沥青混合料作为高等级公路路面表面层。而改性沥青混合料中必须加入纤维稳定剂其中木质素纤维是最常用的纤维稳定剂。现就木质素纤维在中的作用及作用机理加以研究以提高的质量控制。 关键词沥青玛蹄脂碎石混合料;木质素纤维;作用机理 '... ;; 414.75201203(03)9022 是20世纪60年代中期前联邦德国开发的一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量细集料组成的新型沥青混合料其级配类型为间断级配骨架型密实。中由粗集料构建的坚固的骨架结构具有优异的抵抗永久变形能力而充填粗集料骨架孔隙的丰富沥青玛蹄脂则赋予高度的耐久性其粗糙的表面构造使路面具有优良的抗滑性和较低的交通噪声。 路用木质素纤维是天然木材经过化学处理得到的有机纤维外观为棉絮状呈白色或灰白色。由于处理温度高达250℃以上在通常条件下是化学上非常稳定的物质不为一般的溶剂、酸、碱腐蚀具有无毒、无味、无污染、无放射性的优良品质不影响环境对人体无害属绿色环保产品。 1木质素纤维的化学组成和结构(图1) 图1木质素纤维分子式 木质素纤维主要由、、元素组成其微观结构是带状弯曲的凹凸不平的多孔的交叉处是扁平的有良好的韧性、分散性和化学稳定性吸水能力强有非常优秀的增稠抗裂性能。 2纤维在中的作用 2.1加筋作用 在在混合料中掺加木质纤维纤维在混合料中以一种三维的分散存在像各种钢纤维混凝土、土木格栅、土工布等加筋材料一样可以起到加筋作用。 2.2分散作用 如果没有纤维用量颇大的沥青矿粉很可能成为胶团不能均匀地分散在集料之间铺筑在路面上将清楚地看到“油斑”存在纤维可以使胶团分散。 2.3吸附作用 在混合料中加入纤维稳定剂的作用在于充分吸附(表面)及吸收(内部)沥青从而使沥青用量增加沥青油膜变厚提高混合料的耐久性。 2.4稳定作用 纤维使沥青膜处于比较稳定的状态尤其是在夏天高温季节沥青受热膨胀时纤维内部空隙还将成为一种缓冲的余地不致成为自由沥青而泛油对高温稳定性也有好处。 2.5粘结作用 提高粘结力。纤维将增加沥青与矿料的粘附性通过油膜的粘结提高集料之间的粘结力。 3作用机理分析 3.1加筋作用 纤维在中三维随机分布的且由于数量众多故在混合料中广为分布这些纤维对混合料的开裂起到阻滞作用从而提高沥青路面裂纹的自愈能力减少裂缝的出现起到加筋的作用。 3.2分散作用 沥青只有在吸附在矿粉表面形成薄膜才能对其他粗、细集料产生粘附作用正是由于纤维对沥青胶体的分散作用在中油石比普通沥青混凝土高。 3.3吸附作用 木质素纤维的直径一般<50μ有相当的比表面积每克纤维的表面积可达数平方米以上。纤维分散到沥青中其巨大的表面积成为可使沥青浸润的界面在此界面上纤维可以吸附大量的沥青形成有一定厚度的、一个新形成的相称为界面层。 木质素纤维与沥青之间的界面层是一个至少为几个分子层厚的区域其性质取决于纤维的分子排列、化学性质以及沥青的分子结构和化学组成故不同的纤维对应着不同的界面层。 结构沥青比界面层以外的自由沥青粘性大温度敏感性低耐热性好。同时由于纤维直径纤细纤维及其周围结构沥青一同裹覆于集料的表面使集料表面沥青膜厚度增大。混合料中由于加入纤维使沥青的用量增加从而导致沥青膜较常规密集配混合料增厚65%~113%。较厚的沥青膜与其形成的较小空隙减慢了沥青老化的速率从而使沥青较长时间地维持其粘弹性降低了沥青的温度敏感性改善了沥青的高温和低温性能。 3.4稳定作用 纤维在沥青基体内的分布式三向随机的。由于截面纤细使得纤维掺量不大沥青基体内纤维数目相当大形成纵横交织的空间网络。如纤维掺量0.2%每1克沥青约为5200根纤维。纵横交错的纤维形成纤维骨架结构网以及“结构沥青”网增大了结构沥青的比例减薄饿自由沥青膜使结合料粘性增大软化点上升温度稳定性大幅度提高。同时纤维的加筋使沥青混合料可使用稠度较低的沥青这样也有助于减少低温裂缝的出现。 3.5增粘作用 纤维可以提高沥青的粘结力增加沥青与矿料的粘附性通过油膜的粘结提高集料之间的粘结力。传统混合料高温下沥青会在结构内产生集中沥青粘结强度下降抗高温变形能力差。而纤维加入后可明显阻止沥青的流动。纤维对沥青的可持能力很强一般要在130℃以上的高温下多余沥青才会在纤维表面产生滴落。 4 结语 现在木质素纤维稳定剂在中得到了大量的应用利用纤维增强沥青混合料由于纤维的吸附、稳定及多向加筋作用可以较好的改善沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、提高抗车辙能及抗滑能力和耐久性并且施工工艺和设备无特殊要求混合料性能却能得到较大幅度的改善。 参考文献 [1]40012002公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南[].北京人民交通出版社2002 [2]5332004沥青路面用木质素纤维[].北京人民交通出版社2002 [3]沈金安.路面设计与铺筑.北京人民交通出版社2003 作者简介张忠彦(1975—)男工程师、一级建造师、注册试验工程师。毕业于山东省城建学校市政工程专业现任山东天元路桥工程有限公司经理助理、项目经理从事道路桥梁施工管理16年。发表专业学术论文2篇。 注文章内所有公式及图表请用形式查看。

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