1 前言
伴隨著我國經濟建設的高速的發展，道路車流量越來越大，尤其在一些國省幹線上超載車輛更是嚴重，由此對路面的使用性能也提出了更高的要求，傳統的瀝青混合料技術已往往不能滿足工程建設的需要。近幾年來，越來越多的新材料不斷投入到瀝青路面技術領域。纖維作為一種瀝青混合料添加材料，已開始應用於瀝青路面工程中。
德蘭尼特道路專用纖維（後簡稱「德蘭纖維」 ）化學名稱為聚丙稀氰綸纖維，其由英國Acordis公司在德國Kelheim的工廠生產，屬人工合成有機纖維。與其它種類纖維相比，其具有化學性質穩定、耐高溫、不溶解、無毒等優點，在瀝青路面中不僅能起到很好的吸油作用，更能夠對路面起到明顯加筋作用，提高路面柔韌性，減少高溫車轍低溫開裂等情況的發生，從而延長路面使用壽命。目前，一些歐洲國家已將其列為瀝青路面指定添加劑。2003年在我市102國道大修工程中，進行了德蘭尼特纖維瀝青混凝土試驗段的鋪設，取得良好效果，並對此類瀝青混凝土進行了大量的試驗數據採集工作，對其路用性能進行了一定的分析總結，供同行借鑑。
2 德蘭尼特纖維作用及技術性能
德蘭纖維可用於瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）、密級配瀝青混凝土（AC）、及瀝青碎石（AM）等結構中。其在瀝青混合料中的主要作用如下：（1）加筋作用，其三維分布狀態，猶如傳統建築抹灰過程中，在灰漿中加入麻刀等草筋一樣，可以有效防止溫度變化的開裂和反射裂縫的發生；（2）分散作用，如果沒有纖維，瀝青礦料可能成為膠團，纖維可使膠團分散，改善瀝青膠體結構；（3）穩定作用，纖維可使瀝青混合料中處於比較穩定狀態，減少自由瀝青流動，從而提高混合料高溫穩定性。
對於摻加到瀝青混合料中的纖維，必須具有耐高溫（200℃以上）不融化不變質，抗拉強度高，單位重量纖維數多，以及不膨脹、不溶解化學性質穩定等特點。德蘭纖維主要技術指標見表1。
3 室內試驗數據分析
在本工程中採用的瀝青混合料為AC-16Ⅰ型瀝青混凝土，瀝青為秦皇島中油石化生產的鹿牌重交通道路石油瀝青AH-70，石料為三河當地產石灰巖石料。為確定最佳纖維用量和最佳瀝青用量，即找出最佳成本效益比方案，在試驗室在採用相同瀝青，相同集料和相同級配的情況下，對纖維用量0.2%，0.3%，0.4%的瀝青混凝土分別進行了標準馬歇爾試驗，試驗結果見表2。從表2中可以看出摻加不同用量的德蘭纖維後，對瀝青混凝土的影響主要表現在穩定度大小上，穩定度也是衡量瀝青混凝土性能的重要指標。
由表2可以分析得出：
(1) 在一定的相同瀝青用量的情況下，隨著纖維用量的增加馬歇爾穩定度也會逐步增加。在瀝青用量4.6%時，0.4%纖維用量的混凝土穩定度明顯小於其它兩組，是因為此時的瀝青用量偏小造成的。
(2) 隨著纖維用量的增加，瀝青混合料的最佳瀝青用量也要相應增大。
(3) 纖維用量達到0.4%後，瀝青混合料的穩定度增加比其它兩組並不十分明顯，而此時的最佳瀝青用量明顯要比其它兩組增大很多。
通過以上比較分析可以認為，纖維用量在0.2%-0.3%比較合理，此時成本效益比最高。由此確定，在本工程中實際纖維用量採用0.3%的纖維用量為實際施工用量。
4 試驗路段瀝青混合料實際性能檢測
在工程建設中，為增加德蘭纖維瀝青混凝土與普通瀝青混凝土的比較性，將試驗路段設置在了正常施工段落的中間，長度為一公裡。此試驗路段及前後各600米普通瀝青混凝土路段，由同一拌和設備和施工設備在同一天施工完成。在施工中分別對試驗路段及普通瀝青混凝土段進行了抽樣檢測，試驗採用了三組瀝青混凝土試件，即試驗段前、試驗段、試驗段後瀝青混凝土各一組。
4.1 常規試驗對比
4.1.1 礦料級配對比
表3中列出了試驗段前、試驗段、及試驗段後的瀝青混凝土礦料篩分結果。從試驗結果中可以看出，瀝青混合料在試驗段前後及試驗段中這段時間的級配變化很小，說明在此期間瀝青混合料拌和均勻穩定，原材料沒有變化，設備運轉正常。可以肯定摻加德蘭纖維的瀝青混凝土與此前及此後的普通瀝青混凝土具有相同的級配，因此對其進行的以後相關試驗具有可比性。
4.1.2 馬歇爾試驗中國瀝青網結果
註：A組為摻加纖維前拌和的瀝青混凝土試件；B組為加0.3%纖維瀝青混凝土試件；C組為摻加纖維後拌和的瀝青混凝土試件。
從表4三組試件的試驗結果可以看出，在空隙率、飽和度、流值等指標相差無幾的情況下，加纖維瀝青混合料穩定度較普通瀝青混凝土大幅度提高，明顯優於普通瀝青混凝土，對瀝青混凝土的力學性能改善明顯。
4.2 高溫穩定性
高溫穩定性檢驗採用車轍試驗，試驗溫度60℃，輪壓為0.7Mp。實驗結果見表5
4.3 低溫性能
評價瀝青混凝土低溫性能，本試驗採用了小梁低溫彎曲試驗，具體試驗方法參見《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（T075-2000）。試驗溫度-10℃，加載速率50mm/min，試件尺寸為長250mm，寬30mm，高35mm稜柱體小梁。製作普通瀝青混凝土和加纖維混凝土試件兩組，試驗結果見下表6。
從表中我們可以看出加纖維的瀝青混凝土抗彎拉強度、勁度摸量均明顯大於普通瀝青混凝土。
4.4 水穩定性
瀝青混凝土抗水害能力檢測採用了兩種試驗方法，一是浸水馬歇爾試驗，二是凍融劈裂試驗。浸水馬歇爾試驗方法為，將試件在60℃水中恆溫浸泡48小時，然後測定其穩定度，與標準馬歇爾試驗穩定度進行比較。凍融劈裂試驗方法為，在98.3-98.7KPa的真空條件下飽水15分鐘，然後放入冰箱中在-18℃的環境中保持16小時，將試件再立即投入60℃的恆溫水槽中，浸泡24小時，完成凍融循環，再在25℃的水中浸泡2小時後測定其劈裂強度，與未經凍融循環試件的劈裂強度進行對比。試驗數據見表7
綜上所述，通過對試驗路段的加0.3%德蘭纖維瀝青混凝土與同級配普通瀝青混凝土的試驗對比可以看出，無論是普通馬歇爾試驗指標，還是高溫穩定性能、低溫穩定性能及抗水害能力，摻加纖維的瀝青混凝土均遠遠優於普通瀝青混凝土，性能提高明顯。
5 總結
德蘭纖維摻加簡單，無須任何外部設備，瀝青溫度、石料溫度等均與普通瀝青混凝土拌和相同，也不用增加其它拌和步驟，只須在拌和過程中人工將計算封裝好的纖維投擲至拌鍋中，增加5-10秒拌和時間，便能保證拌和均勻，在實際施工中尚未發現結團結塊現象。攤鋪碾壓也與普通瀝青混凝土施工要求相同，實際碾壓效果良好，不用增加壓實功。因此，德蘭纖維瀝青混凝土拌和施工簡單適用範圍廣，由於其對原瀝青混凝土的力學性能大大改善，從而可以延長道路使用壽命，尤其適合大交通量、重載交通道路。
從發展前景看，儘管摻加德蘭纖維後，瀝青混凝土單價有一定提高，但從社會效益來看，是有一定收益的。其與其他改善瀝青混凝土性能的材料經濟比較，及應用德蘭纖維瀝青面層的壽命費用分析，可以在今後的使用中進一步分析比較。
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