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【摘要】目前我国在桥梁建设中，桥面铺装普遍采用普通沥青混凝土作为上面层。桥面铺装的沥青混凝土在高温稳定、低温抗裂、抗水以及疲劳耐久等性能方面，要求比普通路面更高。相关试验和实际观测证明加入聚酯纤维材料的沥青混凝土在桥面铺装后能够明显改善铺装层的各项性能。本文简单介绍了聚酯纤维的来源，并就桥面铺装过程中聚酯纤维在混凝土材料性能参数上的影响以及在沥青混凝土中的作用机理进行了分析。
【关键词】聚酯纤维；沥青混凝土；桥面铺装；稳定性
目前我国在桥梁建设中，桥面铺装普遍采用普通沥青混凝土作为上面层。沥青混凝土路面由于受到力的作用和车辆超载等因素的影响，桥面在没有达到设计的使用年限时，就发生拥包、推移等不同程度的损坏现象，大大缩短了桥梁路面的使用寿命[1]。因此，桥面铺装的沥青混凝土在高温稳定、低温抗裂、抗水以及疲劳耐久等性能方面，要求比普通路面更高。在这种情况下，选择高性能、高质量的沥青混凝土铺装层材料对提高其路用性是非常有意义的。近年来，人们开始不断地研究采用的新方法和措施来提高沥青混凝土的路用性能，把纤维材料掺加到沥青混合料中就是其中的一种方法，经过相关试验和实际观测证明，应用聚酯纤维材料加强的沥青混凝土在桥面铺装后能够明显改善铺装层的各项性能[2]。
1、聚酯纤维的来源
聚酯纤维是从石油中提炼出来的石油化工产品，是对苯二甲酸和乙二醇缩聚后得到的饱和聚酯，是经过特殊的工艺加工后得到的产品。现下常用的聚酯纤维是聚对苯二甲酸乙二酯，也就是我们常说的涤纶[3]。它不但在稳定性、强度、耐高温等方面具非常高的性能，还同沥青具有强的亲和性，因此，可以有效抑制沥青混凝土桥面的开裂和剥落，提高桥面铺装的质量，使桥梁的使用寿命得到延长。
将聚酯纤维材料混合在沥青混合料中的施工工艺并不比普通沥青混合料复杂，只需直接加入拌和即可，而且聚酯纤维材料的比表面积较大，其表面能够吸附更多的沥青，从而使纤维充满在沥青混合料的间隙中。
2、聚酯纤维在材料性能参数上的影响
主要表现在对混凝土材料动态模量、回弹模量以及疲劳因子等参数的影响。
2.1动态模量
抗压动态模量是反映材料的瞬态力学性能的指标。郭乃胜[4]等人进行了纤维掺量的马歇尔试验，他们设计的纤维掺量分别为0、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%，其结果表现为在一定的掺量范围内（0.20%），随纤维掺量增加则混合料的稳定度提高，但超过范围，则稳定度下降。此外，通过高温试验也表明，聚酯纤维增加了沥青混凝土的劲度，能够抵抗沥青的高温流动变形，从而使沥青混凝土桥面的使用寿命得到延长。
2.2回弹模量
回弹模量能够反映出沥青路面在受力下的恢复能力，纤维掺量增大，回弹模量随之增大，但超过0.25%时，则影响到纤维的分散均匀性，使纤维结团，从而随纤维参量增加，其回弹模量开始下降。
2.3疲劳因子
疲劳因子是沥青混凝土抵抗疲劳开裂能力的一个有效的指标，其值越小则表示沥青混凝土的抗疲劳开裂能力越强。由于聚酯纤维的加入，能够在混凝土内形成便于应力扩散的网状结构，从而有效提高其抗疲劳和抗破坏的能力。
3、聚酯纤维在沥青混凝土中的作用机理
3.1界面增强效应
沥青路面最主要的问题就是开裂，调查发现引起开裂的因素主要有沥青性质、沥青混合料的组成、路面结构的几何尺寸、基层的影响以及温度等环境的影响。掺入聚酯纤维后则通过其较大的比面积吸附沥青中的油分，而相对的增多沥青质，同时其与沥青之间通过物理和化学吸附、以及扩散和键合作用增大了沥青膜的厚度，降低了桥面沥青结构被破坏的危险性。
3.2对裂纹的阻滞、阻裂作用
沥青混合料在低温条件下开裂的机理主要是温度骤降出现横向收缩裂缝、温度反复升降导致的温度疲劳、反射裂缝以及综合原因导致的横向裂缝等。通过在沥青混凝土中加入聚酯纤维，可以起到加筋增韧的作用，搭接在裂缝尖端的纤维会阻止裂缝的进一步发展，此外纤维的模量值以及延伸变形能力也会防止裂缝的产生和延伸。
3.3对高温稳定性的影响
沥青混凝土虽然具有一定的高溫稳定性，但在持续高温的状态下，热量就难以从沥青桥面散发出来，加之外力的作用容易造成流动变形。纤维内部的空隙则为散热提供了缓冲空间，避免沥青在高温状态下的析出，此外，聚酯纤维还可以提高沥青矿粉胶浆和集料之间的粘结力，从而保证沥青桥面的整体性。
3.4对水稳定性的改善
水会对沥青桥面产生非常大的影响，尤其是冻融循环状态下，渗入到沥青与集料间隙的水会产生桥面的坑槽、变形等损害。而加入聚酯纤维的沥青混凝土的水稳定性则可得到显著改善，这主要是因为结构沥青的比例增大后，沥青和矿料之间的粘附性也随之增加，保证了沥青膜的稳定状态，而沥青膜的粘结性同时提高了矿料之间的粘结力，因此提高了沥青混凝土的水稳定性。
4、结语
随着我国经济社会的发展，交通业也得到了较大的发展，公路运输繁荣导致的结果是许多桥面铺装层破坏严重，需要进行及时的修补，而传统的桥面铺装设计、施工方法以及修补材料不但会造成多次反复的维修，还会造成人力、财力、物力的巨大浪费，已经不能满足现阶段的需求。因此，必须积极探索新的材料、新的方法和新的施工工艺。聚酯纤维材料在沥青混凝土桥面铺装上的应用为这方面的研究提供了依据，提高了桥面的使用性能和桥梁结构的使用寿命，这种材料工艺将会在将来的桥面铺装中得到更加广泛的重视和应用。
参考文献
[1]刘建军.聚酯纤维材料在内蒙古自治区黄河大桥桥面沥青砼铺装中的应用[J].交通科技，2005， （4）：96-97.
[2]张勇强，罗乙.聚酯纤维材料在沥青混凝土桥面铺装上的应用[J].公路，2003，（5）：117-118.
[3]赵渠森.先进复合材料手册[M].化学工业出版社，2003，869-871.
[4]郭乃胜，赵颖华，孙略伦.纤维沥青混凝土动态参数试验研究[J].公路交通科技，2007，6（5）：28.
【关键词】聚酯纤维；沥青混凝土；桥面铺装；稳定性
目前我国在桥梁建设中，桥面铺装普遍采用普通沥青混凝土作为上面层。沥青混凝土路面由于受到力的作用和车辆超载等因素的影响，桥面在没有达到设计的使用年限时，就发生拥包、推移等不同程度的损坏现象，大大缩短了桥梁路面的使用寿命[1]。因此，桥面铺装的沥青混凝土在高温稳定、低温抗裂、抗水以及疲劳耐久等性能方面，要求比普通路面更高。在这种情况下，选择高性能、高质量的沥青混凝土铺装层材料对提高其路用性是非常有意义的。近年来，人们开始不断地研究采用的新方法和措施来提高沥青混凝土的路用性能，把纤维材料掺加到沥青混合料中就是其中的一种方法，经过相关试验和实际观测证明，应用聚酯纤维材料加强的沥青混凝土在桥面铺装后能够明显改善铺装层的各项性能[2]。
1、聚酯纤维的来源
聚酯纤维是从石油中提炼出来的石油化工产品，是对苯二甲酸和乙二醇缩聚后得到的饱和聚酯，是经过特殊的工艺加工后得到的产品。现下常用的聚酯纤维是聚对苯二甲酸乙二酯，也就是我们常说的涤纶[3]。它不但在稳定性、强度、耐高温等方面具非常高的性能，还同沥青具有强的亲和性，因此，可以有效抑制沥青混凝土桥面的开裂和剥落，提高桥面铺装的质量，使桥梁的使用寿命得到延长。
将聚酯纤维材料混合在沥青混合料中的施工工艺并不比普通沥青混合料复杂，只需直接加入拌和即可，而且聚酯纤维材料的比表面积较大，其表面能够吸附更多的沥青，从而使纤维充满在沥青混合料的间隙中。
2、聚酯纤维在材料性能参数上的影响
主要表现在对混凝土材料动态模量、回弹模量以及疲劳因子等参数的影响。
2.1动态模量
抗压动态模量是反映材料的瞬态力学性能的指标。郭乃胜[4]等人进行了纤维掺量的马歇尔试验，他们设计的纤维掺量分别为0、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%，其结果表现为在一定的掺量范围内（0.20%），随纤维掺量增加则混合料的稳定度提高，但超过范围，则稳定度下降。此外，通过高温试验也表明，聚酯纤维增加了沥青混凝土的劲度，能够抵抗沥青的高温流动变形，从而使沥青混凝土桥面的使用寿命得到延长。
2.2回弹模量
回弹模量能够反映出沥青路面在受力下的恢复能力，纤维掺量增大，回弹模量随之增大，但超过0.25%时，则影响到纤维的分散均匀性，使纤维结团，从而随纤维参量增加，其回弹模量开始下降。
2.3疲劳因子
疲劳因子是沥青混凝土抵抗疲劳开裂能力的一个有效的指标，其值越小则表示沥青混凝土的抗疲劳开裂能力越强。由于聚酯纤维的加入，能够在混凝土内形成便于应力扩散的网状结构，从而有效提高其抗疲劳和抗破坏的能力。
3、聚酯纤维在沥青混凝土中的作用机理
3.1界面增强效应
沥青路面最主要的问题就是开裂，调查发现引起开裂的因素主要有沥青性质、沥青混合料的组成、路面结构的几何尺寸、基层的影响以及温度等环境的影响。掺入聚酯纤维后则通过其较大的比面积吸附沥青中的油分，而相对的增多沥青质，同时其与沥青之间通过物理和化学吸附、以及扩散和键合作用增大了沥青膜的厚度，降低了桥面沥青结构被破坏的危险性。
3.2对裂纹的阻滞、阻裂作用
沥青混合料在低温条件下开裂的机理主要是温度骤降出现横向收缩裂缝、温度反复升降导致的温度疲劳、反射裂缝以及综合原因导致的横向裂缝等。通过在沥青混凝土中加入聚酯纤维，可以起到加筋增韧的作用，搭接在裂缝尖端的纤维会阻止裂缝的进一步发展，此外纤维的模量值以及延伸变形能力也会防止裂缝的产生和延伸。
3.3对高温稳定性的影响
沥青混凝土虽然具有一定的高溫稳定性，但在持续高温的状态下，热量就难以从沥青桥面散发出来，加之外力的作用容易造成流动变形。纤维内部的空隙则为散热提供了缓冲空间，避免沥青在高温状态下的析出，此外，聚酯纤维还可以提高沥青矿粉胶浆和集料之间的粘结力，从而保证沥青桥面的整体性。
3.4对水稳定性的改善
水会对沥青桥面产生非常大的影响，尤其是冻融循环状态下，渗入到沥青与集料间隙的水会产生桥面的坑槽、变形等损害。而加入聚酯纤维的沥青混凝土的水稳定性则可得到显著改善，这主要是因为结构沥青的比例增大后，沥青和矿料之间的粘附性也随之增加，保证了沥青膜的稳定状态，而沥青膜的粘结性同时提高了矿料之间的粘结力，因此提高了沥青混凝土的水稳定性。
4、结语
随着我国经济社会的发展，交通业也得到了较大的发展，公路运输繁荣导致的结果是许多桥面铺装层破坏严重，需要进行及时的修补，而传统的桥面铺装设计、施工方法以及修补材料不但会造成多次反复的维修，还会造成人力、财力、物力的巨大浪费，已经不能满足现阶段的需求。因此，必须积极探索新的材料、新的方法和新的施工工艺。聚酯纤维材料在沥青混凝土桥面铺装上的应用为这方面的研究提供了依据，提高了桥面的使用性能和桥梁结构的使用寿命，这种材料工艺将会在将来的桥面铺装中得到更加广泛的重视和应用。
参考文献
[1]刘建军.聚酯纤维材料在内蒙古自治区黄河大桥桥面沥青砼铺装中的应用[J].交通科技，2005， （4）：96-97.
[2]张勇强，罗乙.聚酯纤维材料在沥青混凝土桥面铺装上的应用[J].公路，2003，（5）：117-118.
[3]赵渠森.先进复合材料手册[M].化学工业出版社，2003，869-871.
[4]郭乃胜，赵颖华，孙略伦.纤维沥青混凝土动态参数试验研究[J].公路交通科技，2007，6（5）：28.