布敦岩沥青-玄武岩纤维复合改性沥青混合料抗裂性能试验研究

刘朝晖, 廖赤阳, 黄优

doi:10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20240224008

交通科学与工程 ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (2) : 133 -143. DOI: 10.16544/j.cnki.cn43-1494/u.20240224008

布敦岩沥青-玄武岩纤维复合改性沥青混合料抗裂性能试验研究

刘朝晖, 廖赤阳, 黄优

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摘要

【目的】研究布敦岩沥青和玄武岩纤维复合改性沥青混合料的抗裂性能。【方法】在15℃和-10℃两种温度条件下对70#基质沥青混合料、添加20%布敦岩沥青（Buton rock asphalt,BRA）的改性沥青混合料，以及添加4%玄武岩纤维（basalt fiber,BF）+20%BRA的复合改性沥青混合料分别进行了小梁弯曲试验和半圆弯拉试验。基于断裂力学理论，计算了最大弯拉应变（ε_B）、应力强度因子(K_IC)、峰前断裂能（G_f）和抗裂指数(C_RI)等指标，以此对沥青混合料的抗裂性能进行对比分析，并对低温小梁弯曲和半圆弯拉这两种抗裂试验进行了评价。【结果】BRA的加入会提高沥青的高温稳定性；BRA对沥青混合料抗裂性能的影响具有温度依赖性：BRA的掺入能提高沥青混合料的中温（15℃）抗裂性，但会对沥青混合料低温（-10℃）抗裂性带来不利影响。相比之下，对于玄武岩纤维与布敦岩沥青复合改性的沥青混合料，无论是在中温还是低温条件下，其抗裂性能均得到显著提升。这表明，玄武岩纤维的增黏、加筋作用能够有效延后沥青混合料的关键开裂时间，进而提高其弯拉强度及变形能力。【结论】与低温小梁弯曲试验相比，半圆弯拉试验具有更大的温度适用范围，且不同材料间的试验结果差异更为显著。因此，半圆弯拉试验在评价沥青混合料抗裂性能方面更具优势。