福倍安道路专用矿物纤维 ——优异的材料性能 福倍安道路专用矿物纤维是美国福倍安公司(Fiberand Corporation)为沥青路面应用而开发的专利产品。它以特选的玄武岩为原料，经过特定的预处理后，在1600°C高温熔融提炼抽丝制成。与其它沥青路用纤维相比，福倍安道路专用矿物纤维具有不可比拟的材料性能优势，归纳如下： 力学性能优异：无机类的矿物纤维的抗拉强度大约是钢纤维的3倍，是有机类纤维 (如聚合物，植物纤维)的6-10倍。因此，可大大地加强(加筋)沥青混合料。弹性模量是有机类纤维的3倍以上，有助于提高沥青混合料的弹性恢复。 表面浸润性好：与沥青能很好地粘合，在沥青中的分散性好。可确保对沥青的加筋加强作用，也可作为沥青的载体增大沥青用量，防止沥青流失。 工作温度范围大：熔点1500°c，纤维性能不受沥青混合料高温拌合影响。适应路面 的各种高低温工作环境。 化学稳定性好：拌合时不与沥青产生任何化学反应，适应沥青路面的各种酸碱工作坏境。 抗老化性能好：不老化，不变质退化。不受沥青高温拌合影响。因此沥青混合料可100％再生利用。 水稳定性好：不吸水，不怕潮。易于运输储存，也有助抑制沥青氧化老化。 绝热性能好：有助于沥青油膜的高温稳定性。 电绝缘性能好：可防止沥青膜的电化学腐蚀。 福倍安道路专用矿物纤维 ——产品技术规格、添加量及添加工艺 产品技术规格 长度：纤维平均长度 6mm (英寸) 直径：纤维平均直径 5um (英寸) 筛分：通过250um()筛为95%
通过63um()筛为65% 矿物纤维的筛分试验，由真空抽气筛网决定。相关试验资料参考ASTM C612或"公 路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南”。 添加量 福倍安道路专用矿物纤维的添加量应视沥青混合料结构及性能要求而定。通常，对于SMA沥青混合料，添加量为%—%；对于OGFC沥青混合料，添加量为%； 对于AC沥青混合料为%—%。 添加拌和工艺 在沥青混合料中添加矿物纤维，可采用手工投入或机械自动投入二种方式。 1．手工投入方式 采用手工投入矿物纤维，应预先将矿物纤维包装成塑料小包，每拌合一锅，投入一 包或二包。 手工投入方法一： 利用拌合锅侧面的观察窗，由工人直接将纤维投入拌合锅中。每拌合—锅，投入相应数量的纤维。纤维的投入时间与粗集料放料同时进行，投料员应密切注意打开粗集料仓的信号，防止错过时间。 手工投入方法二： 直接将纤维包加入集料提升斗， 与集料同时投入拌合锅。 为使纤维分散均匀，手工袋装投入方式一般需要增加干拌时间5—10秒。 2．机械自动投入方式 为保证按时按量投入纤维，大规模施工时一般采用机械自动投入方式。对于机械自动投入纤维的设备，纤维将被机械自动打散，再利用风力将打散的矿物纤维送入拌合机的拌合锅中。 纤维的加入时间与集料投入同步进行，使其与集料—起干拌，然后喷入沥青进行湿拌。无需延长拌和时间。 说明： 福倍安道路专用矿物纤维在美国使用已有15年历史，从未出现过施工质量问题。添加及拌合操作简单，分散性极好。
福倍安道路专用矿物纤维 ——在SMA及OGFC沥青混合料中的应用 1．防止沥青流失 SMA及OGFC沥青混合料由于采用了更多的粗集料(沥青吸附量减少)及可能要求更多的沥青用量，因此，需要添加纤维作为沥青的载体以防止沥青流失及增大沥青用量。试验结果表明(图1，2)，福倍安道路专用矿物纤维能有效地起到沥青载体作用，防止沥青流失。 图1：纤维及改性沥青对沥青混合料析漏的影响 图2：纤维及改性剂对沥青析漏率影响的比较 2．提高高温抗车辙变形能力 试验结果表明(图3—5)，福倍安矿物纤维可降低SMA沥青混合料的变形速率3—5倍。 尽管其作用不如改性剂显著(5—20倍)，但其提高沥青路面抗车辙变形能力的作用是显而易见的。
图3：纤维及SBS改性剂对SMA车辙变形速率（mm/hr）的影响（55°C） 图4：纤维及改性沥青对沥青混合料动稳定度的影响
图5：纤维及改性沥青对沥青混合料变形速率的影响 3．提高抗拉性能及低温抗裂能力 由于纤维的加筋加强作用，纤维可大幅提高沥青混合料的抗拉强度及韧性，从而显 著提高沥青路面的低温抗裂能力。试验表明(图6—8)，与其它类纤维相比，由于福倍安矿物纤维的强度更高且与沥青的界面浸润性更好，因此作用尤为突出。通常，福倍安矿物纤维能提高沥青混合料抗拉抗裂性能50％以上。因此，添加福倍安矿物纤维是解决沥青路面早期水破坏及路面裂纹破坏的有效手段。 图6：纤维对沥青混合料抗拉强度的影响（弯曲试验）
图7：纤维对沥青混合料韧性的影响（弯曲试验） 图8：级配，沥青及纤维对沥青混合料冻融劈裂残余强度的影响 4．改善沥青路面的水稳定性 由于福倍安矿物纤维能显著提高沥青混合料的抗拉强度，韧性及抗裂能力，可防止 水分浸入混合料及沥青—集料界面，避免沥青—集料剥离，从而防止沥青路面的早期水破坏及改善水稳定性。此外，福倍安矿物纤维不吸水，可避免纤维成为水分的微通道浸入沥青—集料界面。
图9：纤维对OGFC浸水残留强度TSR及功比的影响 5．提高沥青混合料的抗老化能力 图10：纤维及改性沥青对沥青混合料抗老化能力的影响 老化试验表明，福倍安矿物纤维大幅度地减少了沥青混合料的老化，可减轻约20％- 40％。这主要是由于纤维增大了沥青用量的缘故。改性沥青也减缓了沥青混合料的老化， 约减轻0 - 20％。 6．提高沥青混合料的疲劳耐久性及使用寿命 试验结果表明(表1)，福倍安矿物纤维可提高疲劳常数a达2至3个数量级(约80- 400倍)，明显优于改性沥青(提高疲劳常数a约60倍)的效果。因此，纤维是提高沥青混合料疲劳耐久性及使用寿命的一种有效手段。 表1： 纤维及改性沥青对混合料疲劳耐久性的影响 编号 常数a 常数b R2 说明
13A—1 × A—1：传统密级配 + AC20 15A—4 × A—4：SMA 级配 + AC20 + % 木质纤维 14A—6 × A—6：SMA 级配 + AC20 + % 道路专用矿物纤维 15 M—3：SMA 级配 + SBS改性沥青 + % 木质纤维 M—3 × M—4：SMA 级配 + SBS改性沥青 + % 道路专用矿物纤维16M—4 × 福倍安道路专用矿物纤维 ——在AC沥青混合料中的应用 AC沥青混合料并不需要添加纤维作为沥青载体或防止沥青流失。但是，为提高AC沥青路面的性能及延长路面寿命，添加纤维是一种非常有效的手段。 试验结果表明（表2），与SMA及OGFC沥青混合料一样，福倍安道路专用纤维可以有效地提高AC沥青混合料的低温抗裂能力，高温抗车辙变形能力，水稳定性及疲劳耐久性，从而大大提高路面使用寿命。 应指出的是，福倍安矿物纤维提高沥青路面抗裂能力的作用及其显著，与其他类纤维比，可提高50%以上。有关研究表明，沥青路面的早期（水）破坏与沥青路面的抗裂性能息息相关，添加福倍安矿物纤维以提高沥青混合料抗裂能力将成为解决沥青路面早期（水）破坏问题的一个重要手段。 表2：福倍安道路专用矿物纤维在AC—13型级配中的试验结果 试验结果 试验项目 技术要求 试验方法 掺加%矿物纤维 掺加%Boni纤维 车辙试验 4426 4300 ≥2500 T0719-1993 （次/mm） 冻融劈裂 ≥80 T0729-2000 （%） 低温弯曲 4883 3360 ≥2500 T0715-1993 （μm）
注：试验选用相同体积百分比的纤维加入量 福倍安全自动控制纤维风送添加设备与沥青拌和楼中央控制系统相连，可确保将不同的纤维按时按量送入拌和锅。
