在SMA（沥青玛蹄脂碎石混合料）路面工程中，纤维作为关键稳定剂，其掺量选择直接关联沥青用量的适配性与混合料的路用性能。为精准厘清纤维掺量与沥青用量的内在关联，为SMA混合料配合比设计提供科学依据，研究团队以“控制变量法”为核心思路，通过设置多梯度纤维掺量，系统开展室内试验，深入探究纤维掺量对SMA沥青混合料沥青用量、飞散损失、析漏损失及施工质量的影响，形成了兼具理论性与实用性的研究结论。 一、研究设计：聚焦纤维掺量梯度，搭建科学试验框架      为确保研究结果的准确性与代表性，研究团队在试验设计阶段重点把控变量设置与试验方法，构建严谨的研究体系： 1. 纤维掺量梯度设计      参考《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中SMA混合料纤维掺量的常规范围（0.3%~0.6%），结合工程实际应用场景，进一步细化掺量梯度，设置0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%五个梯度（均以混合料总质量为基准），覆盖低、中、高三种掺量区间，既能捕捉掺量变化的细微影响，又能覆盖工程中可能出现的掺量偏差情况。

2. 核心试验方法选择      试验以“沥青用量”为关联核心，选取两项能直接反映纤维与沥青协同效果的关键检测项目： - 肯塔堡飞散试验：模拟高温环境下混合料的稳定性——将成型的马歇尔试件在60℃烘箱中保温48h，随后通过洛杉矶磨耗机旋转300次，测定试件质量损失率（即飞散损失），以此评价纤维对沥青的“黏结增强能力”，判断沥青用量是否足以支撑混合料整体性； - 谢伦堡析漏试验：评估纤维对沥青的“吸附稳定能力”——将拌制好的混合料装入金属篮，在170℃烘箱中保温60min，收集析出的沥青质量并计算析漏损失率，验证纤维是否能有效防止沥青离析，间接反映沥青用量与纤维吸附能力的匹配度。 通过两项试验的联动分析，建立纤维掺量、沥青用量与混合料性能的量化关系。 二、研究结果分析：纤维掺量对沥青用量及混合料性能的多重影响 1. 纤维掺量与飞散损失：先减后增的趋势，源于“吸油率适配”逻辑 试验数据显示，随着纤维掺量从0.2%逐步提升至0.6%，SMA混合料的飞散损失呈现“先显著减小、达到最小值后缓慢增大”的清晰趋势： - 当纤维掺量为0.2%（低掺量）时，飞散损失率高达4.9%，超出规范要求的4%上限——此时纤维总量不足，总吸油量有限，无法充分吸附沥青形成“纤维-沥青”黏结体系，集料表面沥青膜覆盖不完整，高温下沥青与集料易脱离，导致飞散损失偏大； - 当纤维掺量提升至0.4%（中掺量）时，飞散损失率降至3.1%，达到试验最优水平——此时纤维总吸油量与混合料中的沥青用量形成完美平衡：纤维既吸附了多余的自由沥青，避免其在高温下流失，又通过“纤维-沥青”体系紧密包裹集料，大幅增强集料间黏结力，从根本上降低飞散风险； - 当纤维掺量继续增加至0.6%（高掺量）时，飞散损失率反而回升至3.8%——此时纤维总量过剩，总吸油量超过沥青供给量，部分纤维因“吸油饱和”出现团聚现象，未被沥青包裹的纤维颗粒成为混合料中的“薄弱点”，破坏了集料间的黏结连续性，导致飞散损失反弹。      深入分析可见，这一趋势的核心是纤维掺量与沥青用量的“吸油率适配关系”。不同纤维的实际吸油率（单位质量纤维能吸附的沥青质量）存在差异（如絮状木质素纤维吸油率通常为8~10倍自身质量，普通矿物纤维约为3~5倍）：若纤维吸油率高，需匹配更高的沥青用量才能满足纤维吸附需求；若吸油率低，过量沥青反而会导致飞散损失增大。因此，“合适的纤维掺量-沥青用量对应关系”并非固定值，而是由纤维实际吸油率决定的动态平衡，这也为工程中“按需调整配合比”提供了理论依据。 2. 纤维掺量与析漏损失：线性递减的规律，印证“吸附能力递增”机制      与飞散损失的变化趋势不同，随着纤维掺量从0.2%提升至0.6%，SMA混合料的析漏损失呈现“持续、稳定的线性递减” 趋势，且线性相关系数R²高达0.97，表明二者存在极强的线性关联： - 纤维掺量0.2%时，析漏损失率为0.36%，接近规范0.3%的限值——此时纤维吸附位点不足，无法完全捕捉混合料中的自由沥青，高温下多余沥青易从集料骨架间隙析出； - 掺量提升至0.3%时，析漏损失率降至0.29%，首次低于规范限值； - 掺量达到0.4%时，析漏损失率进一步降至0.20%，完全处于安全区间； - 直至掺量0.6%时，析漏损失率仅为0.11%，但此时性能提升幅度已明显放缓（0.4%至0.6%仅下降0.09%）。 这一规律的本质是**纤维对沥青的吸附能力随掺量递增而同步增强**。SMA混合料属于“富沥青”体系，自由沥青含量较高，而纤维的核心作用是作为“沥青吸附载体”——每增加一定掺量的纤维，就会新增相应数量的吸附位点，更多的纤维颗粒像“海绵”一样锁住自由沥青，减少其在高温下的流动离析，因此析漏损失随掺量提升而线性下降。从经济性角度看，0.4%的纤维掺量已能实现析漏损失的有效控制，继续增加掺量对性能提升有限，反而会增加材料成本，因此0.4%是兼顾性能与经济性的最优掺量节点。 3. SMA-13配合比的关键阈值：沥青用量下限与纤维掺量建议      结合飞散试验与析漏试验结果，研究团队针对工程中应用广泛的SMA-13（公称最大粒径13mm）沥青混合料，提出了明确的配合比设计阈值： - 沥青用量下限：0.3%（以油石比计）。试验发现，当沥青用量低于0.3%时，即使纤维掺量达到0.4%，飞散损失率仍会超过3.6%，且混合料在击实过程中易出现“集料松散、难以成型”的问题——这是因为沥青用量不足时，纤维无法充分吸附沥青形成连续的黏结膜，集料间缺乏足够的沥青支撑，导致整体结构稳定性下降。因此，0.3%的沥青用量是保证SMA-13混合料基本路用性能的“底线”，实际设计中需在此基础上，结合纤维吸油率微调沥青用量，避免因沥青不足引发质量风险。 - 纤维掺量建议：不低于0.4%。从两项试验的协同结果来看，0.4%的纤维掺量是性能与成本的平衡点：低于0.4%时，飞散损失易超标（如0.3%掺量时飞散损失率3.9%），析漏损失也接近规范限值；达到0.4%及以上时，飞散损失稳定在3.1%~3.8%，析漏损失降至0.20%以下，两项核心指标均处于最优区间。综合考虑工程安全性与经济性，建议SMA-13混合料的纤维掺加量控制在0.4%~0.5%，既确保混合料性能达标，又避免资源浪费。 4. 未打散颗粒状纤维的弊端：分散不均引发双重质量隐患 研究过程中，团队特别对比了“未打散的颗粒状木质素纤维”与“正常絮状纤维”的应用效果，发现未打散的颗粒状纤维会对混合料性能与施工质量造成显著负面影响： - 路用性能下降：颗粒状纤维因未充分打散，在混合料中呈现“团聚块状”分布，形成“局部纤维过量区”与“局部纤维缺失区”——过量区的纤维吸附大量沥青，导致周边集料沥青不足，黏结力下降；缺失区的沥青缺乏纤维吸附，易出现析漏。室内试验显示，此类混合料的飞散损失率比絮状纤维高1.3%~1.6%，低温抗裂性（最大弯拉应变）降低9%~11%，整体路用性能明显劣化。 - 施工质量风险：团聚的纤维颗粒在拌和过程中难以与集料、沥青均匀混合，摊铺时易形成“疙瘩状”凸起，影响路面平整度；碾压后，团聚区域的纤维吸附大量沥青，后期受温度变化影响，多余沥青易析出至路表，引发路面泛油——泛油会覆盖路面构造深度，使抗滑性能（摆值）降低16%~22%，尤其在雨天易导致车辆打滑，对行车安全构成严重威胁。      这一结果充分说明，“纤维分散性”是保障SMA混合料质量的前提——即使纤维掺量达到设计要求，若形态不符合“充分打散的絮状”标准，仍会导致配合比设计失效。因此，工程中需严格把控纤维进场质量，严禁使用未打散的颗粒状纤维，并在拌和阶段延长干拌时间（建议30~40s），确保纤维均匀分散。 三、研究结论：为SMA混合料配合比设计提供精准指导      本次研究通过多梯度纤维掺量试验，清晰揭示了纤维掺量对SMA沥青混合料沥青用量及性能的影响规律，为工程实践提供三大核心指导： 1. 纤维掺量与沥青用量需“按吸油率动态适配”：不能盲目套用固定配合比，需先检测纤维实际吸油率，再通过飞散试验确定“最小飞散损失对应的掺量-沥青用量组合”，确保二者匹配； 2. SMA-13配合比需严守双阈值：沥青用量不低于0.3%（油石比），纤维掺量不低于0.4%，以此为基础兼顾性能与经济性，避免因参数不足引发质量风险； 3. 纤维形态与分散性是质量底线：优先选用絮状木质素纤维，严禁使用未打散的颗粒状纤维，拌和阶段需强化分散均匀性控制，防止因分散不均导致路用性能下降与施工隐患。