(BMF)絮状玄武岩矿物纤维及其纤维增强沥青路面

【需求背景】 随着我国公路交通量持续增长和重载车辆比例不断提高，沥青路面在高温、重载、水损害等多重因素作用下，车辙、裂缝、松散等早期病害问题日益突出，严重影响了路面服役质量和行车安全。如何在沥青混合料中高效掺入增强纤维以提升路用性能，一直是行业关注的重点方向。传统木质素纤维和聚合物纤维在分散性、耐热性和性价比方面各有局限，难以全面满足高性能路面的技术需求。 玄武岩纤维作为新型绿色高性能矿物纤维，以天然火山岩为原料，具有强度高、耐高温、耐腐蚀、与沥青相容性好等突出优势。近年来的工程实践表明，将玄武岩纤维掺入沥青混合料中，可有效提升路面抗裂、抗车辙及抗水损害能力。然而，传统短切玄武岩纤维在拌合过程中易结团成束，分散均匀性难以保证，反而可能成为混合料内部的薄弱界面，制约了纤维增强效用的充分发挥。在此背景下，絮状玄武岩矿物纤维（Basalt Mineral Fiber，简称BMF）应运而生。该材料通过特殊的絮凝工艺处理，赋予纤维蓬松多孔的结构形态，显著改善了其在沥青混合料中的分散性能，为纤维增强沥青路面技术开辟了新的路径。 虽然BMF材料的实验室性能初步验证效果良好，但我国尚缺乏针对BMF在沥青路面中应用的系统性技术研究，其材料指标标准、混合料设计方法、施工工艺参数以及长期路用性能评价等关键环节均缺少规范依据。因此，亟需开展BMF纤维增强沥青路面的成套技术攻关，为推动高性能纤维沥青路面的规模化应用提供技术支撑。 【需解决的主要技术难题】 一、BMF纤维材料性能指标体系与评价方法缺失。 BMF作为一种新型纤维材料，与传统的短切玄武岩纤维和木质素纤维在形态结构、理化性能和应用方式上均有本质区别。目前行业标准中尚无专门针对BMF纤维的质量控制指标体系，纤维长度分布、絮凝指数、耐热性、分散性评价等关键指标的测试方法和技术要求均属空白，给材料选型和进场质量控制带来困难。 二、BMF纤维在沥青混合料中的分散机理与最佳掺量确定难题。 BMF的絮状形态虽有利于改善分散，但其在与集料干拌过程中的运动轨迹、与沥青的浸润吸附机制尚不明确。纤维掺量过低则增强效果不足，掺量过高则可能因纤维表面积过大而吸裹过多沥青，导致混合料和易性下降。如何科学确定不同沥青混合料类型（AC、SMA、OGFC）下的最佳纤维掺量，尚需系统的试验研究与理论分析支撑。 三、纤维增强沥青混合料的增强机理与设计方法不完善。 BMF纤维对沥青混合料的增强主要体现在增韧阻裂、吸附稳定沥青和提高残余强度等方面，但现阶段缺乏能够定量描述纤维增强效果的本构模型和设计参数。现有的沥青混合料设计方法主要基于马歇尔或Superpave体系，并未将纤维类型、掺量和形态特征作为独立设计变量纳入配合比设计流程，难以实现纤维增强效果的最优化。 四、施工工艺参数与质量控制标准欠缺。 BMF纤维的投入时机、干拌时间、湿拌温度等施工参数对最终路用性能影响显著，但现行施工规范中缺乏针对纤维沥青混合料的专项施工技术规定。拌合站纤维自动投料系统的计量精度控制、拌合均匀性的现场快速判定方法等技术环节，均缺乏成熟经验和完善的质量控制标准。 五、长期服役性能与环境适应性研究不足。 BMF纤维在路面长期服役过程中，在车辆荷载反复作用和紫外线、温度、水等环境因素耦合影响下的性能演变规律尚不清楚，纤维对沥青混合料老化前后的性能保持能力缺乏系统评价。纤维-沥青界面粘结在浸水和冻融条件下的退化机理有待深入研究。 【期望实现的主要技术目标】 一、建立BMF纤维材料标准与评价体系。 提出涵盖纤维长度、直径、絮凝度、分散性、耐热性、吸油率等关键指标的BMF材料技术要求，制定相应的试验测试方法标准。编制《絮状玄武岩矿物纤维(BMF)技术要求及试验方法》团体标准不少于1项，为材料生产和质量控制提供规范依据。 二、明确纤维增强机理与配合比设计方法。 揭示BMF纤维在沥青混合料拌合过程中的分散均匀性变化规律及其与沥青的浸润吸附机理，建立纤维掺量与沥青用量之间的定量匹配关系。提出适用于不同级配类型（AC、SMA、OGFC等不少于3类）的BMF纤维最佳掺量范围及配合比设计流程，使设计方法涵盖纤维参数优化环节。 三、全面提升沥青混合料路用性能指标。 掺入BMF纤维后，沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性均应显著提升。具体目标为：动稳定度较普通混合料提高不低于20%，低温弯曲破坏应变提高不低于15%，冻融劈裂强度比不低于85%。同时，混合料和易性不受显著影响，施工操作性满足现场要求。 四、形成成套施工技术规范与质量控制体系。 明确BMF纤维增强沥青混合料从拌合、运输、摊铺到碾压的全流程施工工艺参数及控制标准，提出纤维投放计量精度要求、拌合均匀性判别指标和现场质量控制方法。编制施工技术指南不少于1项，为工程推广应用提供实操性技术文件。 五、完成长期路用性能验证与评价。 建设不少于2条BMF纤维增强沥青路面试验段，开展不少于2年的长期性能跟踪观测，获取荷载与环境耦合作用下路用性能衰减规律，建立纤维增强沥青路面的服役寿命预估模型。验证纤维对沥青路面抗裂能力的持续增强效果，预期可延长路面养护维修周期15%以上。 六、形成可复制推广的技术成果。 申请发明专利不少于2项，形成包含材料标准、设计方法、施工指南和性能评价在内的成套技术成果，为新型矿物纤维在全国公路行业的推广应用提供可复制的湖南方案。 【技术需求】 ](https://www.kczg.org.cn/needs/index?type=1) — 采集元信息 — 需求单位：湖南\*\*\*学会 所在地区：湖南省 长沙市 天心区 合作方式：委托开发 预算：双方协商 截止日期：2026-09-01 发布日期：2026-07-20 数据来源：科创中国 来源链接：https://www.kczg.org.cn/needs/detailThe?type=1&id=8423267