专利名称：条状土工纤维的用途及纤维沥青混凝土的制备方法
技术领域：
本发明涉及城市道路工程施工领域，尤其涉浙青混凝土技术领域。
背景技术：
现代交通对高等级公路浙青路面提出了更高的要求，经过国外几十年和国内十几年的高等级公路建设实践，浙青路面普遍存在突出的工程问题是路面的使用寿命不足和路面的早期损坏。目前，在改善和提高浙青混合料的路用性能方面主要有两个大的研究方向和技术应用一方面是改善矿质混合料的级配来提高浙青混合料的高温抗变形能力，如浙青玛蹄脂碎石(SMA)结构、多碎石(SAC)结构、大粒径浙青混凝土(LSAM)等；另一方面是通过改善浙青性能品质来提高浙青混合料的粘聚力，增强抵抗变形能力，如SBS改性浙青、SBR改性浙青、PE改性浙青等。
近年来，在浙青混合料中加入纤维加筋材料以改善其整体的物理力学性能，也逐渐成为重要的研究应用方向。浙青混合料中添加纤维加筋材料可以有效减缓裂缝发展速度，延长路面使用寿命，显著提高浙青混合料的高温稳定性能。目前国内纤维混凝土的纤维加筋材料主要有博尼维(BoniFibers)纤维，又称聚酯纤维。博尼维是1970年由美国DuPont (杜邦)公司的化学工程师Boni Martinez研制开发的,这种纤维就以他的名字命名并由KAPEJO公司拥有该项专利。BoniFibers于1998年引进中国，它是采用100%聚酯合成材料，经独特工艺加工而成的束状合成纤维，具有强度高、耐腐蚀、耐高温、化学稳定性强，与浙青握裹力强等优点，加入浙青混凝土中，经搅拌可形成数量巨大的纤维单丝的立体分布，起到加筋和桥接的作用，有效的提高浙青混合料的力学性能，防止浙青混凝土的开裂。首次在新疆高速公路、河北省石黄高速公路应用，辽宁、吉林、黑龙江、山东等省份的省道、国道项目也进行了应用。博尼维直径0. 02mm±0. 0025mm、长度6. 35mm土 I. 58mm、比重
I.36±0. 04、自然色(白色)。但聚酯纤维博尼维因为非常细，直径只有0. 02mm±0. 0025mm，容易接团，加之聚酯纤维与浙青料强大的粘性，使得聚酯纤维在浙青混合料中很不容易搅拌均匀，导致聚合物纤维浙青混凝土的力学性能无法达到预期的效果，这大大限制了聚酯纤维混凝土在工程建设中的应用。此外目前玻璃及其他纤维土工格栅目前已经广泛应用于公路的施工中，纤维土工格栅为网状结构并且是分层铺设在路面上，对路面铺强的效果不是很明显，且成本很高。
发明内容
本发明就是针对聚合物纤维存在的直径太细、不容易搅拌均匀、容易结团等缺点，提出的一种新型的纤维加筋材料，与浙青混合料一起搅拌形成一种新型的纤维浙青混凝土，能够以广泛应用道路工程的施工建设中去。本发明是通过以下技术方案实现的
在浙青混合料中加入占其重量0. 2%-0. 5%的条状土工纤维，搅拌均匀得到纤维浙青混凝土 ；条状土工纤维为主干为条状的玻璃纤维束或涤纶束，其长度为60-80_，横截面尺寸为2-6_。即本发明中土工纤维为条状并且是作为纤维加筋材料直接混合在浙青混合料中，其中的横 截面尺寸是指横截面中距离最长的两点的尺寸，比如若横截面为圆形，其截面尺寸即为直径，若截面为矩形，其截面尺寸即对角线的长度。为了提高加筋效果，条状土工纤维的主干上设有凸起的连续单元结构，连续单元可以为球形、螺旋形、圆环形(也可以称为圆片形)或树枝形。其中球形、螺旋形以及圆环形条状土工纤维优选用于加入到路面上面层和/或中面层的浙青混合料中制备浙青混凝土，所加入的浙青混合料的的规格优选为AC-131C-16 ;而树枝形(包括直枝形和斜枝形)条状土工纤维优选用于加入到路面中面层和/或下面层的浙青混合料中制备浙青混凝土，其所加入的浙青混合料的的规格优选为AC-2(TAC-25。以下提供几种具体尺寸的条状土工纤维
1、球形、螺旋形条状土工纤维的主干横截面为直径2-4_的圆形，球形、螺旋形连续单元的外径为4-6mm ；
2、圆环形条状土工纤维的主干横截面为宽度5_、厚度3_的矩形，圆环形连续单元的厚度为3mm、夕卜径为12mm、内径为6mm ；
3、树枝形条状土工纤维的主干横截面为直径4_的圆形，树枝形连续单元的分支直径为2mm、分支长度为10mm。设有各种连续单元的条状土工纤维由玻璃纤维用经编机编织而成，或者由经编涤纶定向编织而成，与传统的聚酯纤维浙青混凝土相比，本发明具有以下优点
(I)可以根据浙青混合料的规格选择不同材质、不同形状的条状土工纤维，更有利条形纤维和浙青混合料的粘结,从而达到改善浙青混凝土高温稳定性、抗裂性、抗辙槽能力，可以有效减缓裂缝发展速度，延长路面使用寿命。(2)与原有的聚酯纤维相比，土工条状纤维尺寸较大，浙青混合料搅拌时不容易结团，容易搅拌均匀，从而形成较均匀的纤维浙青混合料，条形纤维在路面结构能够更好地发挥作用，可以广泛应用道路工程的施工建设中去。(3)条状土工纤维的加工工艺类似于土工格栅的加工工艺，工艺简单、质量容易控制，便于在全国范围推广应用，从而实现纤维浙青混凝土的又一次技术变革。
图I是无连续单元的条状土工纤维示意 图2为球型条状土工纤维示意 图3螺旋型条状土工纤维示意 图4圆环(片)型条状土工纤维示意 图5是图4的仰视(或俯视) 图6直枝型条状土工纤维示意 图7斜枝型条状土工纤维示意 其中尺寸数据的单位均为毫米mm。
具体实施方式
下面结合附图和具体实实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。本发明的条状土工纤维由玻璃纤维用经编机编织，或者由经编涤纶定向编织而成，具体包括无连续单元型以及连续单元型，连续单元型包括球形、螺旋形、圆环形、直枝形和斜枝形五种型式。实施例I
参见图1，一种适用于路面上面层和中面层纤维浙青混凝土，其浙青混合料的的规格为AC-13 AC-16，条状土工纤维长度60-80mm，直径2_4mm (无连续单元型)，将条状土工纤维添加到浙青混合料的搅拌锅中，与浙青混合料一起搅拌均勻即得到纤维浙青混凝土，其中其中条状土工纤维的掺量为浙青混合料总质量的0. 2%-0. 5%，浙青混合料的干拌时间不少于 17s。实施例2
参见图1，一种适用于路面中面层和下面层纤维浙青混凝土，其浙青混合料的的规格为AC-2(TAC-25，条状土工纤维长度60-80mm，直径4_6mm (无连续单元型)，将条状土工纤维添加到浙青混合料的搅拌锅中，与浙青混合料一起搅拌均勻即得到纤维浙青混凝土，其中其中条状土工纤维的掺量为浙青混合料总质量的0. 2%-0. 5%，浙青混合料的干拌时间不少于17s。实施例3
参见图3-5，一种适用于骨料较细的路面上面层和中面层的浙青混凝土，其浙青混合料的的规格为AC-131C-16，条状土工纤维选择图2所示的圆球形、图3所示的螺旋形条状土工纤维或者图4-5所示的圆环形的条状土工纤维，具体尺寸数据见图。将上述任一条状土工纤维添加到浙青混合料的搅拌锅中，与浙青混合料一起搅拌均勻即得到纤维浙青混凝土，其中其中条状土工纤维的掺量为浙青混合料总质量的0. 2%-0. 5%，浙青混合料的干拌时间不少于17s。实施例4
参见图6-7，一种适用于骨料尺寸较大的路面中面层和下面层的浙青混合料，其浙青混合料的的规格为AC-2(TAC-25，条状土工纤维选择图6所示的直枝形或者图7所示的斜枝形的条状土工纤维，具体尺寸见图。将条状土工纤维添加到浙青混合料的搅拌锅中，与浙青混合料一起搅拌均匀即得到纤维浙青混凝土，其中其中条状土工纤维的掺量为浙青混合料总质量的0. 2%-0. 5%，浙青混合料的干拌时间不少于17s。将浙青混合料AC-13 AC-16、AC-2(TAC-25以及实施例1_4制备的纤维浙青混凝土通过以下组合方式铺设混凝土路面1-6。
权利要求
1.一种条状土工纤维的用途，其特征在于用于制备浙青混凝土 ；所述的条状土工纤维为主干为条状的玻璃纤维束或涤纶束，其长度为60-80mm，横截面尺寸为2_6mm。
2.根据权利要求I所述的条状土工纤维的用途，其特征在于所述的条状土工纤维的主干上设有凸起的连续单元结构，所述的连续单元为球形、螺旋形、圆环形或树枝形；所述的球形、螺旋形以及圆环形条状土工纤维用于加入到路面上面层和/或中面层的浙青混合料中制备浙青混凝土，所述的树枝形用于加入到的路面中面层和/或下面层的浙青混合料中制备浙青混凝土。
3.根据权利要求2所述的条状土工纤维的用途，其特征在于所述上面层和中面层的浙青混合料的规格为AC-131C-16 ;所述中面层和下面层的浙青混合料的规格为AC-2(TAC-25。
4.根据权利要求2或3所述的条状土工纤维的用途，其特征在于根据权利要求2所述的条状土工纤维的用途，其特征在于所述球形、螺旋形条状土工纤维的主干横截面为直径2-4mm的圆形,球形、螺旋形连续单元的外径为4_6_ ;所述圆环形条状土工纤维的主干横截面为宽度5mm、厚度3mm的矩形，圆环形连续单元的厚度为3mm、外径为12mm、内径为6mm ；所述树枝形条状土工纤维的主干横截面为直径4_的圆形，树枝形连续单元的分支直径为2mm、分支长度为10mm。
5.一种纤维浙青混凝土的制备方法，其特征在于在浙青混合料中加入占其重量0.2%-0. 5%的条状土工纤维，搅拌均匀得到纤维浙青混凝土 ；所述的条状土工纤维为主干为条状的玻璃纤维束或涤纶束，其长度为60-80mm，横截面尺寸为2_6mm。
6.根据权利要求5所述的纤维浙青混凝土的制备方法，其特征在于所述的条状土工纤维上设有连续单元结构，所述的连续单元为球形、螺旋形、圆环形或树枝形。
7.根据权利要求6所述的纤维浙青混凝土的制备方法，其特征在于所述球形、螺旋形以 及圆环形条状土工纤维所加入的浙青混合料的规格为AC-131C-16 ;所述球形、螺旋形条状土工纤维的主干横截面为直径2-4_的圆形,球形、螺旋形连续单元的外径为4-6_ ；所述圆环形条状土工纤维的主干横截面为宽度5_、厚度3_的矩形，圆环形连续单元的厚度为3mm、夕卜径为12mm、内径为6mm。
8.根据权利要求6所述的纤维浙青混凝土的制备方法，其特征在于所述的树枝形条状土工纤维所加入的浙青混合料的的规格为AC-2(TAC-25 ;所述树枝形条状土工纤维的主干横截面为直径4_的圆形，树枝形连续单元的分支直径为2_、分支长度为10_。
9.根据权利要求6或8所述的纤维浙青混凝土的制备方法，其特征在于所述的树枝形条状土工纤维包括直枝形和斜枝形条状土工纤维。
10.根据5-8任一权利要求所述的纤维浙青混凝土的制备方法，其特征在于所述的玻璃纤维束由玻璃纤维用经编机编织而成，涤纶束由经编涤纶定向编织而成。
全文摘要
本发明涉及一种条状土工纤维的用途及纤维沥青混凝土的制备方法，即由玻璃纤维或者涤纶编织而成的不同形状的条状土工纤维，然后作为纤维加筋材料加入到普通的沥青混合料中，搅拌均后得到新型的纤维沥青混凝土，从而达到改善沥青混凝土高温稳定性、抗裂性、抗辙槽能力，能够有效减缓裂缝发展速度，延长路面使用寿命。
文档编号C04B26/26GK102733283SQ20121023495
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月9日 优先权日2012年7月9日
发明者刘双珉, 刘德芳, 刘锋杰, 李春晖, 王为凯 申请人:科达集团股份有限公司