一种高模量粗纤维增强沥青混合料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于道理建设领域，具体涉及一种高模量粗纤维增强沥青混合料。
【背景技术】
[0002] 沥青是一种具有粘弹塑性的材料，对温度特别敏感。一般情况下，低温抗裂性能好 的沥青高温时容易流动变形，而高温性质好的沥青在低温时又容易变脆变硬。所以，夏冬温 差大的地区就选择不到理想的沥青结合料。
[0003] 沥青路面作为一种无接缝的连续式路面，具有力学强度好、行车平稳、无扬尘、无 振动、低噪音及易于机械施工等优点；但也存在一些路面易发生早期破坏、车辙、开裂、泛 油、坑槽等缺点。
[0004]目前交通道路重载、超载情况严重且普遍，导致普通沥青路面病害多，寿命短，并 造成国家建设资本的大量浪费。交通荷载作用及环境变化可产生不同类型的裂纹，其中反 射裂纹危害最大。
[0005] 半刚性基层的大量使用，使得道路基层有了高强度及良好的稳定性，延长了道路 的寿命；还有旧水泥路面上加铺沥青面层（所谓"白加黑")。这些形式的路面结构能吸收两 种材料的优点，"刚柔相济"，即半刚性基层或旧水泥混凝土面板提供了稳定、坚实的基层， 沥青路面提供了抗滑系数较高、平整度好的面层，大大改善了路面的使用性能。然而这种复 合结构涉及刚性、柔性两种路面结构形式，不仅材料差异大，而且旧水泥混凝土面板上存在 接缝和裂缝及错台、脱空等损坏现象，使得复合结构中奇异部位突出，这就会在罩面层对应 于旧水泥混凝土面板接缝、裂缝的位置上出现反射裂缝。重载、超载及高流量的作用下，加 上环境因素的负效应（雨水、氧化）常常使裂缝迅速扩散，造成道路快速破损。
[0006] 为了解决道路发射裂纹的问题，技术人员想了很多办法。如加铺橡胶沥青应力吸 收层；加铺聚酯玻纤布等，这些方法对防治反射裂纹均起到了良好的作用。但施工难度大， 成本高。
【发明内容】
[0007] 本发所述的高模量粗纤维增强沥青混合料具有很高的抗拉强度及抗剪强度，能够 防治来自基层反射裂纹对路面面层危害。
[0008] -种用于沥青路面的粗纤维增强沥青混合料，重量份组成为：
[0009] 沥青混合料1000份；
[0010] 复合粗纤维5-10份；
[0011] 所述的复合粗纤维直径为〇· 5-2mm，长度为30-100mm;
[0012] 所述的复合粗纤维由基质和纤维束复合而成，基质为聚烯烃或橡胶；纤维束为无 机纤维。
[0013] 制备时每1000kg沥青混合料中添加5-10kg的复合粗纤维，搅拌得到粗纤维增强 沥青混合料。本发明中就沥青混合料本身而言可以采用现有技术。
[0014] 含有无机纤维的高模量复合粗纤维，并在所述温度下制备用于沥青路面粗纤维增 强沥青混合料。该粗纤维增强沥青混合料具有很高的抗拉强度及抗剪强度，能够防治来自 基层反射裂纹对路面面层危害。
[0015] 复合粗纤维中，烯烃类基料（基质）优选PP、SBS及其合金等较低熔点、高粘度高 分子材料。
[0016] 作为优选，复合粗纤维中，基质所占重量比为20_50wt%。
[0017] 所述的纤维束的材质优选高强高模量的无机纤维束。复合粗纤维的基料较低熔 点、高粘度高分子材料，其在240-320°C条件下，与高强高模量的无机纤维束熔合而成。
[0018] 进一步优选，所述的纤维束为玄武岩纤维或碳纤维。
[0019] 本发明在粗纤维增强沥青混合料制作过程中，按定量整包（或机械投送）投入所 述的复合粗纤维，升温并充分搅拌，复合粗纤维中的基质材料中大部分熔融到沥青胶泥中， 对沥青及其胶泥进行良好的改性，同时，使纤维束与沥青胶泥及各种集料牢固结合，从而制 得性能增强的沥青混合料。通过采用无机纤维素复合的粗纤维可直接提高刚性、半刚性层 接触的沥青路面底层的抗拉强度及抗剪强度，解决沥青路面反射裂纹。
[0020] 作为优选，复合粗纤维添加后升温至180-220°c下搅拌。
[0021] 作为优选，搅拌时间为45-200秒。
[0022] 作为优选，本发明粗纤维增强沥青混合料掺加性价比较高的PP基料/高强玄武岩 丝束制成的高模量粗纤维。
[0023] 所述复合粗纤维优选PP基料和玄武岩丝束复合而成，PP基料所占重量比为 30-50wt%，所述的复合粗纤维直径为0· 5-2醒，长度为40-90醒。
[0024]PP基料熔点低，抗老化及低温性能均好，价格便宜。高强玄武岩纤维具有较高强 度，性价比高，由PP/玄武岩型复合粗纤维制得的粗纤维沥青混合料性价比较高，制备的沥 青混合料性能优良，还是绿色环保材料。
[0025] 作为优选，PP/玄武岩型复合粗纤维中，PP基料所占重量比为30_40wt%，所述的 复合粗纤维直径为〇· 5-1. 5mm，长度为40-80mm〇
[0026] 进一步优选，所述的复合粗纤维直径为0· 8-1. 2醒，长度为50-80醒。如此既能适 当保持单根纤维的强力，又能保持粗纤维适当的长径比。
[0027] 更进一步优选，本发明粗纤维增强沥青混合料制作时采用的粗纤维直径为1. 0 mm，长度70mm，如此既能适当保持单根高模量纤维的强力，又能保持高模量粗纤维适当的 长径比，且能在混合料中均匀分散。
[0028] 复合粗纤维添加完成后需要升温，搅拌，搅拌温度对制备的粗纤维增强沥青 混合料的性能具有一定的影响，作为优选，粗纤维增强沥青混合料制作时的搅拌温度 180-200°C，搅拌45-80秒。在该温度下搅拌制浆，既照顾到工作效率，又要保证混合料的质 量。
[0029] 进一步优选，搅拌温度180°C，搅拌时间为55秒。该温度下节约燃油，节能环保，且 降低成本，减少沥青的老化。
[0030] 作为优选，所述的复合粗纤维的抗拉强度大于lOOOMPa，模量大于50000MPa。
[0031] 作为优选，所述的复合粗纤维的抗拉强度为1000_1200MPa，模量50000-60000MPa。 上述复合粗纤维的力学指标有利于提高制备的改性沥青混合料的性能。
[0032] 本发明粗纤维增强沥青混合料制作时采用粗纤维的力学指标为：抗拉强度~ 1900MPa，模量~51000MPa。该指标性价比较高，且完全满足高模量粗纤维增强沥青混合料 的要求，即具有高抗拉强度及高抗剪强度。
[0033] 本发明中，通过在沥青混合料中掺加0. 5-lwt%的含有无机纤维的高模量复合粗 纤维，并在所述温度下制备用于沥青路面粗纤维增强沥青混合料。该粗纤维增强沥青混合 料具有很高的抗拉强度及抗剪强度，能够防治来自基层反射裂纹对路面面层危害。
【附图说明】
[0034] 图1为本发明复合粗纤维的结构示意图；
[0035] 图2为AC-13C型级配曲线图。
【具体实施方式】
[0036] 各指标测定按，JTJ052-2000,TJTE20-2011等标准中的要求。
[0037] 本发明实施过程采用AC13级配制作粗纤维增强沥青混合料。
[0038] 为了评价不同掺量纤维对沥青混合料路用性能的影响关系，本设计按《公路沥青 路面施工技术规范》、《沥青路面施工及验收规范》和《公路工程沥青及沥青混合料试验规 程》，对统一设计的AC-13C型沥青混合料配合比，采用基准（不掺加工程纤维）和掺加纤维 两种形式，在室内进行高温稳定性检验（车辙试验）、低温性能（低温弯曲试验）、和疲劳性 能试验（三分点弯曲试验）。
[0039] 本发明采用的沥青混合料中：
[0040] (a)沥青
[0041] 采用的沥青为埃索A-70#进口沥青，由工地现场取样，其基本技术性能指标见表 1。所测试的项目参数指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》规定的技术要求。
[0042] 表 1
[0043]
[0044]
[0045] (b)粗集料
[0046] 采用反击式破碎的凝灰岩碎石，粒径为4. 75~13. 2mm，经测试沥青与碎石粘附性 等级为5级（添加罗门哈斯抗剥落剂2. 5%。）。粗集料主要技术指标见表2
[0047]表 2
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