本发明涉及一种高强度沥青混合料及其制备方法，属于建筑材料技术领域。
背景技术：
沥青路面作为一种连续式无缝路面，具有行车舒适，噪音低和易维护等优点，一直是发达国家的主要路面类型。沥青路面在发达国家路面的占有率在90％、甚至95％以上，同时是我国高等级路面的主要形式。我国高速公路80％以上采用沥青路面结构形式。但是沥青路面易存水损害病害，包括石料剥落，坑槽等；低温开裂，出现裂缝；车辙病害等。
技术实现要素：
本发明为了避免上述现有技术所存在的不足之处，旨在提供一种高强度沥青混合料及其制备方法。本发明高强度沥青混合料的制备方法简单，并且可以有效提高沥青路面的抗水损害，抗车辙性、低温性能等。
本发明高强度沥青混合料，按质量份数由如下组分组成：
SBS改性沥青4.37-6.49份，矿料93.42-95.44份，改性聚乙烯醇纤维0.37-0.67份。
所述矿料包括粗细集料和矿粉；其中矿粉的细度≤0.075mm。
所述矿料的级配类型为AC-16型、AC-20型、SMA-16型或OGFC-16型。
所述改性聚乙烯醇纤维的熔点190℃，长度为5-15mm，具有优良的化学稳定性，抗拉强度和弹性模量高，耐光性和耐碱性优越。
所述改性聚乙烯醇的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：将PVA聚合物溶解在溶剂中，脱泡处理后制得纺丝原液，纺丝原液中PVA聚合物的质量浓度为15-20％，温度为120℃-140℃；
步骤2：将步骤1配制的纺丝原液通过干湿式纺丝法纺丝，固化成型获得纤维；
步骤3：步骤2获得的纤维在含有溶剂的状态下进行2倍以上的湿延伸，随后依次进行中和处理、热处理以及干热拉伸，然后缠绕过水冷却定型，最后卷装成形，制得改性聚乙烯醇纤维。
步骤1中，所述PVA聚合物的聚合度≥2000。
步骤1中，所述溶剂选自水或者二甲亚砜，优选为水。
步骤2中，固化成型时的固化液为氢氧化钠溶液，浓度为20g/L；固化液的温度≤15℃，使吐出的纺丝原液聚冷，以便形成具有均匀结构的高强度纤维。
步骤3中，所述中和处理是置于浓度为60g/L硫酸溶液中进行，温度控制在86-90℃。
步骤3中，所述热处理的温度为175-185℃。
步骤3中，所述干热拉伸的温度控制在245-255℃。
本发明高强度沥青混合料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：将粗细集料加热到180～190℃；
步骤2：向步骤1的粗细集料中加入配比量的改性聚乙烯醇纤维，与粗细集料干拌120～140s；
步骤3：向步骤2的混合料中喷入150～160℃的SBS改性沥青，湿拌120～180s；
步骤4：向步骤3的混合料中加入已加热至160℃的矿粉，干拌90s，得到改性沥青混合料。
研究发现，改性聚乙烯醇纤维为纤维状，当沥青混合料中加入改性聚乙烯醇纤维，聚乙烯醇纤维与沥青、粗细集料共同作用，改性聚乙烯醇纤维在沥青与石料之间起到“架桥”作用，形成“网络互穿”结构，宏观上表现沥青路面性能更加稳定、优异。
本发明的有益效果体现在：
本发明在沥青混合料中添加改性聚乙烯醇纤维，改性聚乙烯醇纤维具有良好的分散性能、能够提升集料与沥青的粘结性能，改善集料与沥青的相容性，有效提高沥青路面的抗水损害，抗车辙性、低温性能等，且所述使用方法的施工工艺简单，材料成本低，有利于普遍推广应用。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明的技术方案进行进一步分析说明。
本发明实施例中使用的改性聚乙烯醇的制备方法如下：
步骤1：将PVA聚合物溶解在溶剂水中，脱泡处理后制得纺丝原液，纺丝原液中PVA聚合物的质量浓度为15-20％，温度为120℃-140℃；所述PVA聚合物的聚合度≥2000。
步骤2：将步骤1配制的纺丝原液通过干湿式纺丝法纺丝，固化成型获得纤维；固化成型时的固化液为氢氧化钠溶液，浓度为20g/L；固化液的温度≤15℃，使吐出的纺丝原液聚冷，以便形成具有均匀结构的高强度纤维。
步骤3：步骤2获得的纤维在含有溶剂的状态下进行2倍以上的湿延伸，随后依次进行中和处理、热处理以及干热拉伸，然后缠绕过水冷却定型，最后卷装成形，制得改性聚乙烯醇纤维；所述中和处理是置于浓度为60g/L硫酸溶液中进行，温度控制在86-90℃；所述热处理的温度为175-185℃；所述干热拉伸的温度控制在245-255℃。
实施例1：
本实施例中高强度沥青混合料的制备方法如下：
1、先将粗细集料放入烘箱中，加热至180℃以上并保持恒温；
2、将按比例配制好的12018g粗细集料(其中1号料(粒径10-20mm)、2号料(粒径5-10mm)、3号料(粒径3-5mm)与4号料(粒径0-3mm)的质量分别为5692.5g、2530g、1265g、2656.5g)与54.916g的改性聚乙烯醇纤维同时加入预先加热180℃以上拌合锅中进行干拌，时间不少于120s；
3、将加热至150～160℃的SBS改性沥青569.25g喷入拌合锅内，湿拌120～180s；
4、向步骤3的混合料中加入已加热至160℃的632g矿粉再拌合90s，总拌合时间不少于300s，然后在烘箱中于180℃保温60min，成型温度不低于170℃，制得改性沥青混合料。
本实施例中改性沥青混合料采用AC-20级配，沥青油石比为4.5％。
实施例2：
本实施例中高强度沥青混合料的制备方法如下：
1、先将粗细集料放入烘箱中，加热至180℃以上并保持恒温；
2、将按比例配制好的1220g粗细集料(其中1号料(粒径10-20mm)、2号料(粒径5-10mm)、3号料(粒径3-5mm)与4号料(粒径0-3mm)的质量分别为576g、256g、128g、268.8g)与5.921g的改性聚乙烯醇纤维同时加入预先加热180℃以上拌合锅中进行干拌，时间不少于120s；
3、将加热至150～160℃的SBS改性沥青57.6g喷入拌合锅内，湿拌120～180s；
4、向步骤3的混合料中加入已加热至160℃的60g矿粉再拌合90s，总拌合时间不少于300s，然后在烘箱中于180℃保温60min，成型温度不低于170℃，制得改性沥青混合料。
本实施例中改性沥青混合料采用AC-20级配，沥青油石比为4.5％。
对比例1：
基质沥青混合料是指沥青胶结料为基质沥青且不添加聚乙烯醇纤维的沥青混合料。不添加聚乙烯醇纤维不影响混合料的配合比设计，在任何掺量下均不改变沥青混合料的级配。
上述基质沥青混合料的制备方法，包括如下步骤：
(1)先将集料放入烘箱中，加热至180℃以上并保持恒温；
(2)预先加热拌锅180℃以上；
(3)将按比例配制好的集料加入拌合锅中进行干拌，时间不少于120s；
(4)将加热好的基质沥青加入拌合锅内，再湿拌120～180s；
(5)加入已加热的矿粉再拌合90s，总拌合时间不少于300s；
(6)将拌合好的基质沥青混合料在烘箱中保温60min，烘箱温度为180℃；
(7)成型温度不低于170℃。
对比例2：
SBS改性沥青混合料是指沥青胶结料为改性沥青的沥青混合料。不添加聚乙烯醇纤维不影响混合料的配合比设计，在任何掺量下均不改变沥青混合料的级配。
上述SBS改性沥青混合料的制备方法，包括如下步骤：
(1)先将集料放入烘箱中，加热至180℃以上并保持恒温；
(2)预先加热拌锅180℃以上；
(3)将按比例配制好的集料加入拌合锅中进行干拌，时间不少于120s；
(4)将加热好的SBS改性沥青加入拌合锅内，再湿拌120～180s；
(5)加入已加热的矿粉再拌合90s，总拌合时间不少于300s；
(6)将拌合好的SBS改性沥青混合料在烘箱中保温60min，烘箱温度为180℃；
(7)成型温度不低于170℃。
实施例1-2制备的改性沥青混合料与对比例1-2制备的其他类型的沥青混合料车辙试验结果见表1，马歇尔试验结果见表2，低温小梁弯曲试验见表3。
表1不同沥青混合料车辙试验结果
从表1可以看出，对比不同种混合料的高温稳定性能，都随着掺入聚乙烯醇纤维而提高，混合料的动稳定度排序依次为：掺入聚乙烯醇纤维的改性沥青混合料)＞不掺入聚乙烯醇纤维的改性沥青混合料＞不掺入聚乙烯醇纤维的基质沥青混合料。总体来说，随着聚乙烯醇纤维的掺入高温性能更好且符合规范。
表2马歇尔试验结果
从表2可以看出，对比不同种混合料的水稳定性能，都随着掺入聚乙烯醇纤维而提高，混合料的动稳定度排序依次为：掺入聚乙烯醇纤维的改性沥青混合料)＞不掺入聚乙烯醇纤维的改性沥青混合料＞不掺入聚乙烯醇纤维的基质沥青混合料。总体来说，随着聚乙烯醇纤维的掺入水稳定性能更好且符合规范。
表3不同沥青混合料低温小梁弯曲试验(-10℃)
从表3可以看出，对比不同种混合料的低温稳定性能，都随着掺入聚乙烯醇纤维而提高，混合料的动稳定度排序依次为：掺入聚乙烯醇纤维的改性沥青混合料)＞不掺入聚乙烯醇纤维的改性沥青混合料＞不掺入聚乙烯醇纤维的基质沥青混合料。总体来说，随着聚乙烯醇纤维的掺入低温性能更好且符合规范。