專利名稱：一種異型截面中空聚合物纖維改性瀝青混合料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種瀝青混合料，尤其是一種摻加纖維的改性瀝青混合料。
背景技術(shù)：
瀝青混合料是現(xiàn)代高等級(jí)道路應(yīng)用的主要路面材料之一，具有良好的力學(xué)性能、低溫抗裂性和一定粗糙度，用其鋪設(shè)的道路路面平整，行車平穩(wěn)且安全，并有一定的吸音效果，施工方便，可再生利用，在道路建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用。
但是在炎熱季節(jié)，瀝青路面在重車作用下容易造成車轍、推擁的永久性變形，在冬季容易造成低溫開裂和半剛性基層開裂的反射性裂縫，在雨季及春融季節(jié)容易造成坑槽、松散等水損害破壞，導(dǎo)致路表抗滑性能迅速下降，局部龜裂顯現(xiàn)，尤其在一些高速公路上更為明顯。
70年代以來，研究人員普遍采用纖維改性的方法來穩(wěn)定瀝青并對(duì)瀝青混合料進(jìn)行改性。目前采用的纖維大多是木質(zhì)素纖維(松散的或顆粒的)、礦物纖維或普通聚合物纖維。其中木質(zhì)素纖維的具有易吸水腐爛、不耐磨、不耐熱的缺點(diǎn)，已經(jīng)逐漸被淘汰。礦物纖維中經(jīng)常采用的是石棉纖維，這種纖維雖然價(jià)格便宜，但是由于會(huì)造成污染以及危害人體健康，不符合環(huán)保要求，也已經(jīng)被一些發(fā)達(dá)國家禁止使用。普通聚合物纖維中，主要應(yīng)用聚酯纖維、聚丙烯腈纖維，它們使得瀝青混合料的疲勞壽命提高25-45％，車轍減少45-53％，但其吸附瀝青的能力依然有限，易出現(xiàn)泛油等病害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服已有技術(shù)中的瀝青混合料不耐熱、吸附瀝青的能力有限、易泛油、抗裂性能差等缺點(diǎn)。
為此本發(fā)明公開一種異型截面中空聚合物纖維改性瀝青混合料，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。該瀝青混合料由常規(guī)的密級(jí)配瀝青混合料和異型截面單孔或多孔聚合物纖維組成，其中，異型截面單孔或多孔聚合物纖維的含量占總重量的0.1～0.5％。該聚合物纖維可以是單孔或多孔的聚酯纖維、聚丙烯腈纖維、聚酰胺纖維，或由這些纖維組成的混雜纖維。
聚合物纖維的“異型截面”是指纖維的橫截面可以是任何一種規(guī)則或不規(guī)則的幾何形狀，例如十字形、三葉形、井字形、星形、梅花形，或其他任何一種形狀?！爸锌铡笔侵高@種纖維不是實(shí)心的，而是沿軸向有一個(gè)或多個(gè)孔的結(jié)構(gòu)。
制備本發(fā)明所述的異型截面聚合物纖維改性瀝青混合料的設(shè)備可以采用常規(guī)的熱拌瀝青混合料拌和設(shè)備，如間歇式拌和樓或連續(xù)式拌和樓。
制備方法及步驟為先將制備常規(guī)的密級(jí)配瀝青混合料所需的各種粒徑的石料和礦粉以及異形截面聚合物纖維按配合比設(shè)計(jì)用量置于拌合機(jī)中，干拌15～30秒；再按配合比設(shè)計(jì)用量加入已加熱至指定溫度(一般是160℃～190℃)的瀝青，濕拌20～40秒，即獲得本發(fā)明所述的異型截面聚合物纖維改性瀝青混合料。如果發(fā)現(xiàn)纖維在瀝青混合料中出現(xiàn)結(jié)團(tuán)、未分散等現(xiàn)象，可適當(dāng)延長干拌時(shí)間10～15秒，以使纖維分散均勻。
也可以采用實(shí)驗(yàn)室用小型拌和機(jī)制備，制備方法為按配合比設(shè)計(jì)用量將幾種原料置于拌和機(jī)中，充分拌和均勻；加入纖維，干拌約1分鐘；再加入已加熱至指定溫度(一般是160℃～190℃)的瀝青，濕拌約90秒；最后加入礦粉，拌和約90秒，即獲得本發(fā)明所述的異型截面聚合物改性瀝青混合料。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是1)由于異型截面聚合物纖維具有良好的親油性、耐高溫性、柔軟性，與木質(zhì)素纖維或顆粒以及普通聚合物纖維相比可以更好地與瀝青混合料相容，因此本發(fā)明的SMA混合料瀝青膜厚，具有良好的和耐久性能；2)由于該聚合物纖維具有異型截面，且內(nèi)部有孔，因此內(nèi)外具有較大表面積，從而對(duì)瀝青產(chǎn)生較強(qiáng)的浸潤和吸附作用，防止瀝青在混合料中的析漏，使得本發(fā)明的SMA混合料具有良好的和易性，便于施工；3)聚合物纖維能夠降低混合料的脆化點(diǎn)溫度，有效防止裂縫的產(chǎn)生發(fā)展，使得本發(fā)明的SMA混合料具有良好的低溫抗裂性能，韌性好；4)實(shí)施方法簡(jiǎn)單易行，可利用原有的瀝青混合料制備設(shè)備直接制備，不必投資新設(shè)備。


圖1為梅花形截面的多孔聚酯纖維的橫斷面示意圖。
圖2為十字形截面的單孔聚酯纖維的橫斷面示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明的
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1集料石灰?guī)r，各項(xiàng)性能符合《公路改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)之規(guī)定。
填料石灰石礦粉，各項(xiàng)性能符合《公路改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)之規(guī)定。
AC-16礦料級(jí)配為

瀝青SBS聚合物改性瀝青，PG76-22，油石比5.0％；纖維纖維為圖1所示的梅花形截面多孔聚酯纖維，摻量為混合料總質(zhì)量的0.1％。
制備步驟按照發(fā)明內(nèi)容部分所述的制備步驟制備瀝青混合料，并按《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》中的T0702-2000規(guī)程和T0703-1993規(guī)程制作馬歇爾試件和車轍試驗(yàn)試件。
實(shí)施例2集料石灰?guī)r，各項(xiàng)性能符合《公路改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)之規(guī)定。
填料石灰石礦粉，各項(xiàng)性能符合《公路改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)之規(guī)定。
AC-16礦料級(jí)配為

瀝青SBS聚合物改性瀝青，PG76-22，油石比5.2％；纖維纖維為圖2所示的十字形截面單孔聚酯纖維，摻量為混合料總質(zhì)量的0.2％。
制備方法同實(shí)施例1。
實(shí)施例3集料石灰?guī)r，各項(xiàng)性能符合《公路改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)之規(guī)定。
填料石灰石礦粉，各項(xiàng)性能符合《公路改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)之規(guī)定。
AC-16礦料級(jí)配為

瀝青SBS聚合物改性瀝青，PG76-22，油石比5.4％；
纖維纖維為圖1所示的梅花形截面多孔聚酯纖維，摻量為混合料總質(zhì)量的0.3％。
制備方法同實(shí)施例1。
實(shí)施例4集料石灰?guī)r，各項(xiàng)性能符合《公路改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)之規(guī)定。
填料石灰石礦粉，各項(xiàng)性能符合《公路改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)之規(guī)定。
AC-16礦料級(jí)配為

瀝青SBS聚合物改性瀝青，PG76-22，油石比5.6％；纖維纖維為圖2所示的十字形截面單孔聚酯纖維，摻量為混合料總質(zhì)量的0.4％。
制備方法同實(shí)施例1。
實(shí)施例5集料石灰?guī)r，各項(xiàng)性能符合《公路改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)之規(guī)定。
填料石灰石礦粉，各項(xiàng)性能符合《公路改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)之規(guī)定。
AC-16礦料級(jí)配為

瀝青SBS聚合物改性瀝青，PG76-22，油石比5.8％；纖維纖維為圖1所示的梅花形截面多孔聚酯纖維，摻量為混合料總質(zhì)量的0.5％。
制備方法同實(shí)施例1。
5個(gè)實(shí)施例的性能比較見下表
不同纖維摻量下AC-16瀝青混合料空隙率車轍性能比較

從表中可以看出，隨著纖維添加量的增加，混合料的最佳瀝青用量明顯增加，空隙率降低，抗水損壞性能即殘留穩(wěn)定度得到顯著改善。對(duì)于表征高溫穩(wěn)定性的車轍動(dòng)穩(wěn)定度出現(xiàn)了先增大后見小的情況，這主要是因?yàn)楫?dāng)瀝青用量過大時(shí)，高溫穩(wěn)定性下降。當(dāng)纖維摻量為0.3％時(shí)，動(dòng)穩(wěn)定度達(dá)到5800/mm次以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過改性瀝青混合料3000次/mm的規(guī)范要求。
權(quán)利要求
1.一種異型截面中空聚合物纖維改性瀝青混合料，由常規(guī)的密級(jí)配瀝青混合料和聚合物纖維組成，其特征在于聚合物纖維具有異型截面和/或中空結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種異型截面中空聚合物纖維改性瀝青混合料，其特征在于該聚合物纖維可以是聚酯纖維，或聚丙烯腈纖維，或聚酰胺纖維，或由其中任意兩種或三種纖維組成的混雜纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種異型截面中空聚合物纖維改性瀝青混合料，其特征在于聚合物纖維的含量為總重量的0.1％～0.5％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種異型截面中空聚合物纖維改性瀝青混合料，其特征在于聚合物纖維的異型截面可以是任何一種規(guī)則的或不規(guī)則的幾何形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種異型截面中空聚合物纖維改性瀝青混合料，其特征在于聚合物纖維的異型截面可以是十字形、或三葉形、或井字形、或星形、或梅花形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種異型截面中空聚合物纖維改性瀝青混合料，其特征在于聚合物纖維的中空結(jié)構(gòu)是指這種纖維不是實(shí)心的，而是沿纖維軸向有一個(gè)或多個(gè)孔的結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5或6所述的一種異型截面中空聚合物纖維改性瀝青混合料，其特征在于，其制備方法為先將制備常規(guī)的密級(jí)配瀝青混合料所需的各種粒徑的石料和礦粉，與異形截面單孔或多孔聚合物纖維一起，按配合比設(shè)計(jì)用量置于常規(guī)的熱拌瀝青混合料拌和設(shè)備中干拌15～30秒，再按配合比設(shè)計(jì)用量加入已加熱至160℃～190℃的瀝青，濕拌20～40秒；攪拌過程中如果發(fā)現(xiàn)纖維在瀝青混合料中出現(xiàn)結(jié)團(tuán)、未分散等現(xiàn)象，可適當(dāng)延長干拌時(shí)間10～15秒，以使纖維分散均勻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5或6所述的一種異型截面中空聚合物纖維改性瀝青混合料，其特征在于，其制備方法為按配合比設(shè)計(jì)用量將制備常規(guī)的密級(jí)配瀝青混合料所需的各種粒徑的石料置于實(shí)驗(yàn)室用小型拌和機(jī)制備中，充分拌和均勻；加入異型截面中空聚合物纖維，干拌1分鐘；再加入已加熱至160℃～190℃的瀝青，濕拌90秒；最后加入礦粉，拌和90秒。
全文摘要
本發(fā)明公開一種異型截面中空聚合物纖維改性瀝青混合料，由常規(guī)的密級(jí)配瀝青混合料和異型截面單孔或多孔聚合物纖維組成。其中，異型截面單孔或多孔聚合物纖維的含量占總重量的0.1～0.5％，該聚合物纖維可以是單孔或多孔的聚酯纖維、聚丙烯腈纖維、聚酰胺纖維，或由這些纖維組成的混雜纖維。聚合物纖維的“異型截面”是指纖維的橫截面可以是任何一種規(guī)則或不規(guī)則的幾何形狀，例如十字形、三葉形、井字形、星形、梅花形，或其他任何一種形狀?！爸锌铡笔侵高@種纖維不是實(shí)心的，而是沿軸向有一個(gè)或多個(gè)孔的結(jié)構(gòu)。這種異型截面中空聚合物纖維改性瀝青混合料具有良好的抗裂性、耐久性、和易性，便于施工；具有良好的低溫抗裂性能，韌性好；實(shí)施方法簡(jiǎn)單易行，不必投資新設(shè)備。
文檔編號(hào)E01C7/00GK1908069SQ20051003618
公開日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2005年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月1日
發(fā)明者王依民, 倪建華, 黃紹龍, 湯惠工, 何唯平 申請(qǐng)人:深圳市海川實(shí)業(yè)股份有限公司