專利名稱：聚酯玄武巖纖維布及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚酯玄武巖纖維布及制備方法，尤其是提供了一種可用于路面建設(shè)、 養(yǎng)護(hù)工程中起防水、加筋作用的優(yōu)質(zhì)新型土工材料，可有效預(yù)防和處理路面裂縫和路面水損害等路面病害，同時(shí)也可用于邊坡防護(hù)及軟基加固處理。
背景技術(shù)：
截止2009年底，我國(guó)高速公路通車?yán)锍桃堰_(dá)6. 5萬公里。在高速公路中，浙青路面以其良好的力學(xué)性能、平整耐磨的表面、平穩(wěn)舒適的行車性能、揚(yáng)塵少、振動(dòng)小、噪音低、 施工期短以及養(yǎng)護(hù)維修簡(jiǎn)便等特點(diǎn)受到世界眾多國(guó)家的青睞，在高速公路中得到廣泛采用。然而，由于浙青路面的工作條件較為惡劣，除承受設(shè)計(jì)的交通荷載外，還承受著氣候變化(高溫、低溫、雨雪等)的影響，交通的組成特別是超載車的比例和超載的數(shù)量對(duì)浙青路面的損壞起到了致命的影響。我國(guó)高速公路建設(shè)實(shí)踐表明，不少浙青混凝土路面的使用壽命很難達(dá)到其設(shè)計(jì)年限，有些在通車僅僅2 3年內(nèi)就發(fā)生較嚴(yán)重的早期路面破壞現(xiàn)象，如車轍、開裂、水損害等，隨著使用年限的延長(zhǎng)都將陸續(xù)進(jìn)入破損階段(事實(shí)上，部分高速公路已經(jīng)出現(xiàn)大面積損壞)。因此，為恢復(fù)路面使用性能、提高道路通行能力而進(jìn)行的高速公路罩面工程，將成為今后高等級(jí)公路建設(shè)與管理養(yǎng)護(hù)部門面臨的一項(xiàng)十分艱巨的任務(wù)。我國(guó)高等級(jí)公路的路面結(jié)構(gòu)形式一般采用半剛性基層浙青路面，這種路面具有結(jié)構(gòu)承載力強(qiáng)、傳荷能力強(qiáng)、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。但半剛性基層材料具有明顯的干縮和溫縮性，容易產(chǎn)生裂縫?；鶎恿芽p在車輛荷載和降溫作用下會(huì)反射到浙青面層上來，形成反射裂縫； 雨水通過裂縫下滲，在車輛動(dòng)荷載引起的動(dòng)水壓力作用下，易導(dǎo)致路面的唧漿、坑槽等水損壞。因此半剛性基層浙青路面的反射裂縫、水損壞一直是工程界需要密切關(guān)注的工程技術(shù)問題。此外，我國(guó)早期修建的水泥混凝土路面也面臨著大修養(yǎng)護(hù)問題，目前常用的做法是直接加鋪法、打裂壓穩(wěn)后加鋪及碎石化后加鋪等，但上述方案也面臨著裂縫反射和防止雨水下滲等技術(shù)問題。因此，不管是新建浙青路面還是浙青路面及水泥混凝土路面的養(yǎng)護(hù)工程，均需要解決路面的反射裂縫和早期水損壞的問題，本著技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求，采用土工織物提高路面的使用壽命從上世紀(jì)開始得到了廣泛應(yīng)用。1擬6年美國(guó)在北卡羅林納州的高速公路采用了棉纖維土工布修筑公路。20世紀(jì)80年代初英國(guó)諾丁漢大學(xué)布朗教授和加拿大滑鐵盧大學(xué)漢斯教授，經(jīng)過三、四年的試驗(yàn)和研究，首次將IOOOOm2 土工格柵用于已裂縫的水泥混凝土路面的浙青罩面加筋，以控制反射裂縫。土工合成材料在我國(guó)特別是公路行業(yè)的應(yīng)用較晚，進(jìn)入上世紀(jì)90年代后土工合成材料在道路工程中才得到了廣泛應(yīng)用，主要是減少或降低反射裂縫的數(shù)量或程度，減少浙青路面的車轍。目前在工程中應(yīng)用的土工材料主要有玻纖格柵和土工布如聚酯玻纖布等。玻纖格柵對(duì)緩解裂縫有一定的作用，但由于玻纖格柵是一種網(wǎng)格型材料，其與浙青層間的接觸為點(diǎn)線接觸，因而加筋作用不充分；此外，玻纖格柵不具備防水功能，上面層的水分滲入舊裂縫中便會(huì)加快路面的破壞；聚酯玻纖布是玻璃纖維和聚酯纖維的混合物，具有玻璃纖維的強(qiáng)度及聚酯纖維的柔韌性，但室內(nèi)試驗(yàn)表明聚酯玻纖布滲透浙青能力較小，會(huì)一定程度降低層間粘結(jié)性能，抗永久變形能力和加筋效果均不是很明顯，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)局部容易被刺破， 這些缺陷嚴(yán)重影響了其防水和加筋作用及粘接效果。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種防水、加筋、粘接性能優(yōu)良的聚酯玄武巖纖維布及其制備方法。這種聚酯玄武巖纖維布制作工藝簡(jiǎn)單，成本低，可操作性強(qiáng)。技術(shù)方案本發(fā)明的思路是將聚酯玄武巖纖維布運(yùn)用到公路工程浙青路面及舊水泥路面改造工程中，改善浙青面層與基層、舊浙青路面或舊水泥混凝土板間的粘接、防水和抗剪性能，發(fā)揮玄武巖纖維高強(qiáng)度、高韌性的特點(diǎn)，起到加筋效果，并使聚酯玄武巖纖維布與浙青粘油層形成應(yīng)力吸收層，在路面結(jié)構(gòu)層間構(gòu)成防水緩沖層，避免應(yīng)力集中以減緩或抑制反射裂縫，同時(shí)提高路面的防水性能。本發(fā)明聚酯玄武巖纖維布及制備方法是通過如下途徑實(shí)現(xiàn)的其組成的質(zhì)量組分為聚酯纖維 50 75份玄武巖纖維 50份增塑劑5 15份本發(fā)明，所述的聚酯纖維為大分子鏈中各鏈節(jié)通過脂基相連的成纖高聚物纖維， 一般為乳白色并帶有絲光，表面光滑，橫截面近于圓形，其作用是提供聚酯玄武巖纖維布的柔韌性和浙青吸附性能；本發(fā)明，所述的玄武巖纖維為純天然玄武巖礦石在1450°C 1500°C的高溫池窯中熔融后，通過噴絲拉拔伸成絲經(jīng)短切后形成的短切玄武巖纖維，具有較好的吸持浙青能力、力學(xué)性能和化學(xué)成分穩(wěn)定特點(diǎn)。其作用是提高聚酯玄武巖纖維布的強(qiáng)度、加筋抗裂能力、耐高溫抗老化能力；本發(fā)明，所述玄武巖纖維和聚酯纖維混紡比例為1 1 1 1.5。其作用是優(yōu)化綜合利用了聚酯纖維的柔韌性和玄武巖纖維的強(qiáng)度；本發(fā)明，所述的增塑劑為樹脂類膠漿，起定型與增強(qiáng)作用；聚酯玄武巖纖維布的制備方法，由以下幾個(gè)步驟組成步驟1:將比例為1 1 1 1.5的玄武巖纖維和聚酯纖維投入吸收塔I，進(jìn)行第一次混紡30分鐘，再進(jìn)入吸收塔II進(jìn)行二次混紡30分鐘；步驟2 混紡均勻的纖維依次經(jīng)過梳理機(jī)、針織機(jī)和輥壓機(jī)，織成1. 0 1. 5mm厚度的無紡布；步驟3 調(diào)制增塑劑，對(duì)無紡布噴灑0. 4 0. 8L/m2用量的增塑劑，晾干，即形成聚酯玄武巖纖維布。有益效果本發(fā)明的聚酯玄武巖纖維布，具有加筋強(qiáng)度高、防水性能好、耐高溫抗老化等優(yōu)點(diǎn)。采用特定的熱浙青噴灑車(有加熱裝置，噴頭經(jīng)專業(yè)加工，噴灑時(shí)必須保證霧狀，且噴灑量可以控制)按照1.0 1.4kg/m2用量噴涂于干凈、干燥的基層或舊浙青或舊水泥混凝土板上，在粘層油仍呈液體狀時(shí)，立即采用聚酯玻纖布鋪設(shè)設(shè)備進(jìn)行聚酯玄武巖纖維布鋪設(shè)施工，待熱粘結(jié)料未冷卻至常溫下，最好在聚酯玄武巖纖維布施工后隔天進(jìn)行上層浙青混合料的攤鋪。
具體實(shí)施例方式下面通過一個(gè)具體實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述。實(shí)施實(shí)例(一 )按下述配比稱取原料配比1.聚酯纖維50份玄武巖纖維 50份增塑劑5份配比2.聚酯纖維50份玄武巖纖維50份增塑劑15份配比3.聚酯纖維75份玄武巖纖維50份增塑劑5份配比4.聚酯纖維75份玄武巖纖維 50份增塑劑15份配比5.聚酯纖維65份玄武巖纖維 50份增塑劑10份( 二 )制備工藝步驟1:將比例為1 1 1 1.5的玄武巖纖維和聚酯纖維投入吸收塔I，進(jìn)行第一次混紡30分鐘，再進(jìn)入吸收塔II進(jìn)行二次混紡30分鐘；步驟2 混紡均勻的纖維依次經(jīng)過梳理機(jī)、針織機(jī)和輥壓機(jī)，織成1. 0 1. 5mm厚度的無紡布；步驟3 調(diào)制增塑劑，對(duì)無紡布噴灑0. 4 0. 8L/m2用量的增塑劑，晾干，即形成聚酯玄武巖纖維布。(三)結(jié)果測(cè)試通過對(duì)比試驗(yàn)的方法，比較了聚酯玻纖布與聚酯玄武巖纖維布材料特性，及其復(fù)合浙青混合料的粘結(jié)性能、低溫抗裂性能和力學(xué)性能，測(cè)試結(jié)果分別列于表1和表2。表1聚酯玻纖布與聚酯玄武巖纖維布的材料特性比較
表2聚酯玻纖布與聚酯玄武巖纖維布復(fù)合浙青混合料路用性能比較
權(quán)利要求
1.一種聚酯玄武巖纖維布，包括聚酯纖維、玄武巖纖維及增塑劑，其特征是該纖維布組成的質(zhì)量組分為聚酯纖維50 75份玄武巖纖維 50份增塑劑5 15份。
2.按照權(quán)利要求1所述的聚酯玄武巖纖維布，其特征是所述的聚酯纖維為大分子鏈中各鏈節(jié)通過脂基相連的成纖高聚物纖維，為乳白色并帶有絲光，表面光滑，橫截面近于圓形。
3.按照權(quán)利要求1所述的聚酯玄武巖纖維布，其特征是所述的玄武巖纖維為純天然玄武巖礦石在1450°C 1500°C的高溫池窯中熔融后，通過噴絲拉拔伸成絲經(jīng)短切后形成的短切玄武巖纖維。
4.按照權(quán)利要求1所述的聚酯玄武巖纖維布，其特征是所述的增塑劑為起定型與增強(qiáng)作用的樹脂類膠漿。
5.一種聚酯玄武巖纖維布的制備方法，其特征是由以下幾個(gè)步驟組成步驟1:將質(zhì)量比例為1 1 1 1.5的玄武巖纖維和聚酯纖維投入吸收塔I，進(jìn)行第一次混紡30分鐘，再進(jìn)入吸收塔II進(jìn)行二次混紡30分鐘；步驟2 混紡均勻的纖維依次經(jīng)過梳理機(jī)、針織機(jī)和輥壓機(jī)，織成1.0 1.5mm厚度的無紡布；步驟3 調(diào)制增塑劑，對(duì)無紡布噴灑0. 4 0. 8L/m2用量的增塑劑，晾干，即形成聚酯玄武巖纖維布。
全文摘要
本發(fā)明涉及聚酯玄武巖纖維布及制備方法，提供了一種可用于路面建設(shè)、養(yǎng)護(hù)工程中起防水、加筋作用的優(yōu)質(zhì)新型土工材料，可有效預(yù)防和處理路面裂縫和路面水損害等路面病害，同時(shí)也可用于邊坡防護(hù)及軟基加固處理。聚酯玄武巖纖維布由玄武巖纖維和聚酯纖維混紡后織成無紡布經(jīng)噴膠形成，其特征是組合了玄武巖纖維和聚酯纖維的各自優(yōu)點(diǎn)，即充分利用了玄武巖纖維的高彈性模量、高抗拉強(qiáng)度以及聚酯纖維的韌性及親油性能。本產(chǎn)品具有普通無紡?fù)凉げ嫉娜刻攸c(diǎn)良好的防水性能、施工性能、加筋性能；同時(shí)還具備優(yōu)良的力學(xué)性能和吸附瀝青性能。
文檔編號(hào)B32B27/12GK102152582SQ20101056700
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者許婷婷, 顧興宇 申請(qǐng)人:東南大學(xué)