[發明專利]多組分纖維復合瀝青混凝土及其制備方法

無效

• 申請號: 200810046601.0
• 申請日: 2008-01-02
• 公開（公告）號: CN101215123A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 吳少鵬;岳紅波;葉群山;磨煉同;陳箏;李波;黃俊峰;李寧
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C04B26/26
• 分類號: C04B26/26;C04B18/12;C04B24/24
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 王守仁

技術領域

本發明涉及瀝青混凝土，特別是涉及一種能使路用性能明顯改善的多組分纖維復合瀝青混凝土及其制備方法。

背景技術

國內外幾十年的高等級公路建設的實踐表明，由于交通量、汽車載重量的不斷增加和自然因素的影響，按現行路面設計體系和標準設計的瀝青路面常常在遠未達到設計使用年限時，就會出現瀝青路面的早期破壞甚至是結構性破壞。因此，為了延長道路的使用壽命，減少維修養護費用，必須采用有效的改性增強方法和手段提高瀝青路面的使用品質。

纖維改性瀝青混凝土是一種通過摻入纖維材料，改善瀝青膠漿以及瀝青混合料的綜合性能，從而提高瀝青路面使用品質的復合材料。相比于其它改性方法(如聚合物改性)，纖維改性瀝青混凝土的突出特點是能阻止混凝土結構中裂縫的擴展(包括溫縮裂縫和反射裂縫)并減少車轍流動變形和疲勞破壞的出現，對于延長瀝青路面的使用壽命具有顯著作用，從而達到提高公路建設投資效益的目的，因此纖維改性瀝青混凝土近年來得到了越來越多的研究和應用。纖維的摻入能使瀝青混合料的路用性能得到提高的關鍵在于纖維對瀝青混凝土的穩定與加筋作用，木質素纖維主要表現為依靠吸附穩定瀝青來提高熱穩定性，但對瀝青混合料的其它性能無明顯改善作用，由于其較低廉的價格，該類纖維在實際工程中應用較廣泛；而聚酯和聚丙烯腈等聚合物纖維除了具有一定的吸附穩定作用之外，其對瀝青的橋接加筋作用更加明顯，因此瀝青混合料的各項路用性能均能得到很大程度的提高，但由于聚酯纖維和聚丙烯腈纖維等聚合物纖維的價格昂貴因素，制約了該類纖維復合瀝青混凝土在實際工程中的應用。

由于瀝青混合料自身具有多相、多組分、多層次的非均質結構特征，單一纖維增強作用是有限的，而不同界面結構和不同物化性能的多組分纖維，可在瀝青混凝土的不同結構和不同性能層次上起到逐級穩定與加筋強化的作用。充分發揮各種纖維的界面結構和物化性能效應，并在不同層次上相互激發、相互補充，可達到取長補短的效果，從而達到進一步提高瀝青混凝土路用性能并降低工程造價的目的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種能夠用于瀝青路面不同結構層次的多組分纖維復合瀝青混凝土，以促進纖維瀝青在高等級路面上的應用，并降低纖維復合瀝青混凝土的工程造價。同時，提供簡易室內試驗方法來制備這種多組分纖維復合瀝青混凝土，以利于設計、應用。

本發明解決其技術問題采用以下的技術方案：

本發明提供的多組分纖維復合瀝青混凝土，包含粗集料、細集料、礦粉填料、瀝青和多組分纖維材料，多組分纖維材料摻入量為所述多組分纖維復合瀝青混凝土質量的0.2～0.4％wt。

本發明還提供了上述的多組分纖維復合瀝青混凝土的制備方法，包括拌和及成型工藝，具體是：先將集料加熱至170℃和多組分纖維拌和，然后與液態瀝青拌和，再加入礦粉填料，拌和均勻后采用馬歇爾擊實法將多組分纖維復合瀝青混凝土兩面各擊實若干次后成型，或者采用輪碾法往返碾壓后成型，或者采用旋轉壓實法后成型，得到多組分纖維復合瀝青混凝土的成品。

本發明與現有技術相比具有以下的主要優點：

通過添加多組分纖維，能夠制備出路用性能滿足高等級公路國家規范要求的多組分纖維復合瀝青混凝土。這種新型瀝青混凝土的性能大大優于單一木質素纖維瀝青混凝土并能接近甚至超過單一聚酯或聚丙烯腈纖維瀝青混凝土的性能，而在生產成本上卻比單一聚酯或聚丙烯腈纖維瀝青混凝土低。這對于纖維瀝青混凝土在高等級路面上的大規模推廣應用、降低工程造價、提高路面的使用品質等方面具有重大的經濟和社會效益。

我們通過研究發現：使用改性瀝青，摻加0.2％～0.4％重量比的多組分纖維瀝青混合料的密度為2.480g/cm³～2.520g/cm³，空隙率為4.0％～4.5％，馬歇爾穩定度為10～14kN，流值為2～5mm，凍融劈裂殘留強度比為85-92％，均滿足《公路瀝青路面施工技術規范》(JTG?F40-2004)的要求。使用改性瀝青，摻加0.2％～0.4％重量比的多組分纖維瀝青混合料的動穩定度為5000～7000次/mm，若摻加道路石油瀝青的瀝青，多組分纖維復合瀝青混合料動穩定度為1000～4000次/mm，均滿足相應規范要求。

附圖說明

圖1為本發明多組分纖維復合瀝青混凝土制備流程圖。

圖2顯示了本發明多組分纖維復合瀝青混合料車轍動穩定度的試驗結果。圖中編號1為單摻木質素纖維瀝青混合料試件，編號2為摻加木質素纖維與聚酯纖維瀝青混合料試件，編號3為單摻聚酯纖維瀝青混合料試件。