[發(fā)明專利]一種路用纖維耐熱性試驗評價方法

有效

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• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107219147B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張蕾;王旭東;周興業(yè);謝國瑞;肖倩;單伶燕;邵鵬坤;王會
• 申請（專利權(quán)）人: 交通運輸部公路科學(xué)研究所
• 主分類號: G01N5/04
• 分類號: G01N5/04
• 代理公司: 11333 北京兆君聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 胡敬紅

本發(fā)明涉及一種路用纖維耐熱性試驗評價方法，將含有纖維的瀝青混合料，經(jīng)三氯乙烯反復(fù)過濾，可濾除纖維及集料上裹(吸)附的瀝青，再經(jīng)高速離心抽提分離礦粉，經(jīng)上述步驟后，纖維瀝青混合料剩余集料和纖維兩部分材料，進一步利用纖維在高溫條件下將熱熔成粉末的特點，經(jīng)高溫燃燒，通過重量減小量可計算獲得纖維質(zhì)量，與初始加入纖維量比較，計算高溫損失百分量判定其耐熱性。本發(fā)明的試驗方法與現(xiàn)有纖維耐熱性試驗方法相比，可模擬真實的瀝青混合料生產(chǎn)工況，采用數(shù)據(jù)定量定性分析，客觀評價，經(jīng)實際生產(chǎn)工況后，路用纖維在瀝青混合料中的存在狀態(tài)，克服了以往方法采用評價固定溫度下纖維的色澤、形狀等主觀標(biāo)準(zhǔn)的缺點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明方法主要應(yīng)用于道路工程科研、設(shè)計及施工領(lǐng)域，特別涉及用于評價各種路用纖維在瀝青混凝土生產(chǎn)、施工工況條件下的耐熱性。

背景技術(shù)

將纖維(聚合物類、木質(zhì)素類、礦物類等)摻加到瀝青混凝土中，可有效提高瀝青混凝土的抗高溫變形能力、低溫開裂能力和疲勞韌性，是近年來道路工程中常用的改性材料之一。纖維尤其是聚合物類纖維往往通過橋連作用，提高瀝青混凝土在拉伸作用下的抗拉能力，另一方面，通過吸附一定質(zhì)量的瀝青，形成更為穩(wěn)定的復(fù)合瀝青結(jié)構(gòu)，起到穩(wěn)定混合料的作用，以抵抗高溫環(huán)境下的荷載變形。

由于瀝青混凝土，尤其是改性瀝青混凝土，生產(chǎn)溫度往往高達170-200℃，而且瀝青混凝土從由拌合機生產(chǎn)，到運輸至鋪筑現(xiàn)場，經(jīng)過高溫攤鋪、碾壓等工序，完成其成型具備開放交通條件，其間一般要持續(xù)3-4個小時，其中溫度保持在170度以上，一般至少2-3個小時。因此，纖維在瀝青混凝土生產(chǎn)工況下能否仍保持原有的形狀、重量以及強度，而不融化將是一個重要因素。

現(xiàn)行《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTG F40-2004中，僅就木質(zhì)素類和礦物類纖維進行了規(guī)定，而對于聚合物類纖維未做規(guī)定；而中華人民共和國交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《瀝青路面用聚合物纖維》(JT/T 534-2004)技術(shù)指標(biāo)中雖然規(guī)定了聚合物纖維和聚合物長纖維的耐熱性要求及相應(yīng)試驗方法，但評價指標(biāo)為“體積無變化”，試驗方法為將纖維放入一定溫度的烘箱中，2h后觀察獲得主觀評價。上述的兩項標(biāo)準(zhǔn)檢測方法，無法滿足市場應(yīng)用中對聚合物纖維的質(zhì)量評價。《瀝青路面用木質(zhì)素纖維》(JT/T 533-2004)技術(shù)指標(biāo)中規(guī)定了木質(zhì)素纖維的耐熱性要求及相應(yīng)試驗方法，試驗方法也僅是將纖維放置于一定溫度烘箱中，2h后觀察其外觀狀態(tài)變化，測量質(zhì)量熱損失率，試驗條件與瀝青混合料的實際工況存在加大差異。總的來說，對于路用纖維的質(zhì)量評價，缺少可以客觀、量化評價的方法和指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種評價各種路用纖維在熱拌瀝青混凝土生產(chǎn)、施工工況條件下的耐熱性的試驗方法。本方法不適用于聚丙烯腈PAN纖維的評價。

發(fā)明思路：聚合物纖維、木質(zhì)素纖維等不溶于三氯乙烯溶劑，且在高溫550℃以上條件下，將被熱熔成灰粉末，通過抽風(fēng)裝置可從集料混合料中吸出。利用這些特點，將含有纖維的瀝青混合料，經(jīng)三氯乙烯反復(fù)過濾，可濾除纖維及集料上裹(吸)附的瀝青，再經(jīng)高速離心抽提分離礦粉，經(jīng)上述步驟后，纖維瀝青混合料剩余集料和纖維兩部分材料，進一步利用纖維在高溫條件下將熱熔成粉末的特點，經(jīng)高溫燃燒，通過重量減少值可計算獲得纖維質(zhì)量，由此，通過纖維在瀝青混合料拌合、高溫生產(chǎn)過程后，質(zhì)量的變化，評價纖維在瀝青混合料中的熱穩(wěn)定性。即如果纖維在瀝青混合料拌合、生產(chǎn)過程中保持穩(wěn)定，則經(jīng)上述步驟后，其質(zhì)量應(yīng)基本保持穩(wěn)定；相反，如果纖維在瀝青混合料生產(chǎn)環(huán)節(jié)中已熱解，則瀝青混合料過濾及高速離心抽提過程中，纖維應(yīng)隨礦粉抽提出來，最終剩余的纖維質(zhì)量將大幅減小。

一種路用纖維耐熱性試驗評價方法，所述路用纖維為除高溫碳化纖維以外的纖維，包括如下步驟：

(1)按照設(shè)計重量比的集料、礦粉、瀝青和纖維，稱取纖維瀝青混合料樣品，熱拌合均勻，記錄樣品中的纖維質(zhì)量m₀；

(2)按照步驟1同樣的質(zhì)量比例，在不添加纖維的條件下，稱取不含纖維的比照瀝青混合料樣品，熱拌均勻，作為確定集料熱損失標(biāo)定量使用；