專利名稱：聚乙烯醇纖維增強水泥穩定碎石路面基層材料的制作方法
技術領域：
本發明涉及建設建筑材料技術領域，具體涉及一種水泥穩定碎石路面基層材料。
技術背景
水泥穩定碎石半剛性基層材料具有承載能力高、剛度大、整體性好、水穩性好和抗行車疲勞性能好的優點，是目前我國高等級公路路面結構基層的主要型式。然而，由于水泥穩定碎石半剛性基層材料脆性大、抗變形能力低，在溫度、濕度變化的情況下，容易產生收縮裂縫，并反射到浙青面層，形成“反射裂縫”，在雨水的作用下，路面出現唧漿等水損壞，嚴重影響路面的使用性能，縮短道路的使用壽命。隨著半剛性基層浙青路面的大量使用，反射裂縫問題成為該路面結構型式的主要缺陷。
對水泥穩定碎石半剛性基層提出合理的改善措施以延長道路使用壽命具有十分重要的意義。通過改進基層材料組成減少“反射裂縫”是我國目前研究的熱點，已經有非常多的嘗試與研究。例如公開號為CN1916^2A的中國發明專利申請公布說明書所公開的粗集料斷級配密實水泥穩定粒料的級配方法及其骨架的檢驗方法，公開號為CN101323512A 的中國發明專利申請公布說明書所公開的一種防治浙青路面反射裂縫的方法等。但作為預防混凝土類材料收縮開裂的兩個主要措施纖維增強和添加減縮劑，在水泥穩定碎石基層材料中的應用研究卻較少。在纖維增強方面，現有的研究有采用聚丙烯纖維和多尺度纖維 (微鋼纖維+玻璃纖維)，例如聚丙烯纖維水泥穩定碎石收縮性能刊號1671-1637 (2008) 04-0030-05],公開號為CN 101660287A的中國發明專利公布說明書所公開的多尺度纖維增強水泥穩定碎石路面基層材料，但均未涉及聚乙烯醇纖維。發明內容
為解決水泥穩定碎石基層的開裂問題，本發明提供了一種摻加聚乙烯醇纖維的增強水泥穩定碎石路面基層材料，能有效提高路面基層材料的抗收縮開裂能力和力學性能。
本發明的目的是這樣實現的聚乙烯醇纖維增強水泥穩定碎石路面基層材料，包括水泥穩定碎石，水泥穩定碎石由凝膠材料、骨料和水組成；還包括聚乙烯醇纖維，其摻量為0. 9^1. 2kg/m3 ；先將骨料和聚乙烯醇纖維混合，攪拌25 30s，再添加水和凝膠材料攪拌均勻，得聚乙烯醇纖維增強水泥穩定碎石路面基層材料。
所述聚乙烯醇纖維直徑15 25 μ m、長度12 20mm，抗拉強度150(Tl700MPa，模量 36 40GPa，延伸率6 7%。
所述凝膠材料為強度等級不高于42. 5MPa的水泥，含量為8(Tl20kg/m3 ；骨料為石屑，含量為 210(T2300kg/m3。
水泥穩定碎石是一種以粗骨料石屑為骨架，以水泥為凝膠材料的脆性材料，由于它本身的抗拉能力差，延性很小，并且存在天然的裂紋缺陷，在收縮應力作用下易于開裂， 所以通過一定的手段來提高材料的抗拉性能和韌性，使材料的延性增強變得非常重要，而纖維的摻入對水泥穩定碎石材料具有明顯的增強阻裂作用。
本發明采用上述技術方案后，主要有以下技術效果(1)與普通水泥穩定碎石相比，本發明干縮系數明顯降低，同時提高了基層材料的抗拉強度，增大了裂縫擴展所消耗的能力，在產生微裂縫后纖維能繼續抵抗外力的拉拔作用，使材料的韌性增強，沖擊能力提高，有助于減少反射裂縫；(2)與聚丙烯纖維水泥穩定碎石相比，本發明中聚乙烯醇纖維表面粗糙，能增強與水泥材料間的物理錨固力，纖維具有親水性，能有效的與水和水泥基材料結合，與水泥漿的粘結力更強，保水性更強，相同條件下的失水系數更低，更有利于減少干縮裂縫。同時本發明利用了聚乙烯醇纖維較高的彈性模量，使得基層材料開裂時，能分擔更大的應力，有效減緩開裂；(3)與聚丙烯纖維和聚丙烯腈纖維增強混凝土材料相比，本發明采用聚乙烯醇纖維，纖維分散性更好，更易發揮纖維的增強作用，并且由于纖維摻量降低，有效降低材料成本，具備推廣價值。
具體實施方式
下面結合實施例，對本發明作進一步地描述。
本發明的聚乙烯醇纖維增強水泥穩定碎石路面基層材料，是在傳統的水泥穩定碎石路面基層材料中加入0. 9 1. 2kg/m3的聚乙烯醇纖維，所述聚乙烯醇纖維直徑15 μ m、長度12 20mm，抗拉強度彡1500MPa，模量彡36GPa，延伸率彡6% ；水泥穩定碎石由凝膠材料、 骨料和水組成；其中凝膠材料為強度等級不高于42. 5MPa的水泥，通常用量為80 120kg/ m3。骨料為石屑，通常用量為2100 2300kg/m3。
實施例1每立方米本實施例的聚乙烯醇纖維增強水泥穩定碎石路面基層材料中摻入長度為 12mm、直徑15 μ m的聚乙烯醇纖維1. ^ig，水泥l(^kg，石屑2268kg。
實施例2每立方米本實施例的聚乙烯醇纖維增強水泥穩定碎石路面基層材料中摻入長度為 20mm、直徑15 μ m的聚乙烯醇纖維1. ^ig，水泥l(^kg，石屑2268kg。
實施例3每立方米本實施例的聚乙烯醇纖維增強水泥穩定碎石路面基層材料中摻入長度為 12mm、直徑15 μ m的聚乙烯醇纖維0. ^ig,水泥l(^kg，石屑2268kg。
實施例4每立方米本實施例的聚乙烯醇纖維增強水泥穩定碎石路面基層材料中摻入長度為 20mm、直徑15 μ m的聚乙烯醇纖維0. ^ig,水泥l(^kg，石屑2268kg。
對照實施例本實施例為未摻加纖維材料的水泥穩定碎石路面基層材料，每立方米混合料中包括水泥 107kg，石屑 2268kg。
對以上五個實施例，按照《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》(JTG E51-2009)中的無機結合料穩定土的擊實試驗方法(T 0804-1994)進行擊實試驗確定出最大干密度和最佳含水量，將每立方米水泥穩定碎石按設計配合比稱量備料，拌和過程中，先將纖維、石屑干拌25 30s至均勻，然后加水和水泥拌和均勻形成混合料，試件經成型養護后，通過檢測試件，得到以下試驗數據
從上述試驗結果可以看出摻加聚乙烯醇纖維后，水泥穩定碎石材料的力學性能和抗裂性能均得到明顯提高。上述三個實施例的14d干縮系數分別較未摻纖維時降低 13. 7%、17· 2%、9· 1%、10· 1%。
權利要求
1.聚乙烯醇纖維增強水泥穩定碎石路面基層材料，包括水泥穩定碎石，水泥穩定碎石由凝膠材料、骨料和水組成；其特征在于還包括聚乙烯醇纖維，其摻量為0. 9^1. 2kg/m3 ；先將骨料和聚乙烯醇纖維混合，攪拌25 30s，再添加水和凝膠材料攪拌均勻，得聚乙烯醇纖維增強水泥穩定碎石路面基層材料。
2.根據權利要求1所述的聚乙烯醇纖維增強水泥穩定碎石路面基層材料，其特征在于所述聚乙烯醇纖維直徑15 25μπκ長度12 20mm，抗拉強度150(Tl700MPa，模量 36 40GPa，延伸率6 7%。
3.根據權利要求1所述的聚乙烯醇纖維增強水泥穩定碎石路面基層材料，其特征在于所述凝膠材料為強度等級不高于42. 5MPa的水泥，含量為8(Tl20kg/m3 ；骨料為石屑，含量為 210(T2300kg/m3。
全文摘要
本發明提供了一種摻加聚乙烯醇纖維增強的水泥穩定碎石路面基層材料，能有效改善水泥穩定碎石基層材料性能，有效提高路面基層材料的抗收縮開裂能力和力學性能；本發明的聚乙烯醇纖維增強水泥穩定碎石路面基層材料，包括水泥穩定碎石，還包括聚乙烯醇纖維，聚乙烯醇纖維的摻量為0.9～1.2kg/m3，骨料和聚乙烯醇纖維混合干拌時間為25～30s；本發明采用聚乙烯醇纖維，拌和物工作性好，纖維分散均勻，容易滿足施工要求，并且由于纖維摻量降低，能有效降低材料成本。
文檔編號C04B16/06GK102503312SQ20111035405
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月10日 優先權日2011年11月10日
發明者張玉斌, 張輝, 陳為成, 陳修和 申請人:安徽省交通規劃設計研究院