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
技術領域：
本發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：
瀝青混合料是現代高等級道路應用的主要路面材料之一，具有良好的力學性能、低溫抗裂性和一定粗糙度，用其鋪設的道路路面平整，行車平穩且安全，并有一定的吸音效果，施工方便，可再生利用，在道路建設中得到廣泛的應用。
但是在炎熱季節，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，在雨季及春融季節容易造成坑槽、松散等水損害破壞，導致路表抗滑性能迅速下降，局部龜裂顯現，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定瀝青并對瀝青混合料進行改性。目前采用的纖維大多是木質素纖維(松散的或顆粒的)、礦物纖維或普通聚合物纖維。其中木質素纖維的具有易吸水腐爛、不耐磨、不耐熱的缺點，已經逐漸被淘汰。礦物纖維中經常采用的是石棉纖維，這種纖維雖然價格便宜，但是由于會造成污染以及危害人體健康，不符合環保要求，也已經被一些發達國家禁止使用。普通聚合物纖維中，主要應用聚酯纖維、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，易出現泛油等病害。
發明內容
本發明要解決的技術問題在于克服已有技術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。
為此本發明公開一種異型截面中空聚合物纖維改性瀝青混合料，以克服現有技術存在的上述缺陷。該瀝青混合料由常規的密級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則或不規則的幾何形狀，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。“中空”是指這種纖維不是實心的，而是沿軸向有一個或多個孔的結構。
制備本發明所述的異型截面聚合物纖維改性瀝青混合料的設備可以采用常規的熱拌瀝青混合料拌和設備，如間歇式拌和樓或連續式拌和樓。
制備方法及步驟為先將制備常規的密級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計用量置于拌合機中，干拌15～30秒；再按配合比設計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，即獲得本發明所述的異型截面聚合物纖維改性瀝青混合料。如果發現纖維在瀝青混合料中出現結團、未分散等現象，可適當延長干拌時間10～15秒，以使纖維分散均勻。
也可以采用實驗室用小型拌和機制備，制備方法為按配合比設計用量將幾種原料置于拌和機中，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，即獲得本發明所述的異型截面聚合物改性瀝青混合料。
與現有技術相比，本發明的有益效果是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，且內部有孔，因此內外具有較大表面積，從而對瀝青產生較強的浸潤和吸附作用，防止瀝青在混合料中的析漏，使得本發明的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溫度，有效防止裂縫的產生發展，使得本發明的SMA混合料具有良好的低溫抗裂性能，韌性好；4)實施方法簡單易行，可利用原有的瀝青混合料制備設備直接制備，不必投資新設備。
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。
具體實施例方式
下面結合實施例詳細描述本發明的
具體實施例方式實施例1集料石灰巖，各項性能符合《公路改性瀝青路面施工技術規范》(JTG F40-2004)之規定。
填料石灰石礦粉，各項性能符合《公路改性瀝青路面施工技術規范》(JTG F40-2004)之規定。
AC-16礦料級配為
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，摻量為混合料總質量的0.1％。
制備步驟按照發明內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規程》中的T0702-2000規程和T0703-1993規程制作馬歇爾試件和車轍試驗試件。
實施例2集料石灰巖，各項性能符合《公路改性瀝青路面施工技術規范》(JTG F40-2004)之規定。
填料石灰石礦粉，各項性能符合《公路改性瀝青路面施工技術規范》(JTG F40-2004)之規定。
AC-16礦料級配為
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，摻量為混合料總質量的0.2％。
制備方法同實施例1。
實施例3集料石灰巖，各項性能符合《公路改性瀝青路面施工技術規范》(JTG F40-2004)之規定。
填料石灰石礦粉，各項性能符合《公路改性瀝青路面施工技術規范》(JTG F40-2004)之規定。
AC-16礦料級配為
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，摻量為混合料總質量的0.3％。
制備方法同實施例1。
實施例4集料石灰巖，各項性能符合《公路改性瀝青路面施工技術規范》(JTG F40-2004)之規定。
填料石灰石礦粉，各項性能符合《公路改性瀝青路面施工技術規范》(JTG F40-2004)之規定。
AC-16礦料級配為
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，摻量為混合料總質量的0.4％。
制備方法同實施例1。
實施例5集料石灰巖，各項性能符合《公路改性瀝青路面施工技術規范》(JTG F40-2004)之規定。
填料石灰石礦粉，各項性能符合《公路改性瀝青路面施工技術規范》(JTG F40-2004)之規定。
AC-16礦料級配為
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，摻量為混合料總質量的0.5％。
制備方法同實施例1。
5個實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定度得到顯著改善。對于表征高溫穩定性的車轍動穩定度出現了先增大后見小的情況，這主要是因為當瀝青用量過大時，高溫穩定性下降。當纖維摻量為0.3％時，動穩定度達到5800/mm次以上，遠遠超過改性瀝青混合料3000次/mm的規范要求。
權利要求
1.一種異型截面中空聚合物纖維改性瀝青混合料，由常規的密級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/或中空結構。
2.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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則的或不規則的幾何形狀。
5.根據權利要求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.根據權利要求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構是指這種纖維不是實心的，而是沿纖維軸向有一個或多個孔的結構。
7.根據權利要求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的密級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，按配合比設計用量置于常規的熱拌瀝青混合料拌和設備中干拌15～30秒，再按配合比設計用量加入已加熱至160℃～190℃的瀝青，濕拌20～40秒；攪拌過程中如果發現纖維在瀝青混合料中出現結團、未分散等現象，可適當延長干拌時間10～15秒，以使纖維分散均勻。
8.根據權利要求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計用量將制備常規的密級配瀝青混合料所需的各種粒徑的石料置于實驗室用小型拌和機制備中，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，由常規的密級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則或不規則的幾何形狀，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。“中空”是指這種纖維不是實心的，而是沿軸向有一個或多個孔的結構。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；實施方法簡單易行，不必投資新設備。
文檔編號E01C7/00GK1908069SQ20051003618
公開日2007年2月7日 申請日期2005年8月1日 優先權日2005年8月1日
發明者王依民, 倪建華, 黃紹龍, 湯惠工, 何唯平 申請人:深圳市海川實業股份有限公司