[实用新型]用于沥青砼的纤维丝结构

说明书

领域技术

本实用新型属于沥青砼中所加入加强筋结构的改进。

技术背景

同水泥路面相比，沥青砼路面有着行驶舒适、噪音小、成本低、美观的优点，但其也存在有许多缺陷，如车辙、坑槽、裂缝、寿命短、修复频率高等等，给建设者和使用者带来烦恼。在大量的应用中已经证明，在混凝土中适量加入单丝纤维可以起到加强筋的作用，例如民间把麦草、麻刀、毛发拌在墙泥中避免墙皮的干裂。在沥青砼中则要求这种加强筋具有耐高温(190℃左右)和较高抗拉强度的性能。因此早期多选用的是钢丝纤维，其直径在0.1-0.5mm范围，长度在2-5cm范围。钢丝纤维作为沥青砼的加强筋，虽然具有高强度、耐高温、高弯曲弹性、高取向性等路用性能，但由于钢丝纤维与沥青混合粘附性能较差、握裹力较低，更重要的是耐腐蚀性太差，再加上金属的磨损系数远小于沥青砼，从而在路面磨损后使大量的钢丝纤维裸露，即凸尖现象，对车轮的磨损非常有害，另外钢丝纤维的成本昂贵，使其在沥青砼路面的应用严重受阻。近年来随着我国经济的快速发展，道路、机场、车场的建设越来越多，而交通量的猛增、轴重增加，人们对路面的质量提出了更高要求，经大量的研究在沥青砼中加入加强筋仍被认为是最简易有效的方法，故又把目光投向了其他的纤维材料。有人用玻璃纤维丝做过实验，其抗拉强度高达1400-1500Mpa，但由于其在混合搅拌中易断裂，断裂延伸率只有5％左右，故无法使用。目前更多使用的是石棉纤维丝，其虽然解决了耐高温的问题，但其抗拉强度太低，起不到加强筋的作用，而现使用的主要目的是为吸油。在研究中人们发现有许多化纤合成材料具有很好的性能，抗拉强度高、耐高温、但在实际应用时则出现了问题，混合搅拌易发生缠绕，即纤维缠绕成团不容易被均匀分散，再是薄膜结构使纤维的抗拉强度降低。通过大量研究本发明人认为是所用化纤纤维丝的形状和长/径比结构不匹配所造成。

发明内容

本实用新型的目的就是设计一种合适的纤维丝形状和长/径比结构，使其能方便地应用于沥青砼中，解决以上所述问题，并具有结构简单、成本低、使用方便、使用性能好的优点。

本实用新型的技术方案是按以下要求完成。所述的纤维丝呈棒状体，其直径范围在6-30μm，长度范围在2-20mm。由于棒状体的弹性结构和合适的长/径比，使纤维丝在混合搅拌中不发生缠绕，再由于棒状体表面积小的特点，在混合搅拌中热接触面小，从而使抗拉强度的降低被减少许多；当然棒状体可以是圆柱体、或是棱柱体的任一种形状。

发明人通过研究得知，在沥青砼中骨料较大时(用于沥青路面基础层的铺设)其纤维丝直径范围在20-30μm，长度范围在10-20mm，效果会更好；在沥青砼中骨料较小时(用于沥青路面表层的铺设)其纤维丝直径范围在10-20μm、长度范围在4-10mm效果会更好；在沥青砼中骨料为细砂或没有时(用于路面的修补)其纤维丝直径范围在6-10μm，长度范围在2-5mm效果会更好。主要是在满足抗拉强度和断裂延伸率的同时，又能满足均匀分散的要求。

本实用新型的特征还在于，所述的纤维丝在产品形成时为多根堆积、方向一致呈撮状的丝束；这有利于在混合搅拌时，纤维丝束容易被均匀分散再被逐步剥离，进一步减少缠绕现象的发生。所述的纤维丝在商品形成时，为一定重量的多束纤维丝束被挤压堆积在一起用外覆薄膜包装；这不仅利于运输和定量投料，更有利于缠绕现象的避免，因为在混合搅拌中整包的投料，其外覆薄膜在被搅拌撕开的同时遇高温熔化，纤维丝束很容易被均匀分散，再使单丝纤维被逐渐剥离均匀分散，从而避免缠绕现象的发生。

本实用新型按上述技术方案制成的纤维丝结构，当被投入沥青混合料搅拌时，由于所采用纤维丝合成材料与沥青同属石油产品类，因此二者具有非常好的亲和性和很强的握裹力，从而大大提高了沥青砼的柔韧性、抗剥落、抗磨损、抗疲劳的性能，最终达到抑制沥青砼的开裂、防止产生车辙、渠化、挤推和坑洼等现象，解决了已有技术产品所存在的问题。与不加纤维丝的沥青砼相比，马歇尔稳定性提高28％，流值提高31.5％，动稳定度提高92％，疲劳寿命提高38％，未冻融劈裂强度提高11％，冻融劈裂强度提高23.8％，残留强度提高12.3％，变形速度降低18.5％。采用本实用新型所设计的纤维丝结构，终结了沥青砼不可用软纤维加强的历史。其使用非常简单，无需改变原沥青混合料设计，无需添加任何附属设备，具有使用方便、结构简单、成本低廉、使用性能好的优点。

附图说明