[发明专利]条状土工纤维的用途及纤维沥青混凝土的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及城市道路工程施工领域，尤其涉沥青混凝土技术领域。

背景技术

现代交通对高等级公路沥青路面提出了更高的要求，经过国外几十年和国内十几年的高等级公路建设实践，沥青路面普遍存在突出的工程问题是路面的使用寿命不足和路面的早期损坏。目前，在改善和提高沥青混合料的路用性能方面主要有两个大的研究方向和技术应用：一方面是改善矿质混合料的级配来提高沥青混合料的高温抗变形能力，如沥青玛蹄脂碎石（SMA）结构、多碎石（SAC）结构、大粒径沥青混凝土（LSAM）等；另一方面是通过改善沥青性能品质来提高沥青混合料的粘聚力，增强抵抗变形能力，如SBS改性沥青、SBR改性沥青、PE改性沥青等。

近年来，在沥青混合料中加入纤维加筋材料以改善其整体的物理力学性能，也逐渐成为重要的研究应用方向。沥青混合料中添加纤维加筋材料可以有效减缓裂缝发展速度 ，延长路面使用寿命，显著提高沥青混合料的高温稳定性能 。目前国内纤维混凝土的纤维加筋材料主要有博尼维（BoniFibers）纤维，又称聚酯纤维。博尼维是1970年由美国DuPont(杜邦)公司的化学工程师Boni Martinez研制开发的，这种纤维就以他的名字命名并由KAPEJO公司拥有该项专利。BoniFibers于1998年引进中国，它是采用100%聚酯合成材料，经独特工艺加工而成的束状合成纤维，具有强度高、耐腐蚀、耐高温、化学稳定性强，与沥青握裹力强等优点，加入沥青混凝土中，经搅拌可形成数量巨大的纤维单丝的立体分布，起到加筋和桥接的作用，有效的提高沥青混合料的力学性能，防止沥青混凝土的开裂。首次在新疆高速公路、河北省石黄高速公路应用，辽宁、吉林、黑龙江、山东等省份的省道、国道项目也进行了应用。博尼维直径0.02mm±0.0025mm、长度6.35mm±1.58mm、比重1.36±0.04、自然色（白色）。 

但聚酯纤维博尼维因为非常细，直径只有0.02mm±0.0025mm，容易接团，加之聚酯纤维与沥青料强大的粘性，使得聚酯纤维在沥青混合料中很不容易搅拌均匀，导致聚合物纤维沥青混凝土的力学性能无法达到预期的效果，这大大限制了聚酯纤维混凝土在工程建设中的应用。

此外目前玻璃及其他纤维土工格栅目前已经广泛应用于公路的施工中，纤维土工格栅为网状结构并且是分层铺设在路面上，对路面铺强的效果不是很明显，且成本很高。

发明内容

本发明就是针对聚合物纤维存在的直径太细、不容易搅拌均匀、容易结团等缺点，提出的一种新型的纤维加筋材料，与沥青混合料一起搅拌形成一种新型的纤维沥青混凝土，能够以广泛应用道路工程的施工建设中去。

本发明是通过以下技术方案实现的：

在沥青混合料中加入占其重量0.2%-0.5%的条状土工纤维，搅拌均匀得到纤维沥青混凝土；条状土工纤维为主干为条状的玻璃纤维束或涤纶束，其长度为60-80mm，横截面尺寸为2-6mm。即本发明中土工纤维为条状并且是作为纤维加筋材料直接混合在沥青混合料中，其中的横截面尺寸是指横截面中距离最长的两点的尺寸，比如若横截面为圆形，其截面尺寸即为直径，若截面为矩形，其截面尺寸即对角线的长度。

为了提高加筋效果，条状土工纤维的主干上设有凸起的连续单元结构，连续单元可以为球形、螺旋形、圆环形（也可以称为圆片形）或树枝形。其中球形、螺旋形以及圆环形条状土工纤维优选用于加入到路面上面层和/或中面层的沥青混合料中制备沥青混凝土，所加入的沥青混合料的的规格优选为AC-13~AC-16；而树枝形（包括直枝形和斜枝形）条状土工纤维优选用于加入到路面中面层和/或下面层的沥青混合料中制备沥青混凝土，其所加入的沥青混合料的的规格优选为AC-20~AC-25。

以下提供几种具体尺寸的条状土工纤维：

1、球形、螺旋形条状土工纤维的主干横截面为直径2-4mm的圆形，球形、螺旋形连续单元的外径为4-6mm；

2、圆环形条状土工纤维的主干横截面为宽度5mm、厚度3mm的矩形，圆环形连续单元的厚度为3mm、外径为12mm、内径为6mm；

3、树枝形条状土工纤维的主干横截面为直径4mm的圆形，树枝形连续单元的分支直径为2mm、分支长度为10mm。

设有各种连续单元的条状土工纤维由玻璃纤维用经编机编织而成，或者由经编涤纶定向编织而成，与传统的聚酯纤维沥青混凝土相比，本发明具有以下优点：