[发明专利]一种纤维增韧水泥乳化沥青基混合料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及公路沥青路面材料制备领域，特别涉及一种纤维增韧水泥乳化沥青基混合料及其制备方法。

背景技术

近年来，研究人员普遍认为，我国高速公路沥青路面使用寿命短、路面结构耐久性差，与我国千篇一律地使用半刚性基层沥青路面结构具有一定的关系。分析可知，半刚性基层沥青路面具有不少问题，有些问题甚至是无法解决的。例如，半刚性基层易产生收缩开裂，进而导致沥青面层产生反射裂缝；半刚性基层抗冲刷能力很弱，易产生唧泥；半刚性基层损坏后没有愈合能力，且难以修补；半刚性基层沥青路面易产生失稳型车辙，特别在高温季节，在重载作用下路面将产生严重的辙槽。正是考虑到半刚性基层沥青路面的这些显著缺点，发达国家很少采用半刚性基层沥青路面结构，重交通道路不得采用半刚性基层沥青路面，只是在低等级、交通量低的道路中采用。结合国内实际情况并借鉴国外先进经验，国内学者提出柔性或半柔性基层沥青路面的设计思路，并开始在国内推广应用。其中，水泥乳化沥青混合料作为一种可充分利用水泥和乳化沥青相互作用、相互改善而制备的一种具有半柔性特征的基层材料，具备温度敏感性低、抗变形和冲刷能力强等优点，成为新时期道路铺面材料发展热点方向之一。

此外，在大力倡导资源节约型、环境友好型交通建设的时代背景下，水泥乳化沥青混合料由于可以避免消耗加热过程所需的大量能源，并且不会排放出大量的粉尘和废气，环保效益显著等优势而逐步引起重视。同时，在偏远寒冷地区，由于运距长、气温低等客观因素，热拌沥青混合料的可施工性明显不足，但水泥乳化沥青混合料却能体现出其常温拌和、常温施工的优势。此外，国内外在沥青路面养护维修过程中越来越注重沥青路面再生技术的推广和使用，水泥乳化沥青混合料作为冷拌再生技术的重要实现措施，能充分利用旧集料，具有巨大的经济和环保效益。

然而，目前所使用的水泥乳化沥青混合料，虽然利用了水泥的水化反应加速乳化沥青的破乳过程来提高其早期强度，但并没有注重有机、无机两种胶结料之间的桥接增强作用，仅依靠水泥和乳化沥青的自身反应来提供粘结力，没有充分发挥材料的复合效应，因此常规水泥乳化沥青混合料的使用性能和耐久性存在不足。另一方面，水泥的加入虽然加快了乳化沥青混合料早期强度的发展速度，但同时使混合料的模量有了很大程度的提高，增大了水泥乳化沥青混凝土脆性开裂的风险，同时其韧性和变形性能出现了一定程度的降低，这对于提高路面使用寿命也是十分不利的。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种成本低、常温条件下施工性好并且具有良好韧性和耐久性的纤维增韧水泥乳化沥青基混合料及其制备方法，该纤维增韧水泥乳化沥青基混合料能够同时提高水泥乳化沥青混合料的拉伸变形能力、低温抗裂能力和抗疲劳破坏能力，延长路面的使用寿命；并且施工过程操作简单、经济环保。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

（1）一种纤维增韧水泥乳化沥青基混合料，其特征在于，包括：水镁石矿物纤维0.1-0.6份；水泥1-5份；乳化沥青1-10份；双酚A型环氧树脂0.5-2.0份；二乙烯三胺0.2-0.6份；集料81.4-95.0份。

优选地，包括：乳化沥青4-8份；集料83.4-94.0份。

优选地，所述水镁石矿物纤维的参数为：（a）化学成分为：1%-3%的SiO₂，61%-65%的MgO，0.2%-1%的Al₂O₃，0.6%-1.9%的Fe₂O₃，2%-6%的FeO，0.1%-1%的CaO，25%-30%的H₂O；（b）物理性质：比重2.35-2.50，密度2.35g/cm³-2.45g/cm³，抗拉强度890Mpa-1285Mpa，导热系数0.12w/(m·k)-0.23w/(m·k)，脱水温度为400℃-500℃。

优选地，所述水泥的参数为：初凝时间≥45min，终凝时间≤600min。

优选地，所述乳化沥青为慢裂快凝型阳离子乳化沥青，其参数为：固含量大于50%；1.18mm筛上剩余量小于等于0.1%；1d的贮存稳定性小于等于1%；5d的贮存稳定性小于等于5%。

优选地，所述双酚A型环氧树脂的参数为：环氧值为0.48eq/100g-0.54eq/100g，有机氯为0.02eq/100g，无机氯为0.001eq/100g，挥发物含量为1%。