[发明专利]一种沥青混凝土用复合纤维

说明书

技术领域

本发明属于沥青路面建设领域，涉及一种沥青混凝土用复合纤维。

背景技术

沥青路面作为一种无接缝的柔性路面，具有平整、驾驶舒适性高、减震降噪、少尘、耐磨、美观、施工时间短、养护维修方便、可分期改造和再生利用等优点。然而随着道路快速发展的同时，我国汽车保有量也在日益增多，交通量和轴载的不断增加使得沥青混凝土路面在通车使用后不久出现车辙、开裂、水稳定性等早期损害。为了有效缓解沥青路面早期破坏，道路工作者采用了新型路用材料和路面设计方法：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，增强抵抗永久变形能力并减少感温性，如SBS、SBR、PE等改性沥青；另一方面通过改善矿质混合料的级配来提高混合料的高温抗变形能力，形成了不同的沥青混合料技术，如SMA、LSAM、SAC等。近年来，在沥青结合料中加入纤维材料也成为提高沥青路面性能的新手段，受到了普遍的关注。

沥青路面中使用纤维的种类繁多，每种纤维有不同的优缺点，不同纤维对沥青混凝土性能增强的效果有所不同。目前，在沥青路面中使用纤维时通常是将一种或两种纤维掺入混合料中，但存在路用性能改善作用单一或费用较高等缺点。因此，综合多种纤维的不同特性对纤维进行复合，使其具有多种纤维的优点和更高的性价比是目前纤维类型发展的趋势。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本发明目的在于，提供一种沥青混凝土用复合纤维，该复合纤维能够综合改善沥青混凝土各项路用性能，克服单纤维沥青混凝土路用性能改善作用单一的缺点。

为了实现上述任务，本发明采用如下技术方案予以解决：

一种沥青混凝土用复合纤维，该复合纤维由以下质量百分比的纤维复配而成：木质素纤维：37%～43%，聚酯纤维：18%～22%，玄武岩纤维：39%～42%，上述纤维的质量百分比之和为100%。

进一步的，该复合纤维由以下质量百分比的纤维复配而成：木质素纤维：40%，聚酯纤维：20%，玄武岩纤维：40%。

本发明具有以下优点：

1）相比基质沥青混合料，加入本发明复合纤维后混合料各项路用性能均有大幅提高。

2）相比单纤维沥青混合料，加入本发明复合纤维后各项路用性能更加均衡，能起到综合改性的作用，具有更高的性价比。

3）SBS改性沥青混合料与加入本发明复合纤维后混合料的路用性能比较接近，但复合纤维的性价比更高。

4）生产复合纤维混合料过程中，因为采用干法工艺将纤维掺加到混合料中，所以对复合纤维可长期储存，能够避免聚合物改性沥青的储存稳定性问题。

5）在实体工程混合料生产中，相比聚合物改性沥青混合料的生产，复合纤维添加工艺简单，设备要求少，生产成本低。

具体实施方式

本发明的主要思路为：根据沥青混凝土路面的实际需求，选取对沥青混凝土路用性能有不同改善效果的木质素纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维三种外掺改性材料进行复配，把单一材料对沥青混凝土路用性能的改善效果延续到复合材料中，得到能综合改善沥青混凝土的路用性能的复合纤维。

木质素纤维是一种灰色的有机纤维，该纤维具有很强的物理吸附作用，能够很好地吸持沥青，可提高沥青混凝土耐久性；具有较好的温度和化学稳定性，不为一般溶剂所溶解，耐酸碱，抗腐蚀，对人体和环境无害，成本较低，一般在3000元/吨；聚酯纤维是大分子链中各链节通过脂基相连的合成高聚物，一般为白色并带有丝光，表面光滑，呈圆柱体。该纤维具有良好的化学稳定性、耐腐蚀、耐生物性能、强度高、模量高，可显著提高沥青混合料的力学性能，在增强沥青混凝土抗低温性能方面效果显著；成本在纤维类中属于中等水平一般为10000元/吨；玄武岩纤维采用矿石冶炼制成，属于矿物纤维。具有良好的耐高温能力，有较大的比表面积，表面光滑，质地坚硬，断面整齐，柔韧性比较差。玄武岩纤维可用于增强沥青混凝土抗高温车辙能力，兼顾改善低温性能。成本在纤维类中属于中等水平一般为12000元/吨。

在确定组成材料的配比时，先根据复合纤维沥青胶浆的DSR试验和BBR试验确定最佳掺配比例，然后对组成材料的配比进行调整。考虑到各种纤维改善作用的协调发挥，掺配比例不宜相差太大，每种纤维的掺配比例确定为1份、2份、3份，即构成3因素3水平试验。采用70#基质沥青，在纤维用量为1%的条件下，分别对复合纤维沥青胶浆进行控制温度级别为60℃的动态剪切试验和控温-18℃的BBR试验。