[发明专利]一种高模量聚合物纤维间断级配沥青混合料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高模量聚合物纤维间断级配沥青混合料，包括：粗集料75‑80份；细集料10‑18份；石油沥青4.5‑6.5份；矿粉4‑11份；高模量聚合物纤维0.15‑0.45份；以上份量均按重量份数计；其中，所述高模量聚合物纤维的弹性模量≥25GPa，表面接触角≥130°。本发明的高模量聚合物纤维间断级配沥青混合料性能优异，耐高温性能、抗低温开裂性能均有提高，具有适用范围广、实施方法简单易行等特点。本发明还提供一种高模量聚合物纤维间断级配沥青混合料的制备方法。

技术领域

本发明属于道路工程材料技术领域，特别是涉及一种高模量聚合物纤维间断级配沥青混合料及其制备方法。

背景技术

近些年，我国公路发展迅猛，据《2017年交通运输行业发展统计公报》公布，截止到2017年末，全国公路总里程数达477.35万公里，高速公路总里程数达到13.65万公里，国家高速公路10.23万公里，公路养护里程467.46万公里，占公路里程的97.9％。其中我国大部分新建和养护路面均选择沥青路面，因为沥青路面同时具备维修方便、柔软性、低油耗、行车舒适及轮胎寿命长等优点，在越来越多的道路中被广泛使用，尤其在高等级公路和机场道面的路面结构中占据重要的地位。

沥青路面在使用过程中，需要长期经受紫外线的照射、雨水的冲刷、高温的气候、各种重载车辆的碾压等多重作用，使沥青路面出现各种病害，主要的病害有车辙、拥包、开裂、松散等破坏现象，其中车辙、开裂是沥青路面最常见的病害。沥青路面因为出现病害，而无法达到设计使用年限的要求。

为了改善沥青路面的抗高温性能、抗水损害性能、抗低温开裂等性能，延长沥青路面的使用寿命，国内外许多道路工作者和材料开发商均做出了大量的研究与探索，比如采用改性沥青、新型矿料级配及各种添加材料，其中间断级配如SMA、OGFC、ATPB应用最为广泛。同时在间断级配沥青混合料中添加高模量聚合物纤维，更能提高其路用性能。聚合物纤维材料作为一种新型的沥青路面专用增强纤维，它具有弹性模量大，塑性变形小，强度高等特点，被应用在沥青路面中。聚合物纤维在沥青混合料中，通过加筋作用、吸附和吸收沥青作用、分散作用、稳定作用，可以有效改善沥青路面的高温稳定性、低温抗开裂性等，延长沥青路面的使用寿命。

但是目前，聚合物纤维的抗拉强度大多在＞500，弹性模量＞7GPa的水平，普遍偏低，为了更好的解决路面的沥青路面的车辙、开裂等病害，提高沥青路面的质量和使用寿命，这种弹性模量＞25GPa的高强度高模量聚合物纤维制备的间断级配沥青混合料是非常符合我国国情的。

发明内容

为提高沥青路面的抗高温性能、抗水损害性能、抗低温开裂等性能，延长沥青路面的使用寿命的问题，本发明提供了一种高模量聚合物纤维间断级配沥青混合料，该高模量聚合物纤维间断级配沥青混合料能够提高了沥青路面的抗高温性能、抗水损害性能、抗低温开裂等性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种高模量聚合物纤维间断级配沥青混合料，包括：粗集料75-80份；细集料10-18份；石油沥青4.5-6.5份；矿粉4-11份；以上份量均按重量份数计；其中，所述高模量聚合物纤维的弹性模量≥25GPa，表面接触角≥130°。

优选地，所述粗集料和细集料为辉绿岩、玄武岩、石灰岩中、花岗岩的一种或多种。

优选地，所述矿粉为偏碱性石灰岩矿粉。

优选地，所述石油沥青为道路或者机场道面用的沥青。

优选地，所述高模量聚合物纤维为聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维中的一种或多种。

另外，本发明还提供一种上述的高模量聚合物纤维间断级配沥青混合料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将粗集料和细集料在烘箱中预热后，加入到拌和锅中，预拌合30-60s；

(2)将高模量聚合物纤维加入到拌和锅中，撒在集料的表面，在拌合锅中拌和60-180s；