[发明专利]一种高性能稀浆封层沥青混合料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高性能稀浆封层沥青混合料及其制备方法，该稀浆封层沥青混合料包括以下原料：乳化沥青，粗细集料，氧化石墨烯，煤油，竹纤维，水。该制备方法包括：a）将氧化石墨烯溶于煤油后置于超声波振荡仪中振散，制得混合溶液；b）将竹纤维置于NaOH溶液中浸泡处理，再置于烘箱中使其充分改性，将改性后的竹纤维二次搓碾制得改性竹纤维；c）将乳化沥青和混合溶液加入拌合锅进行第一次搅拌；d）将粗细集料、改性竹纤维和水加入拌合锅进行第二次搅拌。本发明所述的高性能稀浆封层沥青混合料具有良好的粘结性能和耐磨性能，在改善封层混合料高、低温性能的同时可延长路面的使用寿命。该混合料制备方法简单易操作，易于工业化生产。

技术领域

本发明属于新材料领域，也涉及生物质能源利用领域，具体涉及一种高性能稀浆封层沥青混合料及其制备方法。

背景技术

截至2017年底，我国公路通车总里程已达到477.35万km，其中已养护的公路里程达到467.46万km，养护里程占公路总里程的97.9%，随着公路路网建设的逐步完善，公路养护任务将逐年增加。根据交通运输部提出的“建设是发展，养护管理也是发展”的理念，各级公路管理部门需要建养并重，协调发展。

稀浆封层是用适当级配的石屑、填料（水泥、石灰等）与乳化沥青、外加剂、水，按一定比例拌合而成流动状态的沥青混合料，再由专业机械设备均匀洒布于路面上形成的封层。由于该种沥青混合料稠度较稀，形态似浆状，故名稀浆封层，一般铺筑厚度在3mm～10mm之间，对原路面起防水、防滑、耐磨耗、填充缝隙、恢复外观等作用，且具有施工速度快、开放交通用时短、常温作业利于环保等特点，适用于对沥青路面进行预防性养护。

氧化石墨烯（GO）是一种新兴的纳米材料，它有着独特的二维层状结构，层间距为0.7～1.2nm。GO的表面拥有大量的富氧官能团，如羧基、烃基、环氧基、酯基等。这些官能团使GO可与基质沥青产生良好的结合，在显著提高沥青与集料间粘附性的同时改善沥青混合料的路用性能。

生物质纤维稳定剂是制备高性能沥青结（混）合料的重要外掺剂，其价格低廉、可再生、低污染和来源广泛的特点使其日益受到新型材料研究者及工业企业的青睐。生物质纤维抗拉强度高、弹性模量大，可极大地提高沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和耐磨性等，使沥青混合料的使用寿命大大延长。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高性能稀浆封层沥青混合料及其制备方法，该方法提高了稀浆封层沥青混合料的粘结性能、高温稳定性、低温抗裂性和耐磨性。

为实现以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种高性能稀浆封层沥青混合料，由以下组分按重量份数计：乳化沥青7～10份，粗细集料70～75份，氧化石墨烯0.04～0.1份，煤油3～6份，竹纤维0.5～3份，水6～9份。

在较佳实施情况下，所述一种高性能稀浆封层沥青混合料，由以下组分按重量份数计：乳化沥青8.5～10份，粗细集料72～75份，氧化石墨烯0.06～0.1份，煤油3～5份，竹纤维2～3份，水8～9份。

在较佳实施情况下，所述乳化沥青采用沥青为AH-70或AH-90型重交基质沥青，乳化剂为阳离子型慢裂快凝乳化剂。

在较佳实施情况下，所述粗细集料均为玄武岩；其中粗集料公称最大粒径为9.5mm，表观密度3.80～5.30g/cm3，细集料公称最大粒径为4.75mm，表观密度2.90～3.40g/cm3。

在较佳实施情况下，所述氧化石墨烯采用Hummers方法制得，层间距为0.7～1.2nm，比表面积为2100～2600m2/g。

在较佳实施情况下，所述竹纤维为毛竹制成的絮状纤维，长度为1000μm～2500μm，相对密度0.90～0.94，含水率＜3%。

一种高性能稀浆封层沥青混合料制备方法，包括如下步骤：