[发明专利]一种碳纤维橡胶改性沥青混合料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种碳纤维橡胶改性沥青混合料及其制备方法，涉及沥青材料技术领域，解决了现有技术中大掺量胶粉改性沥青混合料动态模量较低的问题。本发明的碳纤维橡胶改性沥青混合料，包括橡胶改性沥青、矿料以及碳纤维，所述的橡胶改性沥青与矿料质量比的百分数为4.6％～5.6％，所述的碳纤维占混合料总质量的0.1～0.3％。本发明提供的技术方案有效地提升了大掺量胶粉改性沥青混合料的刚性，提高了大掺量胶粉改性沥青混合料的动态模量，改善了路面结构的匹配性和稳定性。

技术领域

本发明涉及沥青材料技术领域，尤其涉及一种碳纤维橡胶改性沥青混合料及其制备方法。

背景技术

废旧轮胎是一种需要占用大量环境空间的工业有害固体废弃物。由于橡胶轮胎本身不易降解、不易分裂的化学特性，无论采用堆放、填埋还是焚烧的方法处理都将带来新的污染，加之每年产生的废旧轮胎量在逐年增长，如何有效解决日益突出的废旧轮胎环保困挠问题，己经引起了世界各国的高度重视。

可持续发展是我国的基本国策，从节约资源的角度出发，将废旧轮胎生产成废旧橡胶粉作为道路沥青改性剂，在公路建设中充分加以利用将是国际公认的无害化、资源化处理的最好方法之一。橡胶改性沥青是一种耐久型的路用材料，在全面提高路面性能的同时，也为我国日益严重的废弃轮胎环保问题，提供了可持续的解决方案。

常规橡胶改性沥青技术虽然能在一定程度上改善沥青的路用性能，但却存在着高温加工容易老化、高温存储稳定性差、容易离析沉淀造成质量不稳定等缺点。此外，常规橡胶改性沥青胶粉利用率低，一般胶粉的最大掺量在20％左右，不能更大程度对废胶粉合理利用。随着全降解、微波活化、双螺杆等胶粉预处理工艺的出现，胶粉与沥青的相容性大大提升，胶粉掺量提升至30％以上，出现了所谓的大掺量橡胶改性沥青。

大掺量橡胶改性沥青混合料，具有优越的抗老化、抗疲劳特性，可有效遏制反射裂缝和疲劳裂缝的产生与扩展；具有优秀的抗车辙能力，可承受重载交通的侵害；具有优秀的抗低温开裂能力，可应用于寒区道路铺筑。但是，由于胶粉在降解预处理过程中，化学键全部或部分断裂，丧失了抵抗强力，因此大掺量橡胶改性沥青混合料的动态模量普遍较低，达不到目前沥青路面设计规范要求水平，给路面材料和结构设计带来了困扰，也为路面长期服役埋下了隐患。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种碳纤维橡胶改性沥青混合料及其制备方法，用以解决现有技术中大掺量胶粉改性沥青混合料动态模量较低的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术申请实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种碳纤维橡胶改性沥青混合料，包括橡胶改性沥青、矿料以及碳纤维，所述的橡胶改性沥青与矿料质量比的百分数为4.6％～5.6％，所述的碳纤维占混合料总质量的0.1～0.3％。

进一步地，橡胶改性沥青为胶粉质量份数在30份以上的橡胶改性沥青。

为了与常规橡胶改性沥青区分，一般胶粉质量份数在30份以上的橡胶改性沥青才称之为大掺量橡胶改性沥青，一般采用胶粉预处理技术。

进一步地，橡胶改性沥青采用的胶粉目数为20～40目。

胶粉的价格与胶粉的细度呈正比，细度越大，价格越高，采用20～40目胶粉可以在满足改性要求的前提下，有效降低成本。

进一步地，碳纤维橡胶改性沥青混合料所用矿料，包括石料与矿粉。

进一步地，碳纤维橡胶改性沥青混合料所用碳纤维，为废弃碳纤维制品破碎研磨得到的针状纤维，纤维长度为3-9mm。

采用废弃碳纤维制品破碎研磨得到的纤维，既可以变废为宝，又可以降低成本。为了保证纤维的良好分散性，纤维长度不宜过大，但由于碳纤维强度与韧性都很强，加工长度越短，成本越高，因此定为3-9mm。