CN101161936A - 聚丙烯腈纤维增强乳化沥青稀浆封层 - Google Patents

聚丙烯腈纤维增强乳化沥青稀浆封层 Download PDF

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张萍
何唯平
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本发明公开了一种聚丙烯腈纤维增强乳化沥青稀浆封层，它由常规的乳化沥青稀浆封层与聚丙烯腈纤维组成，其中，聚丙烯腈纤维的含量为沥青稀浆混合料总重量的0.1～1.0％。本发明还公开了聚丙烯腈纤维增强乳化沥青稀浆封层的混合料的制备方法。本发明的聚丙烯腈纤维增强乳化沥青稀浆封层具有较好的高温抗车辙、低温抗龟裂，以及良好的防水、抗水损害性能；聚丙烯腈纤维可在温缩过程中吸收因收缩而产生的应力，防止裂缝的产生和发展，使得本发明的聚丙烯腈纤维增强乳化沥青稀浆封层具有良好的抗滑、耐磨、抗冲击、抗裂性能和抗冻融性；实施方法简单易行，可利用原有的制备设备直接制备，不必投资新设备；本发明的聚丙烯腈纤维增强乳化沥青稀浆封层可应用于各种等级公路。

Description

聚丙烯腈纤维增强乳化沥青稀浆封层
【技术领域】
本发明涉及一种乳化沥青稀浆封层，尤其是一种掺加了？纤维来增强乳化沥青稀浆封层的技术。
【背景技术】
沥青路面由于常年处于风吹、雨淋、日晒、冻融等自然气候的侵蚀，使路面材料中的沥青与矿料不断产生物理与化学的变化，并且逐渐降低其适应气候变化的能力。又由于路面上行使车辆的作用，会造成沥青路面不断发生开裂，而随着裂缝的出现，会造成路面的透水，也就会引起基层的***和表面坑槽的出现，从而使路面变坏，这样就会降低车辆的行使速度，增加车辆的磨损和油耗。因此，对沥青路面尽早进行预防性养护是保护沥青路面、延长道路寿命、提高运输效率、降低运输成本的重要环节。
乳化沥青稀浆封层是近年来迅速发展起来的一种路面预防性养护技术，是用细粒式的级配石屑或砂作骨料，以乳化沥青为粘结料，加填料冷拌后摊铺成沥青薄层。乳化沥青稀浆封层具有施工速度快、密实度高、粘附力强、节省人力物力、无污染、延长施工季节、经济效益好等优点，但是随着近年来铺筑乳化沥青稀浆封层实践的增加，认识到乳化沥青稀浆封层单纯依靠沥青作为结合料，铺筑后成型时间长，早期强度低，封闭交通养护困难，高温季节易软化，抵抗永久变形能力低，耐久性差，不能满足大交通、重交通以及普通公路沥青路面变形大的需求。
为了进一步提高乳化沥青稀浆封层路用性能，使乳化沥青稀浆封层能应用于大交通、重交通的高等级公路，近年来通过使用改性沥青乳化剂、添加新型材料等技术，促使乳化沥青稀浆封层技术得到广泛的应用。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种成型快、强度高、易于养护、高温季节不易软化、能抵抗永久变形、能满足大交通、重交通以及普通公路沥青路面需求的乳化沥青稀浆封层技术。
一种聚丙烯腈纤维增强乳化沥青稀浆封层，它由常规的乳化沥青稀浆封层与聚丙烯腈纤维组成，其中，聚丙烯腈纤维的含量为沥青稀浆混合料总重量的0.1～1.0％。
聚丙烯腈纤维增强乳化沥青稀浆封层混合料的制备方法：先将制备常规乳化沥青稀浆封层所需的集料与纤维进行均匀拌和，然后再加入乳化沥青、水、填料和添加剂，在稀浆封层搅拌机的拌和仓中搅拌均匀，即获得聚丙烯腈纤维增强乳化沥青稀浆封层的混合料。
本发明的有益效果是：1)聚丙烯腈纤维能够大量吸附沥青，改善纤维与沥青混凝土的亲合性和均匀混合性，使得本发明的聚丙烯腈纤维增强乳化沥青稀浆封层具有较好的高温抗车辙、低温抗龟裂，以及良好的防水、抗水损害性能；2)聚丙烯腈纤维可在温缩过程中吸收因收缩而产生的应力，防止裂缝的产生和发展，使得本发明的聚丙烯腈纤维增强乳化沥青稀浆封层具有良好的抗滑、耐磨、抗冲击、抗裂性能和抗冻融性；3)实施方法简单易行，可利用原有的制备设备直接制备，不必投资新设备；4)本发明的聚丙烯腈纤维增强乳化沥青稀浆封层可应用于各种等级公路。
【具体实施方式】
制备本发明所述的聚丙烯腈纤维增强乳化沥青稀浆封层的设备，可以是普通的稀浆封层设备。
本发明的有益效果主要取决于聚丙烯腈纤维所具有的良好的吸油性能。下表是聚丙烯腈纤维性能：
聚丙烯腈纤维的性能
  项目   技术指标   项目   技术指标
  纤度(dtex)   0.9～2.1   抗拉强度(MPa)   500～1000
  标称直径(mm)   0.010～0.015   断裂伸长率(％)   (15～25)±5
  长度(mm)   6±1.5   弹性模量(GPa)   7～20
  比重(g/m3)   1.18   熔点(℃)   ＞220
  颜色   淡黄色   纤维数量(根/kg)   6亿～11亿
从表中可以看出，每公斤聚丙烯腈纤维的根数明显增加，将显著提高胶结料的粘性。
实施例1：
乳化沥青：BC-1型，满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)道路用乳化沥青技术要求。沥青用量为7.5％。
纤维：纤维为聚丙烯腈纤维，掺量为混合料总质量的0％。
填料：采用425#普通硅酸盐水泥，掺配量为3％。各项性能符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)之规定。
主骨料：砂，各项性能符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)之规定。
矿料级配情况为：
  筛孔(mm)   9.5   4.75   2.36   1.18   0.6   0.30   0.15   0.075
  通过率(％)   100   97.5   77.5   57.5   40.0   24.0   15.5   10
实施例2：
乳化沥青：BC-1型，满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)道路用乳化沥青技术要求。沥青用量为7.5％。
纤维：纤维为聚丙烯腈纤维，掺量为混合料总质量的0.10％。
填料：采用425#普通硅酸盐水泥，掺配量为3％。各项性能符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)之规定。
主骨料：砂，各项性能符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)之规定。
矿料级配情况为：
  筛孔(mm)   9.5   4.75   2.36   1.18   0.6   0.30   0.15   0.075
  通过率(％)   100   97.5   77.5   57.5   40.0   24.0   15.5   10
实施例3：
乳化沥青：BC-1型，满足《公路沥青路面施工技术规范》道路用乳化沥青技术要求。沥青用量为7.5％。
纤维：纤维为聚丙烯腈纤维，掺量为混合料总质量的0.15％。
填料：采用425#普通硅酸盐水泥，掺配量为3％。各项性能符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)之规定。
主骨料：砂，各项性能符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)之规定。
矿料级配情况为：
  筛孔(mm)   9.5   4.75   2.36   1.18   0.6   0.30   0.15   0.075
  通过率(％)   100   97.5   77.5   57.5   40.0   24.0   15.5   10
实施例4：
乳化沥青：BC-1型，满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)道路用乳化沥青技术要求。沥青用量为7.5％。
纤维：纤维为聚丙烯腈纤维，掺量为混合料总质量的0.20％。
填料：采用425#普通硅酸盐水泥，掺配量为3％。各项性能符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)之规定。
主骨料：砂，各项性能符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)之规定。
矿料级配情况为：
  筛孔(mm)   9.5   4.75   2.36   1.18   0.6   0.30   0.15   0.075
  通过率(％)   100   97.5   77.5   57.5   40.0   24.0   15.5   10
实施例5：
乳化沥青：BC-1型，满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)道路用乳化沥青技术要求。沥青用量为7.5％。
纤维：纤维为聚丙烯腈纤维，掺量为混合料总质量的0.25％。
填料：采用425#普通硅酸盐水泥，掺配量为3％。各项性能符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)之规定。
主骨料：砂，各项性能符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)之规定。
矿料级配情况为：
  筛孔(mm)   9.5   4.75   2.36   1.18   0.6   0.30   0.15   0.075
  通过率(％)   100   97.5   77.5   57.5   40.0   24.0   15.5   10
实施例6：
乳化沥青：BC-1型，满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)道路用乳化沥青技术要求。沥青用量为7.5％。
纤维：纤维为聚丙烯腈纤维，掺量为混合料总质量的0.30％。
填料：采用425#普通硅酸盐水泥，掺配量为3％。各项性能符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)之规定。
主骨料：砂，各项性能符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)之规定。
矿料级配情况为：
  筛孔(mm)   9.5   4.75   2.36   1.18   0.6   0.30   0.15   0.075
  通过率(％)   100   97.5   77.5   57.5   40.0   24.0   15.5   10
实施例7：
乳化沥青：BC-1型，满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)道路用乳化沥青技术要求。沥青用量为7.5％。
纤维：纤维为聚丙烯腈纤维，掺量为混合料总质量的0.35％。
填料：采用425#普通硅酸盐水泥，掺配量为3％。各项性能符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)之规定。
主骨料：砂，各项性能符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)之规定。
矿料级配情况为：
  筛孔(mm)   9.5   4.75   2.36   1.18   0.6   0.30   0.15   0.075
  通过率(％)   100   97.5   77.5   57.5   40.0   24.0   15.5   10
各实施例均按照前述制备方法生产，即可获得聚丙烯腈纤维增强稀浆封层。
7个实施例的性能比较如下：
不同纤维掺量对性能的影响
  序号   沥青用量％   纤维掺量％   磨耗值g/m2  抗弯拉强度Mpa  劈裂抗拉强度Mpa
  1   7.5   0   559.3  5.37  0.51
  2   7.5   0.10   493.5   6.58   0.69
  3   7.5   0.15   394.8   7.69   0.78
  4   7.5   0.20   263.2   8.23   0.82
  5   7.5   0.25   296.1   8.28   0.85
  6   7.5   0.30   329.0   8.01   0.78
  7   7.5   0.35   367.8   7.78   0.65
此表表明，当聚丙烯腈？纤维的掺量为0.15～0.30％时，磨耗值最低，纤维增强乳化沥青稀浆封层的实际抗滑性能、耐磨性能及抗冲击性能达到最好，同时其抗弯拉强度、劈裂抗拉强度达到最大值，因此这是最佳的纤维掺量范围。

Claims (2)

1.一种聚丙烯腈纤维增强乳化沥青稀浆封层，它由常规的乳化沥青稀浆封层与聚丙烯腈纤维组成，其中，聚丙烯腈纤维的含量为沥青稀浆混合料总重量的0.1～1.0％。
2.制备聚丙烯腈纤维增强乳化沥青稀浆封层的混合料的方法：
先将制备常规乳化沥青稀浆封层所需的集料与纤维进行均匀拌和，然后再加入乳化沥青、水、填料和添加剂，在稀浆封层搅拌机的拌和仓中搅拌均匀，即获得聚丙烯腈纤维增强乳化沥青稀浆封层的混合料。
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