CN102587249A - 一种添加聚丙烯腈纤维的开级配排水式磨耗层 - Google Patents

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姚立阳
刘富玲
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Abstract

本发明公开了一种通过添加聚丙烯腈纤维来增强开级配排水式磨耗层，它由常规的开级配排水式磨耗层与聚丙烯腈纤维组成，聚丙烯腈纤维的掺量为开级配排水式磨耗层混合料总重量的0.1~1.0%。本发明的聚丙烯腈纤维增强开级配排水式磨耗层具有优良的排水、防滑、降噪等功能，以及良好的高温抗车辙性能和抗水损害能力；聚丙烯腈纤维在开级配排水式磨耗层混合料中具有吸附、加筋、增粘、阻裂和增韧等作用，使得本发明聚丙烯腈纤维增强的开级配排水式磨耗层具有良好的排水、防滑、降噪等功能，以及良好的高温稳定性和水稳定性能。实施方法简单易行，直接利用现有设备直接制备，本发明聚丙烯腈纤维增强开级配排水式磨耗层混合料可用于各等级公路。

Description

一种添加聚丙烯腈纤维的开级配排水式磨耗层
技术领域
本发明涉及道路建设施工材料领域，具体为一种添加聚丙烯腈纤维来增强开级配排水式磨耗层。
背景技术
随着沥青路面技术的发展，路面正从使用型向功能型转化，路面的设计不仅要考虑使用的强度和耐久性要求，还必须考虑使用者的安全性和舒适性以及对周围环境的影响。开级配排水式磨耗层就是一种多功能的沥青混凝土路面。
开级配排水式磨耗层是一种具有透水、防滑、降噪等功能的沥青混合料。由于具有互通的空隙结构，空隙率高达15%~25%，雨水降落到路面后可以迅速下渗，因此雨天路表面不积水，而且路面的水膜也被消除，保证路面与车轮的良好接触，提高了轮胎与路面的附着力和摩擦力，可以降低由于雨天路面抗滑性能不足造成的交通事故。同时，可以减少溅水和喷雾，提高雨天行车的能见度。再者，高的空隙率使得开级配排水式磨耗层路面的吸声系数高，路面的降噪效果明显。但是近年来随着开级配排水式磨耗层路面使用的增加，认识到开级配排水式磨耗层为了保证高的设计空隙率，粗集料的用量较多，单纯依靠改性沥青或高粘沥青作为结合料，雨季极易出现水损害现象，高温季节抗车辙能力较低，耐久性差，降低了开级配排水式磨耗层沥青路面的使用性和功能性。
因此，为了进一步提高开级配排水式磨耗层路面的性能，使开级配排水式磨耗层路面的功能性能够得到充分发挥，近年来通过使用改性高粘沥青、添加新型材料等技术，使得开级配排水式磨耗层技术得到广泛应用。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明是提供一种多雨季节无水损害、高温季节不易软化、能抵抗永久变形、成型快、强度高、能满足大交通、重交通以及普通公路沥青路面需求的开级配排水式磨耗层技术。
一种添加聚丙烯腈纤维的开级配排水式磨耗层，由常规的开级配排水式磨耗层与聚丙烯腈纤维组成，聚丙烯腈纤维含量为开级配排水式磨耗层混合料总重量的0.1~1.0%。
制备一种添加聚丙烯腈纤维的开级配排水式磨耗层混合料的方法为：先将制备常规开级配排水式磨耗层混合料所用的粗集料、细集料和聚丙烯腈纤维进行均匀拌和，然后再加入高粘沥青或改性沥青以及填料，在开级配排水式磨耗层混合料搅拌机的拌和仓中搅拌均匀，即获得聚丙烯腈纤维增强开级配排水式磨耗层混合料。
积极有益效果：1）聚丙烯腈纤维能够吸附大量沥青，并提高结合料的粘结力，改善结合料与骨料之间的粘附性能，使得本发明的聚丙烯腈纤维增强开级配排水式磨耗层混合料具有较好的防水、抗水损坏性能，以及较好的高温抗车辙性能；2）实施方法简单易行，可利用原有的制备设备直接制备，不必增添新设备；3) 本发明的聚丙烯腈纤维增强开级配排水式磨耗层混合料可应用于各等级公路。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步的说明：
制备本发明所述的聚丙烯腈纤维增强开级配排水式磨耗层的设备，可以是普通的开级配排水式磨耗层设备。
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的性能：
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
密度（g/cm3） 1.18 熔点（℃） ＞220
颜色 淡黄色 纤维根数（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，这将显著提高胶结料的粘结能力。
实施例1
聚合物改性沥青：满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中聚合物改性沥青技术要求，油石比5%。
纤维：纤维为聚丙烯腈纤维，掺量为混合料总重量的0%。
填料：采用磨细的石灰石粉，掺量为4%，其各项性能满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的规定。
骨料：砂、石各项性能满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的规定。
矿料级配为：
实施例2
聚合物改性沥青：满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中聚合物改性沥青技术要求，油石比5%。
纤维：纤维为聚丙烯腈纤维，掺量为混合料总重量的0.10%
填料：采用磨细的石灰石粉，掺量为4%，其各项性能满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的规定。
骨料：砂、石各项性能满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的规定。
矿料级配为：
Figure 30221DEST_PATH_IMAGE002
实施例3
聚合物改性沥青：满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中聚合物改性沥青技术要求，油石比5%。
纤维：纤维为聚丙烯腈纤维，掺量为混合料总重量的0.15%。
填料：采用磨细的石灰石粉，掺量为4%，其各项性能满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的规定。
骨料：砂、石各项性能满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的规定。
 
矿料级配为：
Figure 759142DEST_PATH_IMAGE003
实施例4
聚合物改性沥青：满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中聚合物改性沥青技术要求，油石比5%。
纤维：纤维为聚丙烯腈纤维，掺量为混合料总重量的0.20%。
填料：采用磨细的石灰石粉，掺量为4%，其各项性能满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的规定。
骨料：砂、石各项性能满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的规定。
 
矿料级配为：
Figure 837957DEST_PATH_IMAGE004
实施例5
聚合物改性沥青：满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中聚合物改性沥青技术要求，油石比5%。
纤维：纤维为聚丙烯腈纤维，掺量为混合料总重量的0.25%。
填料：采用磨细的石灰石粉，掺量为4%，其各项性能满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的规定。
骨料：砂、石各项性能满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的规定。
 
矿料级配为：
Figure 335934DEST_PATH_IMAGE005
实施例6
聚合物改性沥青：满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中聚合物改性沥青技术要求，油石比5%。
纤维：纤维为聚丙烯腈纤维，掺量为混合料总重量的0.30%。
填料：采用磨细的石灰石粉，掺量为4%，其各项性能满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的规定。
骨料：砂、石各项性能满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的规定。
 
矿料级配为：
Figure 576423DEST_PATH_IMAGE006
实施例7
聚合物改性沥青：满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中聚合物改性沥青技术要求，油石比5%。
纤维：纤维为聚丙烯腈纤维，掺量为混合料总重量的0.35%。
填料：采用磨细的石灰石粉，掺量为4%，其各项性能满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的规定。
骨料：砂、石各项性能满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的规定。
 
矿料级配为：
实施例8
聚合物改性沥青：满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中聚合物改性沥青技术要求，油石比5%。
纤维：纤维为聚丙烯腈纤维，掺量为混合料总重量的0.40%。
填料：采用磨细的石灰石粉，掺量为4%，其各项性能满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的规定。
骨料：砂、石各项性能满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的规定。
 
矿料级配为：
Figure 409566DEST_PATH_IMAGE008
各实施实例均按照前述的制备方法进行生产，即可获得聚丙烯腈纤维增强的开级配排水式磨耗层混合料。
8个实施实例的主要性能比较如下：
Figure 762050DEST_PATH_IMAGE009
本发明的积极有益效果为：1）聚丙烯腈纤维能够吸附大量沥青，并提高结合料的粘结力，改善结合料与骨料之间的粘附性能，使得本发明的聚丙烯腈纤维增强开级配排水式磨耗层混合料具有较好的防水、抗水损坏性能，以及较好的高温抗车辙性能；2）实施方法简单易行，可利用原有的制备设备直接制备，不必增添新设备；3) 本发明的聚丙烯腈纤维增强开级配排水式磨耗层混合料可应用于各等级公路。
以上实施例仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围之内。

Claims (2)

1.一种添加聚丙烯腈纤维的开级配排水式磨耗层，由常规的开级配排水式磨耗层与聚丙烯腈纤维组成，其特征在于：聚丙烯腈纤维含量为开级配排水式磨耗层混合料总重量的0.1~1.0%。
2.根据权利要求1所述的一种添加聚丙烯腈纤维的开级配排水式磨耗层，其特征在于：制备添加聚丙烯腈纤维的开级配排水式磨耗层混合料的方法为：
先将制备常规开级配排水式磨耗层混合料所用的粗集料、细集料和聚丙烯腈纤维进行均匀拌和，然后再加入高粘沥青或改性沥青以及填料，在开级配排水式磨耗层混合料搅拌机的拌和仓中搅拌均匀，即获得聚丙烯腈纤维增强开级配排水式磨耗层混合料。
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