CN103043952A - 一种利用剑麻纤维增强改性沥青制备沥青混合料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用剑麻纤维增强改性沥青制备沥青混合料的方法。将剑麻纤维粉碎，用NaOH溶液浸泡后用清水冲洗干净，烘干。按照沥青混合料总质量的0.2％、0.3％、0.4％和0.5％的4种质量比例掺加剑麻纤维，并在每一种剑麻纤维掺量下，分别按照沥青混合料0.2％-0.5％间隔0.1％的4种质量比例在170℃-180℃的温度下拌和制备成剑麻改性沥青混合料马歇尔试样，并通过马歇尔稳定度试验、谢伦堡沥青析漏试验、车辙试验、冻融劈裂试验确定剑麻的最佳掺量，以所确定的最佳剑麻掺量制备剑麻改性沥青混合料。本发明原料廉价易得、制备过程简单、加工成型方便、环境友好无毒，所制得剑麻纤维改性沥青混合料具有良好的热稳定性和强度等优点。

Description

一种利用剑麻纤维增强改性沥青制备沥青混合料的方法

技术领域

本发明涉及一种利用剑麻纤维增强改性沥青制备沥青混合料的方法。

背景技术

剑麻纤维，属于可再生资源，可自然降解，不会对环境构成污染，价格也比较低廉；剑麻纤维质地坚韧、富有弹性、拉伸强度大、耐磨擦、耐酸碱、耐海水腐蚀以及耐低温等多种优良性能，且能量吸收能力好、耐冲击强度高，无脆性断裂(对提高汽车的安全性很有利)。剑麻纤维在250℃的干拌温度下不变质，不发脆，可作为添加剂掺入到沥青混凝土中。剑麻纤维表面粗糙，有许多竖向条纹，这有利于增加剑麻纤维与沥青混凝土之间的接触面积，从而提高剑麻纤维在沥青混凝土当中的黏结能力，对路面的车辙、温缩、开裂、坑槽等早期破坏具有一定的抵抗作用，适宜于作为路面材料。而利用天然资源剑麻纤维增强改性沥青制备沥青混合料的方法目前未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用天然资源剑麻纤维增强改性沥青制备沥青混合料的方法。

具体步骤为：

1、剑麻纤维的预处理：

将剑麻纤维粉碎为长度5～20mm，用质量浓度为1％的NaOH溶液浸泡30min后用清水冲洗干净，烘干。

2、剑麻纤维最佳掺量的确定：

制备不同类型剑麻纤维改性沥青混合料时，相应的剑麻纤维掺量有所不同，按以下步骤确定：

(1)按照沥青混合料总质量的0.2％、0.3％、0.4％和0.5％的4种质量比例掺加剑麻纤维，0.2％、0.3％、0.4％和0.5％即为4种剑麻纤维掺量；并在每一种剑麻纤维掺量下，沥青按照3.5％-5.5％间隔0.5％共5种沥青油石比在170℃-180℃的温度下拌和制备成共20组沥青混合料马歇尔试样，每组试样5个，马歇尔试样的制备方法见《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》JTJ-052-2000；通过马歇尔稳定度试验测试每个试样的体积参数与力学参数，确定每种剑麻纤维掺量下的沥青最佳油石比，通过分析最佳油石比趋势首先去掉部分不合理的剑麻纤维掺量。

(2)将步骤(2)第1步剩下的剑麻纤维掺量，在其最佳油石比下进行沥青混合料谢伦堡沥青析漏试验，再去掉不满足谢伦堡沥青析漏要求的剑麻纤维掺量。

(3)将步骤(2)第2步剩下的剑麻纤维掺量，在其最佳油石比下进行车辙试验、冻融劈裂试验，最后去掉不满足要求的剑麻掺量；如果有几个均能满足要求的剑麻纤维掺量，则以最小的剑麻纤维掺量为确定的剑麻纤维最佳掺量。

3、剑麻纤维改性沥青混合料的制备：

将步骤(1)制得的剑麻纤维按步骤(2)第3步确定的最佳剑麻纤维掺量以及步骤(2)第1步确定的相应最佳油石比进行配料，按传统方法制备得剑麻纤维改性沥青混合料。

本发明利用天然资源剑麻纤维增强改性沥青制备沥青混合料具有原料廉价易得、制备过程简单、加工成型方便、环境友好无毒，所制得剑麻纤维改性沥青混合料具有良好的热稳定性和强度等优点，可广泛地应用高速公路和高等级公路的路面以及路面护理；对提高我国高速公路和高等级公路的质量以及对对我国经济的快速发展均有着重要的意义。

具体实施方式

实施例：

1、剑麻纤维的预处理：

将剑麻纤维粉碎为长度5～20mm，用质量浓度为1％的NaOH溶液浸泡30min后用清水冲洗干净，烘干。

2、剑麻纤维最佳掺量的确定：

剑麻纤维最佳掺量的确定由最佳油石比趋势比较、谢伦堡沥青析漏比较、路用性能验证三步组成；本实施例制备沥青混合料类型为AC-13采用集料级配见表1：

表1：选用级配表

(1)不同剑麻纤维掺量下的剑麻纤维改性沥青混合料最佳油石比趋势比较：

按照沥青混合料总质量的0.2％、0.3％、0.4％和0.5％的4种质量比例掺加剑麻纤维，0.2％、0.3％、0.4％和0.5％即为4种剑麻纤维掺量；并在每一种剑麻纤维掺量下，沥青按照3.5％-5.5％间隔0.5％共5种沥青油石比在170℃的温度下拌和制备成共20组沥青混合料马歇尔试样，每组试样5个，马歇尔试样的制备方法见《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》JTJ-052-2000。进行马歇尔试验，分析最佳油石比，试验结果见表2：

表2：不同剑麻纤维掺量下的最佳油石比

剑麻纤维掺量	0.2％	0.3％	0.4％	0.5％
					最佳油石比	4.90％	5.00％	5.10％	4.70％

可以发现随着剑麻纤维掺量在0.2％-0.4％区间增加，最佳油石比有逐渐上升的趋势，但当剑麻纤维掺量大于0.5％后，最佳油石比反而有下降的趋势，说明剑麻纤维掺量不宜大于0.5％，当大于0.5％时，剑麻纤维含量较高，部分剑麻纤维未与沥青形成胶浆就已作为一种填料填充进了集料的空隙当中，因此使得油石比反而下降了；因此剑麻纤维掺量宜在0.2％-0.4％之间。

(2)谢伦堡沥青析漏试验：

进行0.2％、0.3％和0.4％三个剑麻纤维掺量在最佳油石比下的沥青混合料谢伦堡沥青析漏试验，试验目的是否形成了较好的沥青胶浆，有无多余的自由沥青；析漏损失小于0.2％，则说明合格；试验表明，0.2％剑麻纤维掺量下的剑麻沥青胶浆的析漏损失大于0.2％；因此进一步缩小了剑麻纤维掺量的范围为0.3％-0.4％。

(3)剑麻纤维改性沥青混合料路用性能验证试验：

进行0.3％和0.4％两个剑麻纤维掺量在最佳油石比下的车辙试验和冻融劈裂试验；两个剑麻纤维掺量下的车辙试验和冻融劈裂试验结果均能满足规范要求，即确定0.3％作为最佳剑麻纤维掺量。

3、剑麻纤维改性沥青混合料的制备：

将步骤(1)制得的剑麻纤维以0.3％的剑麻纤维掺量以及5％的最佳油石比按传统方法制备得剑麻纤维改性沥青混合料。

Claims (1)

1.一种利用剑麻纤维增强改性沥青制备沥青混合料的方法，其特征在于具体步骤为： 

[1]剑麻纤维的预处理： 

将剑麻纤维粉碎为长度5～20mm，用质量浓度为1％的NaOH溶液浸泡30min后用清水冲洗干净，烘干； 

[2]剑麻纤维最佳掺量的确定： 

制备不同类型剑麻纤维改性沥青混合料时，相应的剑麻纤维掺量有所不同，按以下步骤确定： 

(1)按照沥青混合料总质量的0.2％、0.3％、0.4％和0.5％的4种质量比例掺加剑麻纤维，0.2％、0.3％、0.4％和0.5％即为4种剑麻纤维掺量；并在每一种剑麻纤维掺量下，沥青按照3.5％-5.5％间隔0.5％共5种沥青油石比在170℃-180℃的温度下拌和制备成共20组沥青混合料马歇尔试样，每组试样5个，马歇尔试样的制备方法见《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》JTJ-052-2000；通过马歇尔稳定度试验测试每个试样的体积参数与力学参数，确定每种剑麻纤维掺量下的最佳油石比，通过分析最佳油石比趋势首先去掉部分不合理的剑麻纤维掺量； 

(2)将步骤(2)第1步剩下的剑麻纤维掺量，在其最佳油石比下进行沥青混合料谢伦堡沥青析漏试验，再去掉不满足谢伦堡沥青析漏要求的剑麻纤维掺量； 

(3)将步骤(2)第2步剩下的剑麻纤维掺量，在其最佳油石比下进行车辙试验、冻融劈裂试验，最后去掉不满足要求的剑麻掺量；如果有几个均能满足要求的剑麻纤维掺量，则以最小的剑麻纤维掺量为确定的剑麻纤维最佳掺量； 

[3]剑麻纤维改性沥青混合料的制备： 

将步骤(1)制得的剑麻纤维按步骤(2)第3步确定的最佳剑麻纤维掺量以及步骤(2)第1步确定的相应最佳油石比进行配料，按传统方法制备得剑麻纤维改性沥青混合料。