CN104446159B - 一种竹纤维改性沥青混合料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种竹纤维改性沥青混合料的制备方法，该方法为：一、将竹纤维浸泡于碱溶液中碱处理0.5h～1.5h，清水洗净后烘干，然后剪切至长度为1mm～10mm；二、将剪切后的竹纤维加入到沥青混合料中，在温度为150℃～160℃的条件下搅拌均匀，得到竹纤维改性沥青混合料。本发明利用天然资源竹纤维制备的改性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，环境友好无毒的优点，制备得到的竹纤维改性沥青混合料具有良好的高低温性能和抗水损害性能，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中，对提高我国高速公路和高等级公路的质量以及对我国经济的快速发展均有着重要的意义。

Description

一种竹纤维改性沥青混合料的制备方法
技术领域
本发明属于道路沥青路面材料制备技术领域，具体涉及一种竹纤维改性沥青混合料的制备方法。
背景技术
随着我国经济持续快速发展，交通量日益增大，重载及超载车辆非常普遍，路面裂缝、车辙等病害时常出现，这对沥青路面的高低温性能提出了更高的要求。为了延长沥青路面的使用寿命，提高路面的服务质量，减少维修养护成本，采用有效的改性增强方法和手段以提高沥青混合料的使用品质势在必行。其中，对沥青混合料进行纤维改性时，纤维在其中起到良好的加筋和桥接作用，兼顾了沥青混合料的高低温及抗疲劳特性，提高了沥青路面的柔韧性，从而改善沥青胶浆以及沥青混合料的综合路用性能，提升沥青路面的使用品质。
我国是一个竹材资源很丰富的国家，竹子生长迅速，投资小见效快，有很高的经济效益，一方面，由于竹材的成材期为2～4年，而且为了有利于竹子的良好生长，在竹林中每年每公顷林地必须砍伐一定数量的竹子；另一方面，竹纤维产业的目前已经在纺织、复合材料等行业正逐步兴起，大量的竹加工废料也可重新制成竹纤维，为竹纤维复合材料提供丰富的原料，目前竹纤维应用于改性沥青混合料中的工艺并未见到报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种竹纤维改性沥青混合料的制备方法。该方法通过将碱处理后的竹纤维加入到沥青混合料中混合均匀对沥青混合料进行改性，能够有效提高沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种竹纤维改性沥青混合料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将竹纤维浸泡于碱溶液中碱处理0.5h～1.5h，将碱处理后的竹纤维用清水洗净后烘干，然后将烘干后的竹纤维剪切至长度为1mm～10mm；所述碱溶液的质量浓度为0.5％～1.5％；
步骤二、将步骤一中剪切后的竹纤维加入到沥青混合料中，在温度为150℃～160℃的条件下搅拌均匀，得到竹纤维改性沥青混合料；所述竹纤维的质量为沥青混合料质量的0.1％～0.4％，所述沥青混合料的油石比为5.0％～5.5％。
上述的一种竹纤维改性沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤一中所述碱溶液为氢氧化钠溶液或氨水溶液。
上述的一种竹纤维改性沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤一中所述碱处理的时间为0.5h～1h，碱溶液的质量浓度为0.5％～1％。
上述的一种竹纤维改性沥青混合料的制备方法，其特征在于，所述碱处理的时间为1h，碱溶液的质量浓度为1％。
上述的一种竹纤维改性沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤二中所述温度为155℃～160℃，所述竹纤维的质量为沥青混合料质量的0.2％～0.3％。
上述的一种竹纤维改性沥青混合料的制备方法，其特征在于，所述温度为155℃，所述竹纤维的质量为沥青混合料质量的0.25％。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的方法通过将碱处理后的竹纤维加入到沥青混合料中混合均匀对沥青混合料进行改性，能够有效提高沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性。
2、本发明中使用的竹纤维具有质地坚韧、拉伸强度大、耐磨擦、耐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，竹纤维横截面形态均是多边形不规则状，边缘均呈锯齿形，含有一些不规则的微孔及裂纹，这有利于增加纤维和沥青的粘附性，竹纤维在260℃以下不发生分解，200℃以下不变质，因此可以作为一种纤维掺加到沥青混合料中，竹纤维改性沥青混合料对路面的车辙、路面开裂、乱面水损坏等病害有一定抵抗作用，适宜作为一种新型路面材料。
3、本发明利用天然资源竹纤维制备的改性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、环境友好无毒的优点，制备得到的竹纤维改性沥青混合料具有良好的高低温性能和抗水损害性能，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中，对提高我国高速公路和高等级公路的质量以及对我国经济的快速发展均有着重要的意义。
下面通过实施例对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
本发明实施例中采用的沥青混合料的油石比为5.0％～5.5％，该油石比的沥青混合料按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ-052-2000)制备。
实施例1
本实施例一种竹纤维改性沥青混合料的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将竹纤维浸泡于碱溶液中碱处理1h，将碱处理后的竹纤维用清水洗净后烘干，然后将烘干后的竹纤维剪切至长度为3mm；所述碱溶液的质量浓度为1％；所述碱溶液为氢氧化钠溶液。
步骤二、将步骤一中剪切后的竹纤维加入到沥青混合料中，在温度为155℃的条件下搅拌均匀，得到竹纤维改性沥青混合料；所述竹纤维的质量为沥青混合料质量的0.25％，所述沥青混合料的油石比为5.3％。
实施例2
本实施例一种竹纤维改性沥青混合料的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将竹纤维浸泡于碱溶液中碱处理0.5h，将碱处理后的竹纤维用清水洗净后烘干，然后将烘干后的竹纤维剪切至长度为1mm；所述碱溶液的质量浓度为1％；所述碱溶液为氢氧化钠溶液。
步骤二、将步骤一中剪切后的竹纤维加入到沥青混合料中，在温度为160℃的条件下搅拌均匀，得到竹纤维改性沥青混合料；所述竹纤维的质量为沥青混合料质量的0.3％，所述沥青混合料的油石比为5.45％。
实施例3
本实施例一种竹纤维改性沥青混合料的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将竹纤维浸泡于碱溶液中碱处理1.5h，将碱处理后的竹纤维用清水洗净后烘干，然后将烘干后的竹纤维剪切至长度为10mm；所述碱溶液的质量浓度为0.5％；所述碱溶液为氨水溶液。
步骤二、将步骤一中剪切后的竹纤维加入到沥青混合料中，在温度为150℃的条件下搅拌均匀，得到竹纤维改性沥青混合料；所述竹纤维的质量为沥青混合料质量的0.1％，所述沥青混合料的油石比为5.0％。
实施例4
本实施例一种竹纤维改性沥青混合料的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将竹纤维浸泡于碱溶液中碱处理0.5h，将碱处理后的竹纤维用清水洗净后烘干，然后将烘干后的竹纤维剪切至长度为5mm；所述碱溶液的质量浓度为1.5％；所述碱溶液为氨水溶液。
步骤二、将步骤一中剪切后的竹纤维加入到沥青混合料中，在温度为160℃的条件下搅拌均匀，得到竹纤维改性沥青混合料；所述竹纤维的质量为沥青混合料质量的0.4％，所述沥青混合料的油石比为5.5％。
实施例5
本实施例一种竹纤维改性沥青混合料的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将竹纤维浸泡于碱溶液中碱处理0.75h，将碱处理后的竹纤维用清水洗净后烘干，然后将烘干后的竹纤维剪切至长度为6mm；所述碱溶液的质量浓度为0.75％；所述碱溶液为氢氧化钠溶液。
步骤二、将步骤一中剪切后的竹纤维加入到沥青混合料中，在温度为157℃的条件下搅拌均匀，得到竹纤维改性沥青混合料；所述竹纤维的质量为沥青混合料质量的0.2％，所述沥青混合料的油石比为5.25％。
性能测试
按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE-20-2011)的要求分别制备基质沥青混合料(油石比为4.8％)的车辙板试样和实施例1～5竹纤维改性沥青混合料的车辙板试样，测试不同车辙板试样的路用性能，
结果见表1。
表1
从表1中可看出，本发明实施例1～实施例5制备的竹纤维改性沥青混合料均满足《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004中关于沥青混合料路用性能的相关要求。相比较于未改性的基质沥青混合料，本发明各实施例制备的纤维改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性(冻融劈裂强度和残留稳定度)均有所提高，说明本发明制备的竹纤维改性沥青混合料具有优良的综合路用性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种竹纤维改性沥青混合料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将竹纤维浸泡于碱溶液中碱处理0.5h～1.5h，将碱处理后的竹纤维用清水洗净后烘干，然后将烘干后的竹纤维剪切至长度为1mm～10mm；所述碱溶液的质量浓度为0.5％～1.5％；所述碱溶液为氢氧化钠溶液或氨水溶液；
步骤二、将步骤一中剪切后的竹纤维加入到沥青混合料中，在温度为150℃～160℃的条件下搅拌均匀，得到竹纤维改性沥青混合料；所述竹纤维的质量为沥青混合料质量的0.1％～0.4％，所述沥青混合料的油石比为5.0％～5.5％。
2.按照权利要求1所述的一种竹纤维改性沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤一中所述碱处理的时间为0.5h～1h，碱溶液的质量浓度为0.5％～1％。
3.按照权利要求2所述的一种竹纤维改性沥青混合料的制备方法，其特征在于，所述碱处理的时间为1h，碱溶液的质量浓度为1％。
4.按照权利要求1所述的一种竹纤维改性沥青混合料的制备方法，其特征在于，步骤二中所述温度为155℃～160℃，所述竹纤维的质量为沥青混合料质量的0.2％～0.3％。
5.按照权利要求4所述的一种竹纤维改性沥青混合料的制备方法，其特征在于，所述温度为155℃，所述竹纤维的质量为沥青混合料质量的0.25％。
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