CN111056769A - 一种碳纤维沥青混合料 - Google Patents

一种碳纤维沥青混合料 Download PDF

Info

Publication number
CN111056769A
CN111056769A CN201911233509.XA CN201911233509A CN111056769A CN 111056769 A CN111056769 A CN 111056769A CN 201911233509 A CN201911233509 A CN 201911233509A CN 111056769 A CN111056769 A CN 111056769A
Authority
CN
China
Prior art keywords
asphalt
carbon fiber
asphalt mixture
fiber
mineral aggregate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911233509.XA
Other languages
English (en)
Inventor
赵小含
恩格博特·布斯
弗朗兹·威斯格博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Project Management Co Ltd
Wick Carbon Fiber Products Co Ltd
Original Assignee
China Project Management Co Ltd
Wick Carbon Fiber Products Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Project Management Co Ltd, Wick Carbon Fiber Products Co Ltd filed Critical China Project Management Co Ltd
Priority to CN201911233509.XA priority Critical patent/CN111056769A/zh
Publication of CN111056769A publication Critical patent/CN111056769A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02—Macromolecular compounds
    • C04B26/26—Bituminous materials, e.g. tar, pitch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0075—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种碳纤维沥青混合料，包括沥青、矿料和碳纤维，所述的沥青与矿料的质量比的百分数为4.44％，所述的碳纤维占总质量的0.1‑0.3％，以及一种碳纤维沥青混合料的制备方法，先加入石料，再加入碳纤维搅拌分散，然后加入沥青搅拌均匀，最后加入矿粉进行拌合均匀后出料。本发明与现有技术相比的优点在于：碳纤维以短针状加入混合到沥青中可以兼有其他种类纤维的优点，而又在较大程度上改善了其他抗车辙加入沥青混凝土后脆性增加、沥青路面寿命缩短、低温性能降低等弊端问题。

Description

一种碳纤维沥青混合料
技术领域
本发明涉及沥青领域，具体是指一种碳纤维沥青混合料。
背景技术
我国高速公路沥青路面早期车辙破坏问题，已成为影响我国高速公路健康发展的突出矛盾。不足之处主要表现在三个方面：一是损坏程度重，有的损坏不仅仅局限在沥青混合料表面层，而是连基层也发生损坏，不得不进行路面重建。二是损坏时间早，有的刚刚建成后1-2 年，就出现严重的损坏现象，个别路段通车当年就出现大面积的车辙损坏，远远达不到设计寿命。三是损坏范围宽，全国各地都不同程度地存在着路面过早损坏的问题。
沥青路面的永久变形主要是沥青路面各结构层在车辆荷载的作用下，在自身结构以及环境的影响下发生的不可恢复的变形。其最直接的表现形式就是路面表面车辙。车辙是指沿道路纵向在车轮集中通过的路面位置上出现的带状凹槽，他是路基和路面各结构层在荷载作用下塑性变形的累积。车辙深度同重复荷载的作用次数、荷载的大小、路面和路基各结构层材料的材料特性和材料组成以及所处的环境温度状况等因素有关。目前随着超载车辆的增多和渠化交通的形成，车辙已经成为公路沥青路面的主要病害，是导致沥青路面破坏的重要原因之一。
目前，高等级公路沥青路面在高温天气的车辙问题严重影响着行车舒适性甚至行车安全，利用纤维加筋混凝土是一种经济适用的抗车辙技术。纤维在沥青混凝土中主要起到以下几个方面的作用：
1)嵌挤作用
纤维在施工过程中由于高温的作用而软化,这些微粒在碾压过程中热成型,相当于具有高粘附性的单一粒径细集料填充嵌挤到了集料骨架中的空隙,增加了沥青混合料结构的骨架作用,加强了混合料之间的相互作用力,使混合料之间更加紧密,降低了成型路面的渗透性.同时增加了沥青混合料承受荷载的能力.
2)加筋作用
由于纤维中聚合物形成的微结晶区具有相当的劲度,它在拌和过程中部分拉丝成塑料纤维, 在集料骨架内搭桥交联而形成纤维加筋作用.由于聚合物纤维的存在,它在胶结料中形成网状, 加强了沥青矿粉胶结料体系相互作用和整体性.
3)变形恢复作用
纤维与沥青胶砂形成的玛蹄脂的弹性成分在较高温度时具有使路面的变形部分弹性恢复的功能,因而降低了成型沥青路面的永久变形.
公路工程中常用的加筋纤维有聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、玻璃纤维和矿物纤维等几类。其中玻璃纤维脆性较大，拌和困难，不易施工，而石棉矿物纤维污染环境且对人体有害目前应用较少。
碳纤维作为一种新型的纤维材料，可以兼有其他种类纤维的优点，而又在较大程度上改善了其他抗车辙加入沥青混凝土后脆性增加、沥青路面寿命缩短的弊端问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服以上技术缺陷，提供一种高性能、兼具其他种类纤维有点的一种碳纤维沥青混合料。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种碳纤维沥青混合料，包括沥青、矿料和碳纤维，所述的沥青与矿料的质量比的百分数为4.44％，所述的碳纤维占总质量的 0.1-0.3％。
作为改进，所述的沥青为SBS I-D型改性沥青。
作为改进，所述的矿料包括石料和矿粉。
一种碳纤维沥青混合料的制备方法，先加入石料，再加入碳纤维搅拌分散，然后加入沥青搅拌均匀，最后加入矿粉进行拌合均匀后出料。
作为改进，所述的碳纤维为风力发电机叶轮废弃的碳纤维复合材料，经过大功率600千瓦滚筒式研磨机加工而成，呈短针状。
作为改进，出料温度控制在170-180℃。
本发明与现有技术相比的优点在于：碳纤维以短针状加入混合到沥青中可以兼有其他种类纤维的优点，而又在较大程度上改善了其他抗车辙加入沥青混凝土后脆性增加、沥青路面寿命缩短、低温性能降低等弊端问题。
附图说明
图1是AC13配合比。
图2是沥青混合料马歇尔指标。
图3是沥青混合料抗车辙试验结果。
图4是不同种类纤维沥青混合料抗车辙能力对比。
图5是沥青混合料冻融劈裂试验结果。
图6是不同种类纤维沥青混合料水稳定性对比。
图7是沥青混合料小梁弯曲试验结果。
图8是不同种类纤维沥青混合料低温性能对比。
具体实施方式
结合附图所示，采用的是AC13级配，SBS I-D型改性沥青，油石比为4.44％，掺加0.1％的碳纤维。制备工艺为先加入石料，再加入碳纤维搅拌分散，然后加入沥青搅拌均匀，最后加入矿粉进行拌合，出料温度控制在175℃左右。
实施总结如下：
1)碳纤维同其他加筋类纤维相比，吸油率更低，强度更大，更易于分散，加筋效果显著，加入0.1％碳纤维后，SBS沥青混合料马歇尔稳定度显著提升；
2)碳纤维沥青混合料抗车辙能力优于类似物理表征的玄武岩矿物纤维混合料，弱于聚酯纤维及聚丙烯腈纤维混合料，说明碳纤维在混合料中主要起到的是加筋作用，团聚效果较弱；碳纤维只有0.1％的掺量，其高温稳定性还有很大的提升空间；
3)碳纤维沥青混合料的水稳定性与其他纤维沥青混合料相比，具有明显的优势，从数据中也可以发现，加筋效果越明显，纤维与胶结料以及石料共同组成的界面强度就越大，抗水损害能力就越强；
4)碳纤维沥青混合料的低温稳定性刚刚满足规范要求，比其他纤维沥青混合料要差。从总体上来看，加筋类纤维对沥青混合料的低温性能影响不大，而碳纤维虽然强度更高，但韧性稍显不足，就使沥青混合料在低温环境下更趋于脆性；
5)从制备及试验过程的主观感受来讲，碳纤维沥青混合料明显比普通改性沥青混合料整体性更好，试件刚度更大。

Claims (6)

1.一种碳纤维沥青混合料，其特征在于，包括沥青、矿料和碳纤维，所述的沥青与矿料的质量比的百分数为4.44％，所述的碳纤维占总质量的0.1-0.3％。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维沥青混合料，其特征在于：所述的沥青为SBS I-D型改性沥青。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维沥青混合料，其特征在于：所述的矿料包括石料和矿粉。
4.一种碳纤维沥青混合料的制备方法，其特征在于：先加入石料，再加入碳纤维搅拌分散，然后加入沥青搅拌均匀，最后加入矿粉进行拌合均匀后出料。
5.根据权利要求4所述的一种碳纤维沥青混合料的制备方法，其特征在于：所述的碳纤维为风力发电机叶轮废弃的碳纤维复合材料，经过大功率600千瓦滚筒式研磨机加工而成，呈短针状。
6.根据权利要求4所述的一种碳纤维沥青混合料的制备方法，其特征在于：出料温度控制在170-180℃。
CN201911233509.XA 2019-12-05 2019-12-05 一种碳纤维沥青混合料 Pending CN111056769A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911233509.XA CN111056769A (zh) 2019-12-05 2019-12-05 一种碳纤维沥青混合料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911233509.XA CN111056769A (zh) 2019-12-05 2019-12-05 一种碳纤维沥青混合料

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111056769A true CN111056769A (zh) 2020-04-24

Family

ID=70299659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911233509.XA Pending CN111056769A (zh) 2019-12-05 2019-12-05 一种碳纤维沥青混合料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111056769A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112374805A (zh) * 2020-11-16 2021-02-19 中交建冀交高速公路投资发展有限公司 一种碳纤维橡胶改性沥青混合料及其制备方法
CN114892469A (zh) * 2022-04-21 2022-08-12 东南大学 一种基于石墨烯混凝土的加热道路及其使用方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60180949A (ja) * 1984-02-29 1985-09-14 日瀝化学工業株式会社 舗装用セメント瀝青成形物
EP1375596A1 (en) * 2002-06-19 2004-01-02 Minebea Co., Ltd. Road paving material
CN102329104A (zh) * 2011-07-11 2012-01-25 江苏东交工程设计顾问有限公司 三相复合导电型抗冰冻沥青混合料及其制备方法
CN102745946A (zh) * 2012-08-03 2012-10-24 重庆市智翔铺道技术工程有限公司 一种沥青路面材料及其制备方法
CN106948234A (zh) * 2017-03-29 2017-07-14 长沙理工大学 一种新型调温沥青路面结构

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60180949A (ja) * 1984-02-29 1985-09-14 日瀝化学工業株式会社 舗装用セメント瀝青成形物
EP1375596A1 (en) * 2002-06-19 2004-01-02 Minebea Co., Ltd. Road paving material
CN102329104A (zh) * 2011-07-11 2012-01-25 江苏东交工程设计顾问有限公司 三相复合导电型抗冰冻沥青混合料及其制备方法
CN102745946A (zh) * 2012-08-03 2012-10-24 重庆市智翔铺道技术工程有限公司 一种沥青路面材料及其制备方法
CN106948234A (zh) * 2017-03-29 2017-07-14 长沙理工大学 一种新型调温沥青路面结构

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
R. CHERRINGTON: "Producer responsibility：Defining the incentive for recycling composite wind turbine blades in Europe", 《ENERGY POLICY》 *
冯新军: "PAN基碳纤维导电沥青混凝土的制备及性能", 《中国公路学报》 *
查旭东: "碳纤维导电SBS改性沥青混合料性能试验", 《长沙理工大学学报（自然科学版）》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112374805A (zh) * 2020-11-16 2021-02-19 中交建冀交高速公路投资发展有限公司 一种碳纤维橡胶改性沥青混合料及其制备方法
CN114892469A (zh) * 2022-04-21 2022-08-12 东南大学 一种基于石墨烯混凝土的加热道路及其使用方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100577736C (zh) 一种沥青路面调理养护剂及制备方法
CN101085871B (zh) 一种采用环氧树脂和橡胶粉改性的沥青
CN104402311B (zh) 一种胶粉改性沥青混合料及其制备方法
CN101781469A (zh) 聚合物复合改性沥青
CN107117871A (zh) 一种掺入短切玄武岩纤维ogfc‑13沥青混合料
CN107651887B (zh) 一种高模量橡胶沥青混合料及其制备方法
CN105801006B (zh) 用于重交通道路的沥青混合料及其制备方法
CN109354441A (zh) 一种寒区绿色环保透水沥青混合料及其制备方法
CN108947328B (zh) 一种基于废胶粉改性高粘沥青的钢渣透水沥青混合料
CN111170678A (zh) 一种聚氨酯为结合料的浇筑式混凝土及其制备方法
CN111056769A (zh) 一种碳纤维沥青混合料
CN107265926A (zh) 一种掺入北美孚玄武岩纤维透水沥青混合料
CN113527899A (zh) 一种浇注式改性沥青及浇注式改性沥青混凝土
CN102828455B (zh) 一种高性能级配碎石混合料及其制备方法
CN111747687A (zh) 一种修复型高速路面沥青混合料及其制备方法
KR102242826B1 (ko) 습식형 고성능 개질 아스팔트 바인더를 이용한 표층용 아스팔트 조성물
CN217324808U (zh) 一种长寿命宁静路面结构
KR20130078996A (ko) 보강섬유 및 이를 이용한 섬유보강 아스팔트 혼합물
CN112982081B (zh) 一种用于道路的高耐磨材料及其制备方法和应用
CN107759139A (zh) 高抗疲劳抗开裂透水沥青混合料及其制备方法
CN101161938A (zh) 聚丙烯腈纤维增强微表处
CN113605169A (zh) 一种灌入式半柔性复合抗车辙路面施工方法
CN109721287B (zh) 一种排水性特种沥青混合料及其制备方法
CN211815272U (zh) 一种防滑耐用隧道路面结构
CN112575641A (zh) 一种高模量抗车辙沥青路面结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200424

RJ01 Rejection of invention patent application after publication