本發(fā)明屬公路建筑材料研究領(lǐng)域，具體涉及一種摻入北美孚玄武巖纖維透水瀝青混合料。

背景技術(shù)：

隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，高速公路的交通路況呈現(xiàn)重載荷、高流量和渠道化明顯等特點(diǎn)，對(duì)瀝青路面的質(zhì)量要求越來越高。另外，冰凍災(zāi)害、高低溫周期交替及酸雨侵蝕等自然現(xiàn)象也會(huì)使瀝青路面出現(xiàn)大量的早期病害現(xiàn)象。由于瀝青材料具有高溫容易流淌、低溫容易變硬變脆且感溫性大等缺點(diǎn)，嚴(yán)重限制了瀝青材料在工程中的應(yīng)用，因此對(duì)瀝青進(jìn)行改性，提高瀝青的路用性能成為研究的緊迫任務(wù)。纖維改性劑因其對(duì)瀝青顯著的改性效果引起了科研工作者的廣泛關(guān)注，其中研究較多的有玄武巖纖維、木質(zhì)素纖維、聚酯纖維、玻璃纖維等。

透水瀝青混合料作為一種具有相互連通空隙的開級(jí)配瀝青混合料，以其顯著的透水、良好的抗滑性能和降低路面溫度的功能在國內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用。目前，中國已出臺(tái)了兩部有關(guān)透水路面路用性能要求規(guī)范，即《瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(jtgd50-2006)和《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(jtgf40-2004)。透水瀝青混合料的空隙率大于18％，雨水可以透過面表通過排水設(shè)施迅速排出路表減少路面積水，加強(qiáng)輪胎與路面的接觸，同時(shí)消除行車濺起的水霧，改善能見度，提高路面行車安全性；空隙率較大，使得路面具有粗糙的宏觀紋理，從而提高摩擦性能，使汽車在高速行駛時(shí)有較高的抗滑能力；

但與此同時(shí)，透水瀝青混合料在實(shí)際運(yùn)用中仍存在較多問題：耐久性較差，由于其空隙率大，所以容易受水的侵蝕，使瀝青膜老化，加速路面損壞；生產(chǎn)成本高，透水瀝青混合料采用高粘度改性瀝青，原材料成本高；拌制時(shí)間比普通瀝青混合料長，拌和溫度比普通瀝青混合料高，所以生產(chǎn)成本高；維護(hù)成本高，透水瀝青混合料夏季使用過程中受到車輛的荷載作用，容易產(chǎn)生車轍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種摻入北美孚玄武巖纖維透水瀝青混合料，通過向?yàn)r青混合料摻入適當(dāng)?shù)谋泵梨谛鋷r纖維，不僅可以提高水穩(wěn)定性，還可以提高抗高溫穩(wěn)定性，增強(qiáng)瀝青混合料的強(qiáng)度以及耐高溫和水穩(wěn)定的性能，既能長期處于陽光曝曬中，又能用于大雨天氣中，適用范圍廣，使用壽命長。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種摻入北美孚玄武巖纖維透水瀝青混合料，以質(zhì)量百分比計(jì)，所述混合料包括如下組分組成：sbs改性瀝青4.4％～4.7％、北美孚玄武巖纖維0.274％～0.29％、礦料93.1％～95.3％、hva高粘劑0.296％～0.4％。

進(jìn)一步的，礦料包括粗細(xì)集料和礦粉，其中，礦粉占礦料總質(zhì)量的2％；粗細(xì)集料中1#料、2#料、3#料與4#料分別占礦料總質(zhì)量的33％、47％、5.5％與12.5％；粗細(xì)集料材質(zhì)為玄武巖，礦粉為粒度為0.075mm以下磨細(xì)的石灰?guī)r。

進(jìn)一步的，北美孚玄武巖纖維占礦料總質(zhì)量的0.3％。

進(jìn)一步的，礦料和sbs改性瀝青的油石比為4.8％。

進(jìn)一步的，hva高粘劑和sbs改性瀝青的質(zhì)量比值為8:92。

進(jìn)一步的，所述的瀝青混合料采用ogfc-13骨架空隙結(jié)構(gòu)級(jí)配。

上述一種摻入北美孚玄武巖纖維透水瀝青混合料的制備方法，包括如下步驟：

(1)先將成品sbs改性瀝青在165±5℃烘箱中加熱至熔融狀態(tài)，保溫備用；

(2)分別于195±5℃下預(yù)加熱礦料中的粗細(xì)集料和礦粉6h以上；

(3)將拌合鍋加熱至拌合溫度170±5℃，先將預(yù)加熱后的粗細(xì)集料加入拌合鍋內(nèi)拌合15～18s，再摻入北美孚玄武巖纖維和hva高粘劑拌合90s，再加入步驟(1)保溫備用的sbs改性瀝青拌合90～95s，最后摻入預(yù)加熱后的礦粉拌合90～95s，制得所述的瀝青混合料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明通過在瀝青混合料中加入北美孚玄武巖纖維，來提高瀝青混合料的抗高溫穩(wěn)定性，和水穩(wěn)定性，無論是南方太陽的曝曬還是雨水沖刷，都不會(huì)破壞用本發(fā)明所述的混合料制成的路面，路面平整度好，而且能夠延長路面使用壽命。

(2)本發(fā)明所述的摻入北美孚玄武巖纖維透水瀝青混合料，使用經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的北美孚玄武巖纖維提高了性能，降低瀝青路面的造價(jià)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的一種摻入北美孚玄武巖纖維透水瀝青混合料做進(jìn)一步說明。

北美孚新材料科技有限公司生產(chǎn)的北美孚玄武巖礦物纖維,與其它纖維相比具有以下性能優(yōu)勢。

(1)比表面積大:纖維極細(xì),呈三維狀隨機(jī)交叉分布。在瀝青混合料中起吸附、穩(wěn)定、增黏和加筋作用。

(2)表面浸潤性好:與瀝青能很好地黏合?？纱_保對(duì)瀝青的加筋加強(qiáng)作用,也可作為瀝青的載體增大瀝青用量,防止瀝青流失。

(3)纖維分散性好:較其他國內(nèi)外同類產(chǎn)品和品牌的分散性好很多。能確保在不延長施工干拌時(shí)間、不改變生產(chǎn)節(jié)拍的前提下充分將纖維分散,使纖維在瀝青混合料中均勻分布,以保證最終的施工質(zhì)量。

(4)力學(xué)性能好:玄武巖礦物纖維的抗拉強(qiáng)度是鋼纖維的3倍,是聚合物纖維或植物纖維的3～10倍,彈性模量是聚合物纖維或植物纖維的3倍以上。玄武巖礦物纖維的摻入可增強(qiáng)瀝青混合料高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性,同時(shí)還可以提高瀝青混合料的彈性極限,延緩老化速度。

(5)工作溫度范圍大:玄武巖礦物纖維熔點(diǎn)為1500o℃,纖維性能不受瀝青混合料高溫拌和的任何影響。非常適應(yīng)各種高低溫工作環(huán)境下鋪筑的路面。

(6)化學(xué)穩(wěn)定性好:在瀝青混合料拌和時(shí),玄武巖礦物纖維不與瀝青發(fā)生化學(xué)反應(yīng),瀝青路面出現(xiàn)的酸或堿的工作環(huán)境對(duì)其無任何影響。

(7)水穩(wěn)定性好:玄武巖礦物纖維既不吸水又不怕潮,易于運(yùn)輸儲(chǔ)存。

(8)有利于瀝青混合料的再生利用及環(huán)境保護(hù):抗老化、不變質(zhì)、瀝青混合料可再生利用。

本發(fā)明的瀝青混合料采用ogfc-13骨架空隙結(jié)構(gòu)級(jí)配，集料與填料的整體級(jí)配范圍如下：

實(shí)施例1：

先將成品sbs改性瀝青在165℃烘箱中加熱至熔融狀態(tài)，保溫備用在195℃烘箱里預(yù)加熱11760g粗細(xì)集料和240g礦粉(粒度為0.075mm以下的石灰?guī)r)6h以上，將拌合鍋加熱至拌合溫度170℃，然后將預(yù)加熱后的11760g粗細(xì)集料(其中1#料、2#料、3#料與4#料的質(zhì)量分別為3960g、5640g、660g、1500g)加入拌合鍋拌合15s，摻入36g的北美孚玄武巖纖維和50.1g的hva高粘劑拌合90s，加入552g上述保溫備用的sbs改性瀝青拌合90s，摻入預(yù)加熱后的240g礦粉拌合90s，用輪碾成型機(jī)碾壓成型，制得所述的一種摻入北美孚玄武巖纖維透水瀝青混合料成型車轍板試件；,所述的瀝青混合料采用ogfc-13骨架空隙結(jié)構(gòu)級(jí)配；所述瀝青油石比為4.8％。

實(shí)施例2：

先將成品sbs改性瀝青在165℃烘箱中加熱至熔融狀態(tài)，保溫備用在195℃烘箱里預(yù)加熱3920g粗細(xì)集料和80g礦粉(粒度為0.075mm以下的石灰?guī)r)6h以上，將拌合鍋加熱至拌合溫度170℃，然后將預(yù)加熱后的3920g粗細(xì)集料(其中1#料、2#料、3#料與4#料的質(zhì)量分別為1320g、1880g、220g、500g)加入拌合鍋拌合15s，摻入12g的北美孚玄武巖纖維和16.7g的hva高粘劑拌合90s，加入192g上述保溫備用的sbs改性瀝青拌合90s，摻入預(yù)加熱后的80g礦粉拌合90s，采用擊實(shí)法制備馬歇爾試件，制得所述的一種摻入北美孚玄武巖纖維透水瀝青混合料成型馬歇爾試件,所述的瀝青混合料采用ogfc-13骨架空隙結(jié)構(gòu)級(jí)配；所述瀝青油石比為4.8％。

本發(fā)明實(shí)施例1-2所述的北美孚玄武巖纖維透水瀝青混合料(摻北美孚玄武巖纖維)與對(duì)比例1-2所述的其他類型瀝青混合料的車轍試驗(yàn)結(jié)果見表1，馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果見表2。

對(duì)比例1：

透水瀝青混合料(不摻入北美孚玄武巖纖維)是指瀝青混合料不摻入北美孚玄武巖纖維。不添加北美孚玄武巖纖維不影響混合料的配合比設(shè)計(jì)，在任何摻量下均不改變?yōu)r青混合料的級(jí)配，僅需根據(jù)實(shí)際需要對(duì)油石比進(jìn)行微調(diào)，其瀝青用量比加纖維時(shí)減少0.2％

上述sbs改性瀝青混合料的制備方法，包括如下步驟：

(1)先將成品sbs改性瀝青在165±5℃烘箱中加熱至熔融狀態(tài)，保溫備用；

(2)分別于195±5℃下預(yù)加熱礦料中的粗細(xì)集料和礦粉6h以上；

(3)將拌合鍋加熱至拌合溫度170±5℃，先將預(yù)加熱后的粗細(xì)集料加入拌合鍋內(nèi)拌合15-18s，再摻入hva高粘劑拌合90s，再加入步驟(1)保溫備用的sbs改性瀝青拌合90-95s，最后摻入預(yù)加熱后的礦粉拌合90-95s，制得所述的透水瀝青混合料。

對(duì)比例2：

透水瀝青混合料(摻入短切玄武巖纖維6mm)是指瀝青混合料摻入的短切玄武巖纖維為6mm。

上述改性瀝青混合料的制備方法，包括如下步驟：

(1)先將成品sbs改性瀝青在165±5℃烘箱中加熱至熔融狀態(tài)，保溫備用；

(2)分別于195±5℃下預(yù)加熱礦料中的粗細(xì)集料和礦粉6h以上；

(3)將拌合鍋加熱至拌合溫度170±5℃，先將預(yù)加熱后的粗細(xì)集料加入拌合鍋內(nèi)拌合15-18s，再摻入短切玄武巖纖維和hva高粘劑拌合90s，再加入步驟(1)保溫備用的sbs改性瀝青拌合90-95s，最后摻入預(yù)加熱后的礦粉拌合90-95s，制得所述的瀝青混合料。

表1不同透水瀝青混合料車轍試驗(yàn)結(jié)果

從表1可以看出，對(duì)比不同種混合料的高溫穩(wěn)定性能，都隨著摻入玄武巖纖維而提高，混合料的動(dòng)穩(wěn)定度排序依次為：透水瀝青混合料(摻北美孚玄武巖纖維)＞透水瀝青混合料(摻6mm短切玄武巖纖維)＞透水瀝青混合料(不摻入北美孚玄武巖纖維)總體來說，隨著玄武巖纖維的摻入，高溫性能有所提高，但北美孚玄武巖纖維的高溫性能更好且符合規(guī)范。

表2馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

從表2可以看出，對(duì)比不同種混合料的水穩(wěn)定性能，都隨著摻入玄武巖纖維而提高，混合料的穩(wěn)定度排序依次為：透水瀝青混合料(摻北美孚玄武巖纖維)＞透水瀝青混合料(摻6mm短切玄武巖纖維)＞透水瀝青混合料(不摻入北美孚玄武巖纖維)總體來說，隨著玄武巖纖維的摻入，水穩(wěn)定性能有所提高，但摻入北美孚玄武巖纖維的水穩(wěn)定更好且符合規(guī)范。

上面以舉例方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于上述具體實(shí)施例，凡基于本發(fā)明所做的任何改動(dòng)或變型均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。