(10)申请公布号 CN 102010151 A
(43)申请公布日 2011.04.13C N 102010151 A
*CN102010151A*
(21)申请号 201010528424.7
(22)申请日 2010.11.02
C04B 26/26(2006.01)
(71)申请人江苏省交通科学研究院股份有限公
司
地址211112 江苏省南京市水西门大街223
号
(72)发明人许建兵
(74)专利代理机构江苏致邦律师事务所 32230
代理人毛依星
(54)发明名称
(57)摘要
本发明涉及沥青混合料及其制作方法，目的
在于提供出一种成本低廉、性能高、技术指标高于
传统沥青混合料的性能的沥青混合料及其制作方
法。本发明的一个发明目的是这样实现的：一种
沥青混合料中还包括热塑性塑料纤维。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请
权利要求书 1 页 说明书 3 页
1.一种沥青混合料，其成分中包括沥青和矿质集料，其特征在于，所述沥青混合料中还包括热塑性塑料纤维。
2.根据权利要求1所述的沥青混合料，其特征是，所述热塑性塑料纤维的材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、尼龙、聚碳酸酯、聚氨酯、聚四氟乙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯。
3.根据权利要求1所述的沥青混合料，其特征是，所述沥青混合物中所述沥青用量比《沥青路面设计规范》附录C的基准用量按体积比少3%，矿质集料用量按照《沥青路面设计规范》的基准用量或比《沥青
路面设计规范》的基准用量按体积比少3%，热塑性塑料纤维掺量为沥青、矿质集料体积的2%。
4.根据权利要求1所述的沥青混合料，其特征是，所述沥青混合物中所述沥青用量按《沥青路面设计规范》基准用量，矿质集料用量比《沥青路面设计规范》的基准用量按体积比多3%。
5.根据权利要求1所述的沥青混合料，其特征是，所述沥青用量比《沥青路面设计规范》沥青用量少2.5%，矿质集料用量和《沥青路面设计规范》用量相同，热塑性塑料纤维掺量为沥青、矿质集料体积的2%。
6.根据权利要求1所述的沥青混合料，其特征是，所述热塑性塑料纤维的长度是矿质集料最大粒径的3~5倍，热塑性塑料纤维的直径为1.0毫米左右。
7.根据权利要求1所述的沥青混合料，其特征是，所述热塑性塑料纤维的长度是矿质集料最大粒径的2~3倍，直径为0.8毫米左右。
8.根据权利要求1所述的沥青混合料，其特征是，所述热塑性塑料纤维的长度是矿质集料最大粒径的1.5倍，热塑性塑料纤维的直径为0.5毫米左右。
9.一种沥青混合料制作方法，其特征是，该方法包括按以下步骤：
步骤1按掺量为沥青和矿质集料体积比的2%准备热塑性塑料纤维；
步骤2将矿质集料和热塑性塑料纤维在常温下进行拌和至均匀；
步骤3将沥青与拌和至均匀的矿质集料和热塑性塑料纤维混合料充分拌和，直至矿质集料和热塑性塑料纤维表面至完全覆盖无发白为止。
沥青混合料及其制作方法
技术领域
[0001] 本发明涉及公路交通领域，特别涉及一种路用沥青混合料及其制作方法。
背景技术
[0002] 在路面沥青混合料技术中，目前所用沥青混合材料多为传统的工艺和方法，以沥青作为胶结料，以矿质集料为骨料搅拌混合成碾压成适合车辆行驶的路面，为了提高沥青混合料的使用寿命和使用性能，现有的沥青混合料多集中在对沥青和矿质材料的性能上通过各种各样的手段来达到预定的目标，例如：对沥青进行改性，生成多种改性沥青，开发出一系列价格高昂的改性剂或对矿质材料的硬度和级配进行改变，生成密实型、间断型、悬浮型和各种高模量的新沥青混合料，以避免车辙、抗开裂、抗流变。提高沥青和矿质材料的粘附性，方法固然可用，但造价高，施工复杂，出新不易。[0003] 由于世界各国近年来对环境保护和交通工程的日益重视，有关沥青混合料的研究工作进展很快。世界上许多著名
公司、国家实验室、研究院所和大学院校都投入了相当的力量开展道路沥青混合料的研究，并成立研发机构。
[0004] 开发新的沥青混合料，技术关键在于从沥青混合料的组成成分不能局限于两种材料的组成，应当填加新的组成材料，使其与现有沥青混合料具有相似或相同的路用性能，甚至优于现有沥青混合料的各项技术指标，也不必改变现有施工工艺条件而实现即时替代，转型快速即时，经过大量分析以及长时间验证，添加符合规格的热塑性塑料纤维是最有可能成为替代沥青混合料的新型路用材料，并为探索新型路用材料提供广阔的前景。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供出一种成本低廉、性能高、技术指标高于传统沥青混合料的性能的沥青混合料及其制作方法。
[0006] 本发明的一个发明目的是这样实现的：一种沥青混合料，其成分中包括沥青和矿质集料，所述沥青混合料中还包括热塑性塑料纤维。
[0007] 聚合物经一定的机械加工（牵引、拉伸、定型等）后形成细而柔软的细丝，形成纤维。纤维具有弹性模量大，受力时形变小，强度高等特点。沥青中加入有机纤维，增加了沥青混合料的整体性、在同
样的行驶荷载下增加了沥青混合料的抗剪、抗压强度、抗拉强度、抗车辙能力提高、同样增加沥青混合料夏天抗流变、冬天抗开裂，延长沥青路面的使用寿命。采用工业化生产本发明的沥青中所需的热塑性塑料纤维，或把化纤厂的废料和回收的热塑性塑料制成纤维纤维作为路用材料，更可以改善和保护环境和生态。
[0008] 把热塑性塑料纤维加入沥青混合料中采用冷拌法施工，压实即可，这种方法和以往改变沥青混合料性能不同，以往多采用化学方法改善和提高沥青混合料性能，工艺复杂，代价较高，该方法采用物理的方法改变沥青混合料性能，代价低廉，容易掌握。
[0009] 所述热塑性塑料纤维与沥青有很好的粘附性，可以起不同程度的反应，这类反应有利于沥青混合料的性能，也可以不起反应。所述热塑性塑料纤维的材料包括聚乙烯（PE ）、聚丙烯（PP ）、聚苯乙烯（PS ）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA，）、聚氯乙烯（PVC ）、尼龙（Nylon )、聚碳酸酯（PC ）、聚氨酯（PU）、聚四氟乙烯（特富龙, PTFE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，PETE)等。
[0010] 作为本发明的进一步改进，所述沥青混合物中所述沥青用量比《沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）附录C（下简称《规范》）的基准用量按体积比少3%，矿质集料用量按照《规范》的基准用量或矿质集料用量比《规范》的基准用量按体积比少3%，热塑性塑料纤维掺量为沥青、矿质集料体积的2%。
[0011] 作为本发明的进一步改进，所述沥青混合物中所述沥青用量按《规范》基准用量，矿质集料用量比《规范》的基准用量按体积比多3%。
[0012] 作为本发明的进一步改进，所述沥青混合物中，所述沥青用量比《规范》沥青用量少2.5%，矿质集料用量和《规范》用量相同，热塑性塑料纤维掺量为沥青、矿质集料体积的2%。
[0013] 作为本发明的进一步改进，所述热塑性塑料纤维的长度是矿质集料最大粒径的3~5倍，太短发挥不了热塑性塑料纤维的抗拉强度，太长拌和不均。热塑性塑料纤维的直径为1.0毫米左右。单位体积内的热塑性塑料纤维数目减少。
[0014] 作为本发明的进一步改进，所述热塑性塑料纤维的长度是矿质集料最大粒径的2~3倍，直径为0.8毫米左右。
[0015] 作为本发明的进一步改进，所述热塑性塑料纤维的长度是矿质集料最大粒径的1.5倍，热塑性塑料纤维的直径为0.5毫米左右。使该混合料在与常规混合料达到相同路用性能技术指标时，具有更经济，更廉价的预期，实现经济效益的最大化。
[0016] 实现本发明的另一个发明目的的技术方案是：
沥青混合料制作方法，按以下步骤进行：
步骤1按掺量为沥青和矿质集料体积比的2%准备热塑性塑料纤维；
步骤2将矿质集料和热塑性塑料纤维在常温下进行拌和至均匀；
步骤3将沥青与拌和至均匀的矿质集料和热塑性塑料纤维混合料充分拌和，直至矿质集料和热塑性塑料纤维表面至完全覆盖无发白为止。
[0017] 上述步骤中关键是：
1、按初定配合比制备试件进行马歇尔试验，采用马歇尔试验的稳定度和流值作为评定高温稳定性的指标；采用沥青混合料线收缩系数试验测定的收缩应变作为评定低温抗裂性的指标; 采用马歇尔试验的空隙率(或饱水率)饱和度和残留稳定度指标和流值作为评定耐久性的指标，以此确定最佳沥青用量和加筋纤维的填加的最佳点。
[0018] 2、施工中三种材料不能一起拌和，会引起热塑性塑料纤维胶结成团，影响混合料应有作用。而且矿质集料和热塑性塑料纤维丝先行拌合才能保证质量。
[0019] 本发明的沥青混合物的技术指标的高温稳定性、低温抗裂性、耐久性、抗滑性、施工简易性及抗疲劳性能均与现行的沥青混合料相当甚至优于现行的沥青混合料。本发明在常规条件下施工即可，极易推广，以后实践中还可以进行温拌及热拌施工的试验。本发明能变废为宝，产生的经济及社会效益十分
巨大，可用于道路工程及其他土木
工程相关领域的应用。
具体实施方式
[0020] 下面结合实施例做进一步说明。
[0021] 本发明采用沥青、矿质集料、热塑性塑料纤维所占的比例，按照《沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）附录C（下简称《规范》）为基准比例折算而得，按此比例折算而得的配合比为初步配合比。
[0022] 实施例1
沥青混合料制作方法按<<；公路工程沥青及沥青混合料试验规程>>中击实法、轮碾法、静压法中任一适宜方法成试件，按以下步骤进行：
步骤1以《规范》为基准准备沥青混合物材料，其中沥青用量比《规范》沥青用量少3%，矿质集料用量和《规范》相同，按掺量为沥青和矿质集料体积比的2%准备聚乙烯纤维，聚乙烯纤维的长度是矿质集料最大粒径的3~5倍，直径为1.0毫米左右；
步骤2将矿质集料和热塑性塑料纤维在常温下进行拌和至均匀；
步骤3将沥青与拌和至均匀的矿质集料和热塑性塑料纤维混合料充分拌和，直至矿质集料和热塑性塑料纤维无发白为止。
[0023] 本实施例得到含沥青、矿质集料和聚乙烯纤维的沥青混合物，聚乙烯纤维的长度是矿质集料最大粒径的3~5倍，直径为1.0毫米左右。
[0024] 实施例2
本实施例与上例基本相同，不同之处在于步骤1中的沥青成分。
[0025] 步骤1以《规范》为基准准备沥青混合物材料，其中沥青用量和《规范》相同，矿质集料用量比《规范》沥青用量多3%，按掺量为沥青和矿质集料体积比的2%准备尼龙（Nylon )纤维，尼龙纤维的长度是矿质集料最大粒径的2~3倍，直径为0.8毫米左右。
[0026] 本实施例得到含沥青、矿质集料和尼龙纤维的沥青混合物，尼龙纤维的长度是矿质集料最大粒径的2~3倍，直径为0.8毫米左右。
[0027] 实施例3
本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于步骤1中的沥青成分。
[0028] 步骤1以《规范》为基准准备沥青混合物材料，其中沥青用量比《规范》沥青用量少2.5%，矿质集料用量和《规范》用量相同，按掺量为沥青和矿质集料体积比的2%准备聚四氟乙烯（特富龙, PTFE）纤维，聚四氟乙烯纤维的长度是矿质集料最大粒径的1.5倍，直径为0.5毫米左右。
[0029] 本实施例得到含沥青、矿质集料和聚四氟乙烯纤维的沥青混合物，聚四氟乙烯纤维的长度是矿质集料最大粒径的1.5倍，直径为0.5毫米左右。
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