專利名稱：條狀土工纖維的用途及纖維瀝青混凝土的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及城市道路工程施工領(lǐng)域，尤其涉浙青混凝土技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代交通對(duì)高等級(jí)公路浙青路面提出了更高的要求，經(jīng)過(guò)國(guó)外幾十年和國(guó)內(nèi)十幾年的高等級(jí)公路建設(shè)實(shí)踐，浙青路面普遍存在突出的工程問(wèn)題是路面的使用壽命不足和路面的早期損壞。目前，在改善和提高浙青混合料的路用性能方面主要有兩個(gè)大的研究方向和技術(shù)應(yīng)用一方面是改善礦質(zhì)混合料的級(jí)配來(lái)提高浙青混合料的高溫抗變形能力，如浙青瑪蹄脂碎石(SMA)結(jié)構(gòu)、多碎石(SAC)結(jié)構(gòu)、大粒徑浙青混凝土(LSAM)等；另一方面是通過(guò)改善浙青性能品質(zhì)來(lái)提高浙青混合料的粘聚力，增強(qiáng)抵抗變形能力，如SBS改性浙青、SBR改性浙青、PE改性浙青等。
近年來(lái)，在浙青混合料中加入纖維加筋材料以改善其整體的物理力學(xué)性能，也逐漸成為重要的研究應(yīng)用方向。浙青混合料中添加纖維加筋材料可以有效減緩裂縫發(fā)展速度，延長(zhǎng)路面使用壽命，顯著提高浙青混合料的高溫穩(wěn)定性能。目前國(guó)內(nèi)纖維混凝土的纖維加筋材料主要有博尼維(BoniFibers)纖維，又稱聚酯纖維。博尼維是1970年由美國(guó)DuPont (杜邦)公司的化學(xué)工程師Boni Martinez研制開(kāi)發(fā)的,這種纖維就以他的名字命名并由KAPEJO公司擁有該項(xiàng)專利。BoniFibers于1998年引進(jìn)中國(guó)，它是采用100%聚酯合成材料，經(jīng)獨(dú)特工藝加工而成的束狀合成纖維，具有強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，與浙青握裹力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，加入浙青混凝土中，經(jīng)攪拌可形成數(shù)量巨大的纖維單絲的立體分布，起到加筋和橋接的作用，有效的提高浙青混合料的力學(xué)性能，防止浙青混凝土的開(kāi)裂。首次在新疆高速公路、河北省石黃高速公路應(yīng)用，遼寧、吉林、黑龍江、山東等省份的省道、國(guó)道項(xiàng)目也進(jìn)行了應(yīng)用。博尼維直徑0. 02mm±0. 0025mm、長(zhǎng)度6. 35mm土 I. 58mm、比重
I.36±0. 04、自然色(白色)。但聚酯纖維博尼維因?yàn)榉浅＜?xì)，直徑只有0. 02mm±0. 0025mm，容易接團(tuán)，加之聚酯纖維與浙青料強(qiáng)大的粘性，使得聚酯纖維在浙青混合料中很不容易攪拌均勻，導(dǎo)致聚合物纖維浙青混凝土的力學(xué)性能無(wú)法達(dá)到預(yù)期的效果，這大大限制了聚酯纖維混凝土在工程建設(shè)中的應(yīng)用。此外目前玻璃及其他纖維土工格柵目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于公路的施工中，纖維土工格柵為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并且是分層鋪設(shè)在路面上，對(duì)路面鋪強(qiáng)的效果不是很明顯，且成本很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對(duì)聚合物纖維存在的直徑太細(xì)、不容易攪拌均勻、容易結(jié)團(tuán)等缺點(diǎn)，提出的一種新型的纖維加筋材料，與浙青混合料一起攪拌形成一種新型的纖維浙青混凝土，能夠以廣泛應(yīng)用道路工程的施工建設(shè)中去。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
在浙青混合料中加入占其重量0. 2%-0. 5%的條狀土工纖維，攪拌均勻得到纖維浙青混凝土 ；條狀土工纖維為主干為條狀的玻璃纖維束或滌綸束，其長(zhǎng)度為60-80_，橫截面尺寸為2-6_。即本發(fā)明中土工纖維為條狀并且是作為纖維加筋材料直接混合在浙青混合料中，其中的橫 截面尺寸是指橫截面中距離最長(zhǎng)的兩點(diǎn)的尺寸，比如若橫截面為圓形，其截面尺寸即為直徑，若截面為矩形，其截面尺寸即對(duì)角線的長(zhǎng)度。為了提高加筋效果，條狀土工纖維的主干上設(shè)有凸起的連續(xù)單元結(jié)構(gòu)，連續(xù)單元可以為球形、螺旋形、圓環(huán)形(也可以稱為圓片形)或樹(shù)枝形。其中球形、螺旋形以及圓環(huán)形條狀土工纖維優(yōu)選用于加入到路面上面層和/或中面層的浙青混合料中制備浙青混凝土，所加入的浙青混合料的的規(guī)格優(yōu)選為AC-131C-16 ;而樹(shù)枝形(包括直枝形和斜枝形)條狀土工纖維優(yōu)選用于加入到路面中面層和/或下面層的浙青混合料中制備浙青混凝土，其所加入的浙青混合料的的規(guī)格優(yōu)選為AC-2(TAC-25。以下提供幾種具體尺寸的條狀土工纖維
1、球形、螺旋形條狀土工纖維的主干橫截面為直徑2-4_的圓形，球形、螺旋形連續(xù)單元的外徑為4-6mm ；
2、圓環(huán)形條狀土工纖維的主干橫截面為寬度5_、厚度3_的矩形，圓環(huán)形連續(xù)單元的厚度為3mm、夕卜徑為12mm、內(nèi)徑為6mm ；
3、樹(shù)枝形條狀土工纖維的主干橫截面為直徑4_的圓形，樹(shù)枝形連續(xù)單元的分支直徑為2mm、分支長(zhǎng)度為10mm。設(shè)有各種連續(xù)單元的條狀土工纖維由玻璃纖維用經(jīng)編機(jī)編織而成，或者由經(jīng)編滌綸定向編織而成，與傳統(tǒng)的聚酯纖維浙青混凝土相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
(I)可以根據(jù)浙青混合料的規(guī)格選擇不同材質(zhì)、不同形狀的條狀土工纖維，更有利條形纖維和浙青混合料的粘結(jié),從而達(dá)到改善浙青混凝土高溫穩(wěn)定性、抗裂性、抗轍槽能力，可以有效減緩裂縫發(fā)展速度，延長(zhǎng)路面使用壽命。(2)與原有的聚酯纖維相比，土工條狀纖維尺寸較大，浙青混合料攪拌時(shí)不容易結(jié)團(tuán)，容易攪拌均勻，從而形成較均勻的纖維浙青混合料，條形纖維在路面結(jié)構(gòu)能夠更好地發(fā)揮作用，可以廣泛應(yīng)用道路工程的施工建設(shè)中去。(3)條狀土工纖維的加工工藝類(lèi)似于土工格柵的加工工藝，工藝簡(jiǎn)單、質(zhì)量容易控制，便于在全國(guó)范圍推廣應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)纖維浙青混凝土的又一次技術(shù)變革。


圖I是無(wú)連續(xù)單元的條狀土工纖維示意 圖2為球型條狀土工纖維示意 圖3螺旋型條狀土工纖維示意 圖4圓環(huán)(片)型條狀土工纖維示意 圖5是圖4的仰視(或俯視) 圖6直枝型條狀土工纖維示意 圖7斜枝型條狀土工纖維示意 其中尺寸數(shù)據(jù)的單位均為毫米mm。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不作為本發(fā)明的限定。本發(fā)明的條狀土工纖維由玻璃纖維用經(jīng)編機(jī)編織，或者由經(jīng)編滌綸定向編織而成，具體包括無(wú)連續(xù)單元型以及連續(xù)單元型，連續(xù)單元型包括球形、螺旋形、圓環(huán)形、直枝形和斜枝形五種型式。實(shí)施例I
參見(jiàn)圖1，一種適用于路面上面層和中面層纖維浙青混凝土，其浙青混合料的的規(guī)格為AC-13 AC-16，條狀土工纖維長(zhǎng)度60-80mm，直徑2_4mm (無(wú)連續(xù)單元型)，將條狀土工纖維添加到浙青混合料的攪拌鍋中，與浙青混合料一起攪拌均勻即得到纖維浙青混凝土，其中其中條狀土工纖維的摻量為浙青混合料總質(zhì)量的0. 2%-0. 5%，浙青混合料的干拌時(shí)間不少于 17s。實(shí)施例2
參見(jiàn)圖1，一種適用于路面中面層和下面層纖維浙青混凝土，其浙青混合料的的規(guī)格為AC-2(TAC-25，條狀土工纖維長(zhǎng)度60-80mm，直徑4_6mm (無(wú)連續(xù)單元型)，將條狀土工纖維添加到浙青混合料的攪拌鍋中，與浙青混合料一起攪拌均勻即得到纖維浙青混凝土，其中其中條狀土工纖維的摻量為浙青混合料總質(zhì)量的0. 2%-0. 5%，浙青混合料的干拌時(shí)間不少于17s。實(shí)施例3
參見(jiàn)圖3-5，一種適用于骨料較細(xì)的路面上面層和中面層的浙青混凝土，其浙青混合料的的規(guī)格為AC-131C-16，條狀土工纖維選擇圖2所示的圓球形、圖3所示的螺旋形條狀土工纖維或者圖4-5所示的圓環(huán)形的條狀土工纖維，具體尺寸數(shù)據(jù)見(jiàn)圖。將上述任一條狀土工纖維添加到浙青混合料的攪拌鍋中，與浙青混合料一起攪拌均勻即得到纖維浙青混凝土，其中其中條狀土工纖維的摻量為浙青混合料總質(zhì)量的0. 2%-0. 5%，浙青混合料的干拌時(shí)間不少于17s。實(shí)施例4
參見(jiàn)圖6-7，一種適用于骨料尺寸較大的路面中面層和下面層的浙青混合料，其浙青混合料的的規(guī)格為AC-2(TAC-25，條狀土工纖維選擇圖6所示的直枝形或者圖7所示的斜枝形的條狀土工纖維，具體尺寸見(jiàn)圖。將條狀土工纖維添加到浙青混合料的攪拌鍋中，與浙青混合料一起攪拌均勻即得到纖維浙青混凝土，其中其中條狀土工纖維的摻量為浙青混合料總質(zhì)量的0. 2%-0. 5%，浙青混合料的干拌時(shí)間不少于17s。將浙青混合料AC-13 AC-16、AC-2(TAC-25以及實(shí)施例1_4制備的纖維浙青混凝土通過(guò)以下組合方式鋪設(shè)混凝土路面1-6。
權(quán)利要求
1.一種條狀土工纖維的用途，其特征在于用于制備浙青混凝土 ；所述的條狀土工纖維為主干為條狀的玻璃纖維束或滌綸束，其長(zhǎng)度為60-80mm，橫截面尺寸為2_6mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的條狀土工纖維的用途，其特征在于所述的條狀土工纖維的主干上設(shè)有凸起的連續(xù)單元結(jié)構(gòu)，所述的連續(xù)單元為球形、螺旋形、圓環(huán)形或樹(shù)枝形；所述的球形、螺旋形以及圓環(huán)形條狀土工纖維用于加入到路面上面層和/或中面層的浙青混合料中制備浙青混凝土，所述的樹(shù)枝形用于加入到的路面中面層和/或下面層的浙青混合料中制備浙青混凝土。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的條狀土工纖維的用途，其特征在于所述上面層和中面層的浙青混合料的規(guī)格為AC-131C-16 ;所述中面層和下面層的浙青混合料的規(guī)格為AC-2(TAC-25。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的條狀土工纖維的用途，其特征在于根據(jù)權(quán)利要求2所述的條狀土工纖維的用途，其特征在于所述球形、螺旋形條狀土工纖維的主干橫截面為直徑2-4mm的圓形,球形、螺旋形連續(xù)單元的外徑為4_6_ ;所述圓環(huán)形條狀土工纖維的主干橫截面為寬度5mm、厚度3mm的矩形，圓環(huán)形連續(xù)單元的厚度為3mm、外徑為12mm、內(nèi)徑為6mm ；所述樹(shù)枝形條狀土工纖維的主干橫截面為直徑4_的圓形，樹(shù)枝形連續(xù)單元的分支直徑為2mm、分支長(zhǎng)度為10mm。
5.一種纖維浙青混凝土的制備方法，其特征在于在浙青混合料中加入占其重量0.2%-0. 5%的條狀土工纖維，攪拌均勻得到纖維浙青混凝土 ；所述的條狀土工纖維為主干為條狀的玻璃纖維束或滌綸束，其長(zhǎng)度為60-80mm，橫截面尺寸為2_6mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的纖維浙青混凝土的制備方法，其特征在于所述的條狀土工纖維上設(shè)有連續(xù)單元結(jié)構(gòu)，所述的連續(xù)單元為球形、螺旋形、圓環(huán)形或樹(shù)枝形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的纖維浙青混凝土的制備方法，其特征在于所述球形、螺旋形以 及圓環(huán)形條狀土工纖維所加入的浙青混合料的規(guī)格為AC-131C-16 ;所述球形、螺旋形條狀土工纖維的主干橫截面為直徑2-4_的圓形,球形、螺旋形連續(xù)單元的外徑為4-6_ ；所述圓環(huán)形條狀土工纖維的主干橫截面為寬度5_、厚度3_的矩形，圓環(huán)形連續(xù)單元的厚度為3mm、夕卜徑為12mm、內(nèi)徑為6mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的纖維浙青混凝土的制備方法，其特征在于所述的樹(shù)枝形條狀土工纖維所加入的浙青混合料的的規(guī)格為AC-2(TAC-25 ;所述樹(shù)枝形條狀土工纖維的主干橫截面為直徑4_的圓形，樹(shù)枝形連續(xù)單元的分支直徑為2_、分支長(zhǎng)度為10_。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或8所述的纖維浙青混凝土的制備方法，其特征在于所述的樹(shù)枝形條狀土工纖維包括直枝形和斜枝形條狀土工纖維。
10.根據(jù)5-8任一權(quán)利要求所述的纖維浙青混凝土的制備方法，其特征在于所述的玻璃纖維束由玻璃纖維用經(jīng)編機(jī)編織而成，滌綸束由經(jīng)編滌綸定向編織而成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種條狀土工纖維的用途及纖維瀝青混凝土的制備方法，即由玻璃纖維或者滌綸編織而成的不同形狀的條狀土工纖維，然后作為纖維加筋材料加入到普通的瀝青混合料中，攪拌均后得到新型的纖維瀝青混凝土，從而達(dá)到改善瀝青混凝土高溫穩(wěn)定性、抗裂性、抗轍槽能力，能夠有效減緩裂縫發(fā)展速度，延長(zhǎng)路面使用壽命。
文檔編號(hào)C04B26/26GK102733283SQ20121023495
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者劉雙珉, 劉德芳, 劉鋒杰, 李春暉, 王為凱 申請(qǐng)人:科達(dá)集團(tuán)股份有限公司