专利名称：一种水工沥青混凝土的制作方法
技术领域：
本发明涉及水工沥青混凝土领域，特别涉及的是应用于防渗的沥青混凝土结构中。
背景技术：
水工沥青混凝土对材料的各项性能要求严格，如对沥青混凝土的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性等要求较高，为了改善沥青混凝土的性能，人们又提出在沥青混凝土中添加纤维如玻璃纤维，以达到改善混合料性能的目的。传统的做法是在水工沥青混凝土中加入石棉纤维，但是，石棉纤维应用于水工沥青混凝土中存在着如下缺陷首先，石棉纤维不利用环保，在施工过程中对施工工人将造成极大的人体伤害；其次，从施工经验来看，掺入石棉后，混合物不易搅拌均匀，对水工沥青混凝土而言，其和易性将大受影响。目前，石棉纤维正在淡出沥青混凝土应用市场。
发明内容本发明的目的是提供一种简单、可靠的纤维沥青混凝土，对环境和人体无不利影响，并可改善水工沥青混凝土抗水损坏的性能。
一种纤维沥青混凝土，包括纤维和沥青混凝土，纤维为聚丙烯腈纤维，横截面形状为花生果状或圆形，纵向为平行圆柱形，长度为6毫米，细度为1.5～2.5分特。
上述聚丙烯腈纤维在沥青混凝土中的添加量为沥青混凝土重量的0.2～0.3％。
本发明的纤维沥青混凝土可用各种工艺生产制备，用常见的施工设备施工和养护方法来养护，能够延长水工沥青混凝土的使用寿命，改善混合料的抗变形能力，使得沥青混凝土具有更好的温度稳定性能，并可改善水工沥青混凝土抗水损坏的性能。对环境和人体无不利影响。
具体实施方式本发明提供的纤维沥青混凝土在水利工程中的应用范围，主要应用于防渗的沥青混凝土结构中，如沥青混凝土防渗面板等结构。
实施例1聚丙烯腈纤维水工沥青混凝土低温性能试验原料采用90#沥青，集料采用玄武岩，石灰石矿粉。聚丙烯腈纤维技术指标长度为6毫米，细度为1.5～2.5分特，强度高(抗拉强度在500Mpa以上)。
试验描述用小梁弯曲破坏试验来评价沥青混合料的低温性能。该方法使用的小梁试件尺寸为35*35*240mm，采用简支梁中心点加荷匀速方式进行试验，梁的简支跨径为150mm。目前规定的试验温度为-10℃，以破坏时小梁底面的最大弯拉应变作为控制指标。
试验结果表1沥青混凝土低温性能试验结果
实施例2沥青混凝土水稳试验原料采用AH-70号沥青，集料采用玄武岩，石灰石矿粉。聚丙烯腈纤维技术指标长度为6毫米，细度为1.5～2.5分特，强度高(抗拉强度在500Mpa以上)。
采用浸水马歇尔实验来评价混合料的水稳定性能，试件尺寸φ101.6mm×63.5mm，以60℃的水浸泡混合料48小时后的马歇尔稳定度与未浸泡的混合料相比较，即以马歇尔残余稳定度为混合料水稳性能的评价指标。
表2马歇尔残余稳定度实验结果对比
注级配1骨料粒径13mm，级配2骨料粒径16mm，级配3骨料粒径20mm。
实施例3沥青混凝土抗疲劳性试验原料采用AH-70号沥青，集料采用玄武岩，石灰石矿粉。聚丙烯腈纤维技术指标长度为6毫米，细度为1.5～2.5分特，强度高(抗拉强度在500Mpa以上)。
沥青混合料碾压成型为方形试件后切割成30cm×12.5cm×7.5cm的试板(保留粗糙表面)。加工好的试件要在室温下(25±3℃)冷却4h，然后放到自动沥青路面分析仪中，在试验温度下养护6h。利用自动沥青路面分析仪测试沥青混合料试件的疲劳性能，疲劳试验结果如表3所示。
表3沥青混凝土抗疲劳性试验结果
可见，掺加聚丙烯腈纤维后，混合料的疲劳寿命会明显增加，与不掺纤维相比提高208％。差别十分明显。
实施例4沥青混凝土抗剪试验沥青混合料在路面结构中产生车辙破坏，还可能表现为高温条件下抗剪强度不足或塑性变形过剩产生的推移现象，通常要求沥青混合料在高温时必须具有一定的抗剪强度和抵抗变形的能力。
采用普通沥青混合料与聚丙烯腈增强沥青混凝土进行对比试验，结果列于表4中。试验结果表明，掺加0.2％聚丙烯腈纤维混合料的抗剪强度高出普通沥青混合料35％，其粘聚力增加36％，内摩擦角也略有增加，高温条件下的力学性能明显好于普通沥青混合料。
表4 沥青混凝土抗剪试验结果
现就纤维沥青混合料的工作原理和作用作如下说明纤维在其中起如下作用(1)在沥青混合料中，纵横交错的纤维所吸附的沥青，增大了结构沥青的比例，减少了自由沥青，使沥青混合料的粘滞性增强，沥青软化点提高，有效地提高了高温稳定性。(2)加筋作用。在混合料中纤维是三维随机分布的，由于数量众多而且强度高，故分布极为广泛，对混合料的开裂起到阻滞作用，从而提高沥青混凝土结构的强度和裂纹自愈能力，减少裂缝的出现；(3)分散作用。如果没有纤维，用量颇大的沥青矿粉很可能成为胶团，不能均匀地分散在集料之间，使得沥青混凝土结构上将清楚地看见“油斑”存在，纤维可以使胶团适当分散；(4)增韧作用。由于纤维吸附沥青，能够增强沥青对集料颗粒的握裹力，通过油膜的粘结，提高集料之间的粘结力保证沥青混凝土结构的整体性而不易松散；(5)腈纶纤维的吸水性很差，水分子只是附着于其结构表面，从而避免了纤维膨胀而导致纤维与混合料分离，使结构不致松散变形。可以明显改善沥青混合料的水损害抵抗能力；(6)值得一提的是，加了化学腈纶纤维的沥青混合料可以回收利用，实现百分之百环保。
生产工艺生产纤维增强沥青混合料时，在干拌时(即)，时间只需在原来拌和的时间基础上增加10～15秒即可，目的是让纤维在混合料中充分分散，然后再加入热沥青油搅拌成沥青混合料，最后摊铺而成。
权利要求
1.一种纤维沥青混凝土，包括纤维和沥青混凝土，其特征是纤维为聚丙烯腈纤维，横截面形状为花生果状或圆形，纵向为平行圆柱形，长度为6毫米，细度为1.5～2.5分特。
2.根据权利要求1所述的纤维沥青混凝土，其特征是聚丙烯腈纤维的添加量为沥青混凝土重量的0.2～0.3％。
全文摘要
本发明公开了一种纤维沥青混凝土，包括纤维和沥青混凝土，纤维为聚丙烯腈纤维，横截面形状为花生果状或圆形，纵向为平行圆柱形，长度为6毫米，细度为1.5～2.5分特。聚丙烯腈纤维在沥青混凝土中的添加量为沥青混凝土重量的0.2～0.3％。本发明的纤维沥青混凝土可用各种工艺生产制备，用常见的施工设备施工和养护方法来养护，能够延长水工沥青混凝土的使用寿命，改善混合料的抗变形能力，使得沥青混凝土具有更好的温度稳定性能，并可改善水工沥青混凝土抗水损坏的性能。对环境和人体无不利影响。
文档编号C04B26/26GK101081725SQ200610085190
公开日2007年12月5日 申请日期2006年5月30日 优先权日2006年5月30日
发明者刘凤茹, 何唯平 申请人:深圳市海川实业股份有限公司, 深圳海川工程科技有限公司