一种纤维沥青混凝土及其制备工艺的制作方法

本申请涉及沥青混凝土的领域，尤其是涉及一种纤维沥青混凝土及其制备工艺。

背景技术：

1、我国公路建设迅猛发展的当下，公路建设的路面材料选择对延长路面和公路使用寿命、提高行车安全性影响重大。现阶段路面材料多选择水泥混凝土或沥青混凝土。其中，沥青混凝土路面材料因具有良好的耐磨耗性、防滑性、防腐蚀性、降噪性以及施工和修复便捷，抢占了90％以上高等级公路路面材料的市场份额。

2、在我国冬季最低温度低于20℃的寒冷地区，降雪后积雪能达到5cm以上，部分地区积雪深度达到10cm以上，因积雪面积大、积雪深度深，公路清雪工作量大，清雪耗时长，对当地的交通带来了不利影响。

3、相关技术中，将融雪剂添加到沥青混凝土中，得到自融雪沥青混凝土，有效地提高了公路清雪的效率。但融雪剂中的氯离子会渗入沥青材料的分子结构中，导致沥青材料的粘附性降低，并最终丧失粘结力,使沥青薄膜从集料的表面脱落下来,沥青混合料松散、离析,进而使沥青路面出现坑洞、车辙、挤压变形等破坏现象，缩短了沥青路面的使用寿命。

技术实现思路

1、为了提高寒冷地区沥青混凝土路面的融雪能力，同时延长沥青混凝土路面的使用寿命，本申请提供一种纤维沥青混凝土及其制备工艺。

2、第一方面，本申请提供的一种纤维沥青混凝土采用如下的技术方案：

3、一种纤维沥青混凝土括以下重量份的原料：改性沥青38-76份；水泥18-45份；改性集料146-168份；融雪剂3-9份；改性纤维1-4份；分散剂2.5-3.5份；所述改性沥青包括基质沥青和橡胶沥青，所述基质沥青与橡胶沥青重量比为(9-28)：10。

4、通过采用上述技术方案，融雪剂的使用，提高了寒冷地区沥青混凝土路面的融雪能力；橡胶沥青抗盐侵蚀的能力强于基质沥青，掺杂橡胶沥青后，纤维沥青混凝土的抗融雪剂侵蚀的能力，纤维沥青混凝土路面不易因融雪剂中氯离子的存在，出现坑洞、车辙和挤压变形破坏，延长了纤维沥青混凝土路面的使用寿命。

5、可选的，所述改性集料的制备原料包括集料和抗盐剂，所述集料与抗盐剂的重量比为(60-70)：3。

6、通过采用上述技术方案，融雪剂中的盐类物质会对集料产生腐蚀作用,加速集料的破损和松散,降低了沥青路面的耐久性和使用性能。使用抗盐剂对集料进行处理，提高了集料抗盐能力，延长了沥青混凝土路面的使用寿命。

7、可选的，所述抗盐剂选自阳离子氯丁橡胶乳液。

8、通过采用上述技术方案，阳离子氯丁橡胶乳液沾附在集料颗粒的表面，阻挡氯离子向集料颗粒内渗透，提高了集料抗盐能力，从而延长了沥青混凝土路面的使用寿命。阳离子氯丁橡胶乳液与橡胶沥青相容，提高了沥青颗粒与集料颗粒的粘结强度，从而提高了纤维沥青混凝土的稳定性和抗压强度，进而延长了沥青混凝土路面的使用寿命。

9、可选的，所述改性纤维为以碳纤维为阳极，使用电化学氧化法处理得到的纤维。

10、通过采用上述技术方案，电化学氧化法处理后，碳纤维表面生成大分子直连，表现呈现阴离子型。改性纤维与阳离子氯丁橡胶乳液配合使用，提高了改性纤维与改性沥青的粘结强度，便于改性纤维发挥作用，提高纤维沥青混凝土的抗压强度，减小了纤维沥青混凝土裂缝产生的概率，从而延长了纤维沥青混凝土路面的使用寿命。

11、可选的，所述改性纤维的制备包括以下步骤：以碳纤维为阳极，将苯乙烯加入到电解液中，使碳纤维表面表现为阴离子型，即得改性纤维。

12、通过采用上述技术方案，在电化学氧化法处理后，碳纤维表面生成聚合物大分子链，提高了改性纤维的表面活性和表面粗糙度，减小了改性纤维抽离的概率，提高了纤维沥青混凝土的抗拉和抗劈裂性能；同时改性纤维表面的聚合物分子链与阳离子氯丁橡胶乳液形成的膜结构配合，提高了改性纤维与集料的粘结强度，提高了纤维沥青混凝土的稳定性和抗压强度，从而延长了纤维沥青混凝土路面的使用寿命。

13、可选的，所述分散剂选自偶氮二甲基吡啶盐。

14、通过采用上述技术方案，偶氮二甲基吡啶盐作为分散剂，提高了纤维沥青混凝土中各组分的分散均匀性。在纤维沥青混凝土加热搅拌时，偶氮二甲几吡啶盐作为苯乙烯与阳离子氯丁橡胶的引发剂，在改性纤维与集料之间形成粘性的加长分子链的高分子聚合物，提高了改性纤维与集料的粘结强度，提高了纤维沥青混凝土的抗压强度和抗裂性能。

15、可选的，所述抗冻剂选自苯乙烯-丁二烯共聚物。

16、通过采用上述技术方案，融雪剂融化的水分进入沥青后，侵蚀纤维沥青混凝土；苯乙烯-丁二烯共聚物与橡胶沥青中橡胶份以及纤维形成三维的网络结构，提高了纤维沥青混凝土的弹性，从而提高了纤维沥青混凝土的抗水性能和耐低温性能。

17、第二方面，本申请提供的一种纤维沥青混凝土的制备方法采用如下的技术方案：

18、一种纤维沥青混凝土的制备方法包括以下步骤：

19、s1、制备改性沥青；

20、s2、制备改性集料；

21、s3、制备改性纤维；

22、s4、将改性沥青、水泥、改性集料、融雪剂、改性纤维和分散剂按照配比混合均匀，搅拌温度为175-185℃，搅拌时间1-3min通过采用上述技术方案，。

23、通过采用上述技术方案，通过对沥青、集料和纤维的改性，提高上述三者对融雪剂中氯离子的抵抗能力，在改性沥青、水泥、改性集料、融雪剂、改性纤维、抗冻剂和分散剂混合后得到的纤维沥青混凝土不易松散、离析，延长了纤维沥青混凝土路面的使用寿命。

24、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

25、1.将融雪剂添加到沥青混凝土中，得到自融雪的沥青混凝土，有效地提高了公路清雪的效率；改性沥青由基质沥青与橡胶沥青混合而成，提高了改性沥青抗盐侵蚀的能力；改性集料表面形成阳离子氯丁橡胶膜，氯离子不易改性沥青和改性集料，降低了纤维沥青混合料松散、离析的概率，延长了沥青混凝土路面的使用寿命；

26、2.改性纤维表面表现为阴离子型，改性集料表面呈现阳离子型，便于改性纤维与改性集料化学键合，提高了改性沥青与改性集料的连接强度，改性纤维不易在纤维沥青混凝土中抽离，提高了纤维沥青混凝土抗开裂性能，延长了路面的使用寿命；

27、3.抗冻剂选择苯乙烯-丁二烯共聚物，苯乙烯-丁二烯共聚物与橡胶沥青中橡胶份以及纤维形成三维的网络结构，提高了纤维沥青混凝土的弹性，从而提高了纤维沥青混凝土的抗水性能和耐低温性能，提高了寒冷地区沥青混凝土路面的融雪能力，同时延长了沥青混凝土路面的使用寿命；

28、4.分散剂选自偶氮二甲基吡啶盐，在纤维沥青混凝土加热搅拌时，偶氮二甲几吡啶盐作为苯乙烯与阳离子氯丁橡胶的引发剂，在改性纤维与集料之间形成粘性的加长分子链的高分子聚合物，提高了改性纤维与集料的粘结强度，提高了纤维沥青混凝土的抗压强度和抗裂性能。

技术特征：

1.一种纤维沥青混凝土，其特征在于，包括以下重量份的原料：改性沥青38-76份；水泥18-45份；改性集料146-168份；融雪剂3-9份；改性纤维1-4份；抗冻剂0.5-1.5份；分散剂2.5-3.5份；所述改性沥青包括基质沥青和橡胶沥青，所述基质沥青与橡胶沥青重量比为（9-28）：10。

2.根据权利要求1所述的一种纤维沥青混凝土，其特征在于，所述改性集料的制备原料包括集料和抗盐剂，所述集料与抗盐剂的重量比为（60-70）：3。

3.根据权利要求2所述的一种纤维沥青混凝土，其特征在于，所述抗盐剂选自阳离子氯丁橡胶乳液。

4.根据权利要求2所述的一种纤维沥青混凝土，其特征在于，所述改性集料的制备包括以下步骤：将集料搅拌，搅拌期间喷洒抗盐剂，继续搅拌均匀；陈化后干燥，得到改性集料。

5.根据权利要求1所述的一种纤维沥青混凝土，其特征在于，所述改性纤维是以碳纤维为阳极，使用电化学氧化法处理得到的纤维。

6.根据权利要求5所述的一种纤维沥青混凝土，其特征在于，所述改性纤维的制备包括以下步骤：以碳纤维为阳极，将苯乙烯加入到电解液中，使碳纤维表面表现为阴离子型，即得改性纤维。

7.根据权利要求1所述的一种纤维沥青混凝土，其特征在于，所述分散剂选自偶氮二甲基吡啶盐。

8.根据权利要求1所述的一种纤维沥青混凝土，其特征在于，所述抗冻剂选自苯乙烯-丁二烯共聚物。

9.权利要求1-8任一所述的纤维沥青混凝土的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本申请涉及沥青混凝土领域，具体公开了一种纤维沥青混凝土及其制备工艺，一种纤维沥青混凝土包括以下重量份的原料：改性沥青38‑76份；水泥18‑45份；改性集料146‑168份；融雪剂3‑9份；改性纤维1‑4份；抗冻剂0.5‑1.5份；分散剂2.5‑3.5份；所述改性沥青包括基质沥青和橡胶沥青，所述基质沥青与橡胶沥青重量比为（9‑28）：10。其制备方法为：S1、制备改性沥青；S2、制备改性集料；S3、制备改性纤维；S4、将改性青、水泥、改性集料、融雪剂、改性纤维和分散剂按照配比混合均匀，搅拌温度为175‑185℃，搅拌时间1‑3min。本申请具有提高寒冷地区沥青混凝土路面的融雪能力，同时延长沥青混凝土路面的使用寿命的效果。

技术研发人员：杨立会,李亚楠,孙鸿飞,段传奇,于美贤
受保护的技术使用者：山东省大通建设集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6