[发明专利]提升沥青胶浆高温抗车辙性能的环保型材料的制备方法

说明书

一种提升沥青胶浆高温抗车辙性能的环保型材料制备方法，属于建筑材料领域。本发明通过在普通沥青胶浆中加入玄武岩纤维进行改性，从而具备较好高温抗车辙性能的纤维改性沥青胶浆制备方法。一方面玄武岩纤维是符合生态环境要求的绿色材料，本身具有耐高温、高强度和高模量的特点，是一种纯天然的无机金属材料；另一方面玄武岩纤维的加入大幅改善了沥青胶浆的耐高温性能。本发明选取沥青与矿粉质量比为1:1进行制备普通沥青胶浆，在普通沥青胶浆内掺入不同长度(2‑4mm、5‑7mm和8‑9mm)和不同质量比例(占沥青质量的3％、6％和9％)的玄武岩纤维制备纤维改性沥青胶浆，通过室内多应力蠕变恢复试验，证明了玄武岩纤维的添加明显提升了普通沥青胶浆的高温抗车辙能力。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，它涉及一种在高温环境下具备较好抗车辙能力的环保型沥青胶浆材料的制备方法。

背景技术

沥青路面优良的使用性能及寿命与沥青胶浆的性能密切相关，沥青胶浆作为沥青混合料的粘结剂，其性能的优劣对于沥青路面的性能有着举足轻重的影响，因此改善沥青胶浆的性能是提升沥青路面使用性能的重要手段。改善沥青胶浆使用性能传统的方法是添加一些填充物，如水泥颗粒、矿粉等物质，但是改善效果并不明显。目前玄武岩纤维对水泥或混凝土具有较好的增强效果，其对沥青胶浆的性能影响存在空缺，纤维长度和掺量在沥青胶浆高温稳定性、低温抗裂性及抗老化性能上存在不同程度的技术问题，如何全面提升沥青胶浆各个温度环境下路用性能是今后的主要研究方向。专利汇网站上刊登了4份对比文献，分别为201610613427.8、200810030794.0、202011456989.9、202010563111.9。这4篇文献都提到了用玄武岩短纤维、沥青混合(其中2篇也有矿粉)制备沥青胶浆材料，但是从材料的组成、工艺、产品性能、用途等方面与本发明申请都存在有明显差异。

发明内容

沥青胶浆作为沥青混合料重要的粘结剂，对其性能研究尤为重要，传统改善沥青胶浆性能的方法效果并不明显，且纤维主要用来作为沥青混合料的增强剂，其对沥青胶浆的性能影响不系统，不充分。因此，本发明的目的即为发明一种在高温环境下具备较好高温抗车辙性能的环保型沥青胶浆材料的制备方法，并通过高温蠕变恢复试验加以证明。

一种纤维改性沥青胶浆其特征为首先将玄武岩纤维和矿粉在60℃的烘箱中干燥预处理30～40分钟，去除其表面水分；同时将基质沥青加热至135℃，使其处于流动状态；然后，将经过预处理的矿粉与基质沥青以1：1质量比进行混合，得到普通沥青胶浆；最后将不同规格玄武岩纤维与普通沥青胶浆以不同质量比例(3％，6％和9％)进行混合，制备得到一种抗车辙性能的环保型纤维沥青胶浆材料。

进一步地，为使浆体细密且均匀，采用数显磁力搅拌器以2000转/分钟高速搅拌25-35分钟，以排除浆体内部气泡。

进一步地，所述玄武岩纤维的长度为2-4mm、5-7mm和8-9mm，直径16-18μm。

进一步地，所述玄武岩纤维的物理特性如下：

通过分析多应力蠕变恢复试验中剪切应变的变化来量化表征普通沥青胶浆或抗车辙型普通沥青胶浆的高温抗变形能力。将以上制备好的各种改性沥青胶浆样品(含基质沥青和普通沥青胶浆)进行多重应力蠕变恢复试验，试验中选用0.1kPa和3.2kPa两种蠕变应力水平进行连续测试，每个应力水平重复进行10个1秒蠕变加载和9秒卸载恢复周期，试验总时间为200秒，示意图如图1所示。分别根据两个应力水平下的累积剪切应变评价沥青胶浆的高温抗变形能力，如表1所示。选取不同应力水平下的不可恢复蠕变柔量(J_nr)作为评价指标，J_nr的计算公式为：

J_nr＝(γ_nr-γ₀)/τ (1)

式中，γ_nr为每个加载周期内的残留应变，γ₀为每个加载周期内的初始应变。