阅读说明：本技术 一种复掺玄武岩纤维和木质素纤维的沥青混合料 (Asphalt mixture doped with basalt fibers and lignin fibers ) 是由 肖鹏 潘晓慧 范钊 伏伟俐 康爱红 吴正光 李波 寇长江 吴帮伟 吴星 于 2020-06-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种复掺玄武岩纤维和木质素纤维的沥青混合料,以质量百分比计,所述混合料包括如下组分组成：SBS改性沥青5.55%~5.64%、纤维0.285%~0.366%,矿料93.99%~94.16%。本发明将玄武岩纤维与木质素纤维按照一定比例进行复配,利用两种纤维的优缺点综合改善沥青混合料各项性能,可以有效提高SMA沥青路面的使用品质,延长道路的使用寿命,提高水稳定性,而且综合性能更好,经济效益较优。(The invention discloses an asphalt mixture doped with basalt fibers and lignin fibers, which comprises the following components in percentage by mass: 5.55-5.64% of SBS modified asphalt, 0.285-0.366% of fiber and 93.99-94.16% of mineral aggregate. According to the invention, the basalt fiber and the lignin fiber are compounded according to a certain proportion, the advantages and the disadvantages of the two fibers are utilized to comprehensively improve various performances of the asphalt mixture, the service quality of the SMA asphalt pavement can be effectively improved, the service life of the road is prolonged, the water stability is improved, the comprehensive performance is better, and the economic benefit is better.)

一种复掺玄武岩纤维和木质素纤维的沥青混合料

技术领域

本发明属于道路工程材料技术领域，一种复掺玄武岩纤维和木质素纤维的沥青混合料。

背景技术

随着我国道路运输行业飞速发展，存在交通量大重载车辆多甚至超载超限的现象，同时受到服役环境等综合因素的影响，对沥青路面材料提出了更加高标准的性能要求，SMA沥青混合料以“三多一少”的结构特点使其具备优良的路用性能，在现代高等级道路得到广泛应用。

SMA沥青混合料以粗集料为主使其对高温的抗车辙能力强，由多量矿粉、多量沥青和少量细集料组成的沥青玛蹄脂粘结力提高，导致混合料低温抗裂和耐疲劳性能也有较多的改善，空隙率小不易渗水使得水稳定性较好，而纤维作为稳定剂掺入SMA混合料中是提高综合性能的有效方法，目前在我国SMA沥青混合料中木质素纤维使用最多。

木质素纤维能够较好地吸附沥青，较多的沥青玛蹄脂包裹在集料表面，可以显著提高沥青混合料的低温性能。但木质素纤维存在中空管吸油现象，有部分沥青被吸收到纤维内部，这部分被吸入的沥青既不增加沥青油膜厚度，也不提高路面强度，反而使沥青用量增加，成本提高；此外木质素纤维吸水性强，易造成混合料水稳定性差，影响其耐久性。

发明内容

本发明的目的是提供一种复掺玄武岩纤维和木质素纤维的沥青混合料，通过向沥青混合料中等比例地掺入短切玄武岩纤维和木质素纤维，可以提高水稳定性，并且综合性能较单掺某一种纤维都有很大提高。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的:

一种复掺玄武岩纤维和木质素纤维的沥青混合料，以质量百分比计,所述混合料包括如下组分组成：SBS改性沥青5.55％～5.64％、纤维0.285％～0.366％，矿料93.99％～94.16％。

进一步的，矿料包括粗细集料和矿粉，其中，矿粉占矿料总质量的7％，粗细集料中的1#料，2#料，3#料，4#料分别占矿料总质量的42％，32％，0％，19％；粗细集料材质为玄武岩，矿粉为粒度为0.075mm以下磨细的石灰岩。

进一步的，纤维包括短切玄武岩纤维和木质素纤维，短切玄武岩纤维长度为6mm，玄武岩纤维和木质素纤维的质量比例为1:1。

进一步的，所述的沥青混合料采用SMA-13间断级配。

进一步的，粗细集料和矿粉的整体级配范围如下：

上述一种复掺玄武岩纤维和木质素纤维的沥青混合料的制备方法，包括如下步骤：

(1)先将成品SBS改性沥青在165±5℃烘箱中加热至熔融状态，保温备用；

(2)在185±5℃下预先加热矿料中的粗细集料5h以上；

(3)将拌合锅加热至180±5℃，先将预加热后的粗细集料加入拌合锅内，再掺入短切玄武岩纤维和木质素纤维拌合90s，再加入步骤(1)保温备用的SBS改性沥青拌合90～95s，最后掺入矿粉拌合90～95s，制得所述的沥青混合料。

与现有技术相比，本发明具有如下优势:

(1)本发明所述的复掺玄武岩纤维和木质素纤维的沥青混合料，可以提高沥青混合料的水稳定性；

(2)在沥青混合料中按1:1的质量比例复掺短切玄武岩纤维和木质素纤维，能够充分发挥两种纤维的优势，综合性能较单掺某一种纤维更好，经济效益较优。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明所述的一种复掺玄武岩纤维和木质素纤维的沥青混合料做进一步说明。

玄武岩纤维是一种新型绿色材料，其吸附沥青相对较少，沥青用量少，对沥青混合料改善效果侧重点不同，玄武岩纤维的掺入可以显著提高混合料的高温抗车辙能力，大幅提高沥青混合料的抗疲劳开裂能力。本发明将玄武岩纤维与木质素纤维按照一定比例进行复配，利用两种纤维的优缺点综合改善沥青混合料各项性能，可以有效提高SMA沥青路面的使用品质，延长道路的使用寿命。

实施例1

先将SBS改性沥青在165±5℃烘箱中加热至熔融状态，保温备用。在185±5℃条件下预先加热11559.03g粗细集料5h以上，将沥青混合料拌合锅加热至180±5℃。先将预先加热的11559.03g粗细集料(其中1#料、2#料、3#料与4#料的质量分别为5220.21g、3977.30g、0.00g，2361.52g)加热，与17.03g的短切玄武岩纤维和17.03g的木质素纤维在拌合锅内拌合90s，再加入733.31g步骤(1)保温备用的SBS改性沥青拌合90～95s，最后掺入870.04g矿粉拌合90～95s，制备成所述的复掺玄武岩纤维和木质素纤维的沥青混合料。

实施例2

先将SBS改性沥青在165±5℃烘箱中加热至熔融状态，保温备用。在185±5℃条件下预先加热11538.74g粗细集料5h以上，将沥青混合料拌合锅加热至180±5℃。先将预先加热的11538.74g粗细集料(其中1#料、2#料、3#料与4#料的质量分别为5211.04g、3970.32g、0.00g，2357.38g)加热，与24.15g的短切玄武岩纤维和24.15g的木质素纤维在拌合锅内拌合90s，再加入744.44g步骤(1)保温备用的SBS改性沥青拌合90～95s，最后掺入868.51g矿粉拌合90～95s，制备成所述的复掺玄武岩纤维和木质素纤维的沥青混合料。

实施例3

先将SBS改性沥青在165±5℃烘箱中加热至熔融状态，保温备用。在185±5℃条件下预先加热11560.27g粗细集料5h以上，将沥青混合料拌合锅加热至180±5℃。先将预先加热的11560.27g粗细集料(其中1#料、2#料、3#料与4#料的质量分别为5219.41g、3976.70g、0.00g，2361.16g)加热，与19.8g的短切玄武岩纤维和19.8g的木质素纤维在拌合锅内拌合90s，再加入732.07g步骤(1)保温备用的SBS改性沥青拌合90～95s，最后掺入869.90g矿粉拌合90～95s，制备成所述的复掺玄武岩纤维和木质素纤维的沥青混合料。

对比例1

先将SBS改性沥青在165±5℃烘箱中加热至熔融状态，保温备用。在185±5℃条件下预先加热11560.27g粗细集料5h以上，将沥青混合料拌合锅加热至180±5℃。先将预先加热的11560.27g粗细集料(其中1#料、2#料、3#料与4#料的质量分别为5219.41g、3976.70g、0.00g，2361.16g)加热，与39.6g的短切玄武岩纤维在拌合锅内拌合90s(即单掺短切玄武岩纤维)，再加入732.07g步骤(1)保温备用的SBS改性沥青拌合90～95s，最后掺入869.90g矿粉拌合90～95s，制备成沥青混合料。

对比例2

先将SBS改性沥青在165±5℃烘箱中加热至熔融状态，保温备用。在185±5℃条件下预先加热11560.27g粗细集料5h以上，将沥青混合料拌合锅加热至180±5℃。先将预先加热的11560.27g粗细集料(其中1#料、2#料、3#料与4#料的质量分别为5219.41g、3976.70g、0.00g，2361.16g)加热，与39.6g的木质素纤维在拌合锅内拌合90s(即单掺木质素纤维)，再加入732.07g步骤(1)保温备用的SBS改性沥青拌合90～95s，最后掺入869.90g矿粉拌合90～95s，制备成沥青混合料。

表1路用性能试验结果及性能评价

从表1可知，当玄武岩纤维和木质素纤维以1:1的质量比例复掺对SMA沥青混合料进行改性时，残留稳定度达、冻融劈裂强度比均高于仅单掺，某一种纤维的沥青混合料。改善最为明显，水稳定性较优。通过功效系数法综合评价沥青混合料的各项性能，以1:1的质量比例复掺短切玄武岩纤维和木质素纤维时，SMA-13沥青混合料的路用性能综合值最大，说明与单掺某一种纤维相比，此时混合料的综合路用性能更好。因此，从性能效益方面考虑，结合经济效益分析，以1:1的质量比例复掺短切玄武岩纤维和木质素纤维的沥青混合料整体性能更优。

上面以举例方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。