一種竹纖維改性瀝青混合料的制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種竹纖維改性瀝青混合料的制備方法，該方法為：一、將竹纖維浸泡于堿溶液中堿處理0.5h～1.5h，清水洗凈后烘干，然后剪切至長度為1mm～10mm；二、將剪切后的竹纖維加入到瀝青混合料中，在溫度為150℃～160℃的條件下攪拌均勻，得到竹纖維改性瀝青混合料。本發明利用天然資源竹纖維制備的改性瀝青混合料具有原料廉價易得，制備過程簡單，加工成型方便，環境友好無毒的優點，制備得到的竹纖維改性瀝青混合料具有良好的高低溫性能和抗水損害性能，可廣泛地應用高速公路和高等級公路的路面以及路面護理中，對提高我國高速公路和高等級公路的質量以及對我國經濟的快速發展均有著重要的意義。
【專利說明】一種竹纖維改性瀝青混合料的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于道路瀝青路面材料制備【技術領域】，具體涉及一種竹纖維改性瀝青混合 料的制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著我國經濟持續快速發展，交通量日益增大，重載及超載車輛非常普遍，路面裂 縫、車轍等病害時常出現，這對瀝青路面的高低溫性能提出了更高的要求。為了延長瀝青路 面的使用壽命，提高路面的服務質量，減少維修養護成本，采用有效的改性增強方法和手段 以提高瀝青混合料的使用品質勢在必行。其中，對瀝青混合料進行纖維改性時，纖維在其中 起到良好的加筋和橋接作用，兼顧了瀝青混合料的高低溫及抗疲勞特性，提高了瀝青路面 的柔韌性，從而改善瀝青膠漿以及瀝青混合料的綜合路用性能，提升瀝青路面的使用品質。
[0003] 我國是一個竹材資源很豐富的國家，竹子生長迅速，投資小見效快，有很高的經濟 效益，一方面，由于竹材的成材期為2?4年，而且為了有利于竹子的良好生長，在竹林中每 年每公頃林地必須砍伐一定數量的竹子；另一方面，竹纖維產業的目前已經在紡織、復合材 料等行業正逐步興起，大量的竹加工廢料也可重新制成竹纖維，為竹纖維復合材料提供豐 富的原料，目前竹纖維應用于改性瀝青混合料中的工藝并未見到報道。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種竹纖維改 性瀝青混合料的制備方法。該方法通過將堿處理后的竹纖維加入到瀝青混合料中混合均勻 對瀝青混合料進行改性，能夠有效提高瀝青混合料的高溫穩定性、低溫抗裂性以及水穩定 性。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種竹纖維改性瀝青混合料的 制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
[0006] 步驟一、將竹纖維浸泡于堿溶液中堿處理0. 5h?I. 5h，將堿處理后的竹纖維用清 水洗凈后烘干，然后將烘干后的竹纖維剪切至長度為Imm?IOmm ;所述堿溶液的質量濃度 為 0· 5%?1. 5% ;
[0007] 步驟二、將步驟一中剪切后的竹纖維加入到瀝青混合料中，在溫度為150°C? 160°C的條件下攪拌均勻，得到竹纖維改性瀝青混合料；所述竹纖維的質量為瀝青混合料質 量的0. 1 %?0. 4%，所述瀝青混合料的油石比為5. 0%?5. 5%。
[0008] 上述的一種竹纖維改性瀝青混合料的制備方法，其特征在于，步驟一中所述堿溶 液為氫氧化鈉溶液或氨水溶液。
[0009] 上述的一種竹纖維改性瀝青混合料的制備方法，其特征在于，步驟一中所述堿處 理的時間為0. 5h?lh，堿溶液的質量濃度為0. 5%?1%。
[0010] 上述的一種竹纖維改性瀝青混合料的制備方法，其特征在于，所述堿處理的時間 為lh，堿溶液的質量濃度為1%。
[0011] 上述的一種竹纖維改性瀝青混合料的制備方法，其特征在于，步驟二中所述溫度 為155°C?160°C，所述竹纖維的質量為瀝青混合料質量的0. 2%?0. 3%。
[0012] 上述的一種竹纖維改性瀝青混合料的制備方法，其特征在于，所述溫度為155°C， 所述竹纖維的質量為瀝青混合料質量的〇. 25%。
[0013] 本發明與現有技術相比具有以下優點：
[0014] 1、本發明的方法通過將堿處理后的竹纖維加入到瀝青混合料中混合均勻對瀝青 混合料進行改性，能夠有效提高瀝青混合料的高溫穩定性、低溫抗裂性以及水穩定性。
[0015] 2、本發明中使用的竹纖維具有質地堅韌、拉伸強度大、耐磨擦、耐腐蝕以及耐低溫 等多種優良性能，且能量吸收能力好、耐沖擊強度高、無脆性斷裂，竹纖維橫截面形態均是 多邊形不規則狀，邊緣均呈鋸齒形，含有一些不規則的微孔及裂紋，這有利于增加纖維和瀝 青的粘附性，竹纖維在260°C以下不發生分解，200°C以下不變質，因此可以作為一種纖維摻 加到瀝青混合料中，竹纖維改性瀝青混合料對路面的車轍、路面開裂、亂面水損壞等病害有 一定抵抗作用，適宜作為一種新型路面材料。
[0016] 3、本發明利用天然資源竹纖維制備的改性瀝青混合料具有原料廉價易得、制備過 程簡單、加工成型方便、環境友好無毒的優點，制備得到的竹纖維改性瀝青混合料具有良好 的高低溫性能和抗水損害性能，可廣泛地應用高速公路和高等級公路的路面以及路面護理 中，對提高我國高速公路和高等級公路的質量以及對我國經濟的快速發展均有著重要的意 義。
[0017] 下面通過實施例對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
【具體實施方式】
[0018] 本發明實施例中采用的瀝青混合料的油石比為5. 0 %?5. 5 %，該油石比的瀝青 混合料按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTJ-052-2000)制備。
[0019] 實施例1
[0020] 本實施例一種竹纖維改性瀝青混合料的制備方法包括以下步驟：
[0021] 步驟一、將竹纖維浸泡于堿溶液中堿處理lh，將堿處理后的竹纖維用清水洗凈后 烘干，然后將烘干后的竹纖維剪切至長度為3_ ;所述堿溶液的質量濃度為1% ;所述堿溶 液為氫氧化鈉溶液。
[0022] 步驟二、將步驟一中剪切后的竹纖維加入到瀝青混合料中，在溫度為155°C的 條件下攪拌均勻，得到竹纖維改性瀝青混合料；所述竹纖維的質量為瀝青混合料質量的 0. 25%，所述瀝青混合料的油石比為5. 3%。
[0023] 實施例2
[0024] 本實施例一種竹纖維改性瀝青混合料的制備方法包括以下步驟：
[0025] 步驟一、將竹纖維浸泡于堿溶液中堿處理0. 5h，將堿處理后的竹纖維用清水洗凈 后烘干，然后將烘干后的竹纖維剪切至長度為Imm ;所述堿溶液的質量濃度為1% ;所述堿 溶液為氫氧化鈉溶液。
[0026] 步驟二、將步驟一中剪切后的竹纖維加入到瀝青混合料中，在溫度為160 °C的條件 下攪拌均勻，得到竹纖維改性瀝青混合料；所述竹纖維的質量為瀝青混合料質量的〇. 3%， 所述瀝青混合料的油石比為5. 45%。
[0027] 實施例3
[0028] 本實施例一種竹纖維改性瀝青混合料的制備方法包括以下步驟：
[0029] 步驟一、將竹纖維浸泡于堿溶液中堿處理I. 5h，將堿處理后的竹纖維用清水洗凈 后烘干，然后將烘干后的竹纖維剪切至長度為IOmm ;所述堿溶液的質量濃度為〇. 5% ;所述 堿溶液為氨水溶液。
[0030] 步驟二、將步驟一中剪切后的竹纖維加入到瀝青混合料中，在溫度為150 °C的條件 下攪拌均勻，得到竹纖維改性瀝青混合料；所述竹纖維的質量為瀝青混合料質量的〇. 1%， 所述瀝青混合料的油石比為5. 0%。
[0031] 實施例4
[0032] 本實施例一種竹纖維改性瀝青混合料的制備方法包括以下步驟：
[0033] 步驟一、將竹纖維浸泡于堿溶液中堿處理0. 5h，將堿處理后的竹纖維用清水洗凈 后烘干，然后將烘干后的竹纖維剪切至長度為5_ ;所述堿溶液的質量濃度為1. 5% ;所述 堿溶液為氨水溶液。
[0034] 步驟二、將步驟一中剪切后的竹纖維加入到瀝青混合料中，在溫度為160 °C的條件 下攪拌均勻，得到竹纖維改性瀝青混合料；所述竹纖維的質量為瀝青混合料質量的〇. 4%， 所述瀝青混合料的油石比為5. 5%。
[0035] 實施例5
[0036] 本實施例一種竹纖維改性瀝青混合料的制備方法包括以下步驟：
[0037] 步驟一、將竹纖維浸泡于堿溶液中堿處理0. 75h，將堿處理后的竹纖維用清水洗凈 后烘干，然后將烘干后的竹纖維剪切至長度為6_ ;所述堿溶液的質量濃度為0. 75% ;所述 堿溶液為氫氧化鈉溶液。
[0038] 步驟二、將步驟一中剪切后的竹纖維加入到瀝青混合料中，在溫度為157°C的 條件下攪拌均勻，得到竹纖維改性瀝青混合料；所述竹纖維的質量為瀝青混合料質量的 0. 2%，所述瀝青混合料的油石比為5. 25%。
[0039] 性能測試
[0040] 按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》(JTG E-20-2011)的要求分別制備基 質瀝青混合料（油石比為4. 8% )的車轍板試樣和實施例1?5竹纖維改性瀝青混合料的 車轍板試樣，測試不同車轍板試樣的路用性能，
[0041] 結果見表1。
[0042] 表 1
[0043]
【權利要求】
1. 一種竹纖維改性瀝青混合料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟： 步驟一、將竹纖維浸泡于堿溶液中堿處理0. 5h?1. 5h，將堿處理后的竹纖維用清水 洗凈后烘干，然后將烘干后的竹纖維剪切至長度為1_?1〇_ ;所述堿溶液的質量濃度為 0? 5%?1. 5% ; 步驟二、將步驟一中剪切后的竹纖維加入到瀝青混合料中，在溫度為150 °C?160 °C 的條件下攪拌均勻，得到竹纖維改性瀝青混合料；所述竹纖維的質量為瀝青混合料質量的 0. 1 %?0. 4%，所述瀝青混合料的油石比為5. 0 %?5. 5 %。
2. 按照權利要求1所述的一種竹纖維改性瀝青混合料的制備方法，其特征在于，步驟 一中所述堿溶液為氫氧化鈉溶液或氨水溶液。
3. 按照權利要求1所述的一種竹纖維改性瀝青混合料的制備方法，其特征在于，步驟 一中所述堿處理的時間為〇. 5h?lh，堿溶液的質量濃度為0. 5%?1%。
4. 按照權利要求3所述的一種竹纖維改性瀝青混合料的制備方法，其特征在于，所述 堿處理的時間為lh，堿溶液的質量濃度為1%。
5. 按照權利要求1所述的一種竹纖維改性瀝青混合料的制備方法，其特征在于，步驟 二中所述溫度為155°C?160°C，所述竹纖維的質量為瀝青混合料質量的0. 2%?0. 3%。
6. 按照權利要求5所述的一種竹纖維改性瀝青混合料的制備方法，其特征在于，所述 溫度為155°C，所述竹纖維的質量為瀝青混合料質量的0. 25%。
【文檔編號】C04B16/02GK104446159SQ201410641666
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月13日 優先權日:2014年11月13日
【發明者】盛燕萍, 張奔, 李海濱, 青維, 孫仕偉, 殷惠卿 申請人:長安大學