[发明专利]一种低碳耐久的纤维裹蜡沥青增强材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低碳耐久的纤维裹蜡沥青增强材料及其制备方法，涉及道路工程沥青路面材料技术领域，本发明提供的纤维裹蜡采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维，PET纤维来源为废塑料瓶加工而成，裹覆纤维采用的蜡为植物蜡(巴西棕榈蜡和/或褐煤蜡)，通过将新型纤维裹蜡增强材料投入沥青与集料的混合物中可以降低沥青混合料的拌合温度，从而降低了高温拌合过程中产生的有害沥青烟气，达到低碳环保的效果。同时，植物蜡可以提高PET纤维在沥青混合料中的分散效果，并提高PET纤维的加筋作用，进一步提高沥青混合料的抗车辙性能与抗裂性能，进而提高沥青基交通基础设施结构的耐久性。

技术领域

本发明涉及道路工程沥青路面材料技术领域，具体涉及一种低碳耐久的纤维裹蜡沥青增强材料及其制备方法。

背景技术

沥青是由原油蒸馏而形成的胶结材料。通常，沥青来自真空蒸馏塔底部，其常压沸点至少为380℃。由于它具有疏水性并具有良好的粘结性和耐候性，因此沥青材料已广泛用作路面工程中的胶结料或高铁道砟的稳定材料。

用作道路表面(上面层)的沥青受到自然环境与车辆荷载的耦合作用，因此采用普通未改性沥青铺筑的沥青路面通常会导致早期破坏的发生。为了改善上面层沥青性质，现有工程上的常见做法为添加高分子聚合物材料以增强其流变性能。聚合物改性沥青中的沥青和高分子聚合物之间应具有良好的相容性，并且可以在高温下稳定储存，而不产生离析现象。聚合物和沥青之间的相容性对于确保将两者的特性转移到成品胶结料中以获得良好的长期性能至关重要。如果储存稳定性差将使得聚合物改性沥青不可应用于道路路面工程以及高速铁路沥青混凝土防水层。因此，现有技术文献提出了各种方法来保持聚合物改性沥青的储存稳定性。如采用连续搅拌沥青/聚合物混合物来避免产生相分离。这种方法需要高速剪切混合以获得聚烯烃类高分子聚合物添加剂在沥青中的物理分散。也有技术将一种或多种分散剂添加到聚合物改性沥青中以避免相分离。调整沥青的组成以确保与所用聚合物具有较高的相容性，或者选择与沥青相容的聚合物也是制备储存稳定聚合物改性沥青的方法。

然而，由于聚合物改性沥青的生产需要特殊的加工设备，因此会大幅度提高路面建设的工程造价，此外，聚合物改性剂在长期服役过程中的降解问题也是影响聚合物改性沥青混合料耐久性的重要因素。采用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)纤维替代高分子聚合物直接对沥青混合料进行增强是提高沥青路面耐久性的技术方案之一，而目前工程较少在路表应用PET纤维增强混合料，主要原因是PET纤维增强混合料的耐久性也很大程度上还是取决于基质沥青的质量，而现有PET纤维增强沥青混合料对沥青质量指标的要求难以真正控制沥青的耐久性。同时，采用现有的PET纤维投放方案，很难使得PET纤维在沥青混合料中达到均匀分散的状态，这些因素导致了PET纤维增强混合料并非均得到满意的工程应用效果。

通常沥青在常温下的粘度较高，因此无法与集料进行拌合。为了使沥青混合料具有良好的工作性，通常需要将沥青加热到160～180℃的温度范围，然而高温拌合会产生对人体有害的烟气，且高温也会加剧沥青材料的老化。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明提供一种低碳耐久的纤维裹蜡沥青增强材料及其制备方法，以解决现有技术对于PET纤维在沥青混合料中难以分散均匀以及高温加热拌合的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种低碳耐久的纤维裹蜡沥青增强材料，包括以下重量份数的各组分：植物蜡90～100份、PET纤维1份，且所述植物蜡包裹于PET纤维外。

作为优选地，所述植物蜡为巴西棕榈蜡或褐煤蜡中的一种或两种。

作为优选地，所述PET纤维的长度为9.5～12mm，直径为10～20um，熔点为200℃，若长度小于9.5mm，则纤维难以在沥青混合料中起到增强的作用，若切割长度长于12mm，则很难将最终的纤维裹蜡增强材料通过真空投送设备传送到高处的沥青混合料拌合缸中。

一种低碳耐久的纤维裹蜡沥青增强材料的制备方法，包括如下步骤：