复合纤维路基薄毡.pdf

本发明公开了一种复合纤维路基薄毡，它包含玻璃纤维短切丝、聚酯纤维短切丝和有机粘结剂，它们的重量百分含量分别为：玻璃纤维短切40％～60％；聚酯纤维短切丝20％～40％；有机粘结剂18％～30％。由于它是由玻璃纤维短切丝、聚酯纤维短切丝和有机粘结剂通过湿法工艺生产出来的，这样的路基薄毡集成了玻璃纤维薄毡和聚酯纤维薄毡的优点，它既有足够的强度，又有很好的柔韧性，厚度均匀，易于浸渍，致密性高，不仅适用温度范围宽，而且膨胀系数低，稳定性好，渗透沥青的能力很强，它通过吸收沥青材料后形成的一个结构层，具有防水耐热和耐腐的物理特性，且结合性很好，不易分离。适用于新建及旧水泥混凝土路面沥青路面改造；沥青路面裂缝的修补维修。

1、  一种复合纤维路基薄毡，其特征是：它包含玻璃纤维短切丝、聚酯纤维短切丝和有机粘结剂，它们的重量百分含量分别为：玻璃纤维短切丝40％～60％；聚酯纤维短切丝20％～40％；有机粘结剂18％～30％。

2、  根据权利要求1所述复合纤维路基薄毡，其特征是：所述玻璃纤维短切丝为无碱，纤维直径5～13μm，短切长度为12～24mm；所述聚酯纤维短切丝，纤维直径5～13μm，长度12mm～18mm；所述有机粘结剂是由丙烯酸乳液、热固性树脂、KH560偶联剂和水调配成的混合物。

3、  根据权利要求2所述复合纤维路基薄毡，其特征是：所述聚酯纤维为聚丙烯纤维。

4、  根据权利要求2所述复合纤维路基薄毡，其特征是：所述有机粘结剂中丙烯酸乳液、热固性树脂、KH560偶联剂和水之间的重量比为8.6：65.9：0.4：25.1。

复合纤维路基薄毡
技术领域：
本发明涉及一种沥青公路建筑用材，尤其涉及置于路基乳胶沥青层与沥青混凝土层之间的薄毡。
背景技术：
在公路建设中，越来越重视其使用年限和日常的维护管理。目前高等级公路都摒弃了混凝土路面，采用沥青混凝土路面，其使用效果要比水泥材料路面好得多。但在实际使用过程中沥青混凝土路面也存在一些缺陷，沥青混凝土路面的截面从上到下通常由路基、乳化沥青层和沥青混凝土层组成，乳化沥青层既起到防水层的作用，又起到粘接路基和沥青混凝土的作用，而乳化沥青层的厚度较小，虽防水性能较好，在静载荷条件下能较好地保护路基，以防浸水下沉，从而引发整个路面蠕变或开裂。由于乳化沥青层的抗拉强度较低，在交替载荷的作用下，乳化沥青层与路基之间在受压点很容易产生分离，通过长期反复受压蠕变，乳化沥青层会产生断裂，失去防水功能，而沥青混凝土的防渗透性不好，每到下雨天，雨水会渗入到乳化沥青层，然后浸渍路基，浸水后的路基会产生下沉现象，使路基与沥青混凝土之间产生间隙，导致沥青混凝土蠕动变形，最终导致沥青混凝土路面断裂。为了克服这些缺陷，人们在路基上的乳化沥青层与沥青混凝土层之间增加土工格栅，以增强路面抗裂缝能力。这样虽然路面的抗裂缝能力得到了提高，但由于土工格栅的间隔孔较大，它与乳化沥青层和沥青混凝土的结合力较低，在交替载荷的作用下，土工格栅与乳化沥青层和沥青混凝土之间容易产生分离，同样会破坏乳化沥青层，路基防水性能没有得到彻底改善，路基浸水后仍会下沉，人们都正在寻找新一代沥青混凝土路面铺设材料。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种复合纤维路基薄毡。
本发明所述复合纤维路基薄毡，包含玻璃纤维短切丝、聚酯纤维短切丝和有机粘结剂，它们的重量百分含量分别为：玻璃纤维短切丝40％～60％；聚酯纤维短切丝20％～40％；有机粘结剂18％～30％。
所述玻璃纤维短切丝为无碱，纤维直径5～13μm，短切长度为12～24mm；所述聚酯纤维短切丝，纤维直径5～13μm，长度12mm～18mm；所述有机粘结剂是由丙烯酸乳液、热固性树脂、KH560偶联剂和水调配成的混合物。
所述聚酯纤维为聚丙烯纤维。
所述有机粘结剂中丙烯酸乳液、热固性树脂、KH560偶联剂和水之间的重量比为8.6∶65.9∶0.4∶25.1。
所述复合纤维路基薄毡制备所用原料说明：
①所述玻璃纤维短切丝为无碱，纤维直径5～13μm，短切长度为12～24mm，含水率8～12％；市购产品，主要供应商有江苏省丹阳市振兴玻纤有限公司、江苏巨石集团有限公司等。
②所述聚酯纤维短切丝的直径5～13μm，短切长度12～18mm，含水率、8～12％；市购产品，供应商：江苏省射阳强力纤维制造有限公司。
③所述分散剂，其化学名为：羟乙基纤维素，其物化性质如下：
外观为白色固体粉末状，含水率≤5％，灰分≤10％，市购产品，主要供应商为美国联碳公司、湖北省祥泰纤维素有限公司。
④所述表面活性剂为季铵盐型阳离子表面活性剂，外观为白色液体，其物化性质如下：PH值为4；粘度(20℃)为200CP；固含量为25％；稀释性：可用水按任意比例完全稀释。市购产品，供应商：上海经纬化工有限公司。
⑤有机粘结剂所用原料的技术特征及供应商介绍如下：
丙烯酸乳液为淡黄色液体，PH值：2.2～3.5，粘度(25℃)：100～500CP，固含量：39～41％；市购产品，主要供应商为BASF上海有限公司；
热固性树脂为淡黄色清亮液体，PH值：8.0～9.0，粘度(25℃)：31～52CP，固含量：48～58％；市购产品，主要供应商有常州天马集团有限公司等；
KH560偶联剂为硅烷偶联剂，化学名称：γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，外观为无色透明液体，纯度不低于98％，市购产品，供应商金坛市华东偶联剂厂。
本发明所述复合纤维路基薄毡的制备方法为常规湿法制毡法：
它包括浆料配制、上浆成型、浸渍上胶、烘干卷取步骤：
①混丝配制：将玻璃纤维短切丝和聚酯纤维短切丝按重量比为6∶4进行混和均匀后即得混合短纤维；
②浆料配制：将混合短纤维、水、表面活性剂和分散剂加入搅拌罐内均匀搅拌，其中混合短纤维与水的重量比为3～4∶1000，表面活性剂的加入量以确保浆液中的含气量达5％～10％，此时表面活性剂在浆料中的含量参考值为90～100PPm；分散剂加入量以确保浆料粘度达10～12CP为好，参考量约为每1000公斤水加30～40kg；
③上浆成型：将配制好的浆料用计量泵、网前箱送入湿毡成型机脱水得湿毡，白水循环使用；
④浸渍上胶：湿毡通过网带送入浸渍机进行上胶，所用胶液为有机粘结剂，它为丙烯酸乳液、热固性树脂、KH560偶联剂和水的混合物，其固含量为41％～45％；浸胶后用真空抽吸箱吸除多余的胶液以控制上胶量，得浸胶毡；
⑤烘干卷取：对浸胶毡进行烘干和卷取，得成品。
所得产品的性能：
外观：白色，表面光滑平整，结构细密，纤维分布均匀，质量：100～200g/m²厚度为：1.0～2.5mm；纵向拉伸强度：≥300N/5cm；横向拉伸强度：≥200N/5cm。
由于所述复合纤维路基薄毡是由玻璃纤维短切丝、聚酯纤维短切丝和有机粘结剂通过湿法工艺生产出来的，这样的路基薄毡集成了玻璃纤维薄毡和聚酯纤维薄毡的优点，它既有足够的强度，又有很好的柔韧性，厚度均匀，易于浸渍，致密性高，不仅适用温度范围宽，而且膨胀系数低，稳定性好，渗透沥青的能力很强，它通过吸收沥青材料后形成的一个结构层，具有防水耐热和耐腐的物理特性，且结合性很好，不易分离。将之放置在乳化沥青层与沥青混凝土层之间增加了整个沥青路面的抗压强度和抗交变载荷的冲击强度，提高了沥青路面的柔韧性，提高了乳化沥青层的连接功能和防水功能，杜绝了雨水对路基的浸透，从根本上提高了沥青混凝土路面的抗蠕变性。这种复合纤维路基薄毡可经受改性沥青混合料的高温施工，这种高温稳定性将给路面提供一个连续，不变形的防水层，有效防止水分渗透，从而避免因水份渗透而导致的路面层与基层的损坏，具有较好的防渗透性能：防止和延缓反射裂缝，具有很低的延伸率及瞬时抗拉强度，可有效清除路面结合处或裂缝处的应力集中，降低裂缝在路面中的扩展和向上反射，延缓了反射裂缝的产生，延长道路使用寿命，极大降低道路养护成本，同时这种复合毡本身还可以粉碎和再生使用。
其应用范围：新建及道路拓宽改造工程；旧水泥混凝土路面加铺沥青面层；沥青路面面层裂缝的修补，旧沥青道路维修；半刚性基层收缩裂缝的修补。
具体实施方式：
下面以生产规格为150g/m²复合纤维路基薄毡为例，说明发明具体生产方法：
①原料准备：采购直径13μm的无碱玻璃纤维短切丝；聚丙烯纤维短切丝；羟乙基纤维素(分散剂，可循环使用)；表面活性剂(循环使用)；丙烯酸乳液；热固性树脂；KH560偶联剂。
②浆料配制：将玻璃纤维短切丝、聚酯纤维短切丝、分散剂、表面活性剂和水放入不锈钢贮罐中均匀搅拌得浆料，经泵送入混凝土浆料池，浆料中的玻璃纤维和聚酯纤维的含量为0.32％(重量百分比)；羟乙基纤维素(分散剂)的加入量以确保浆料粘度达到10～12CP为好，参考加入量为每1000升水30～40Kg；表面活性剂加入量以确保浆料含气率在10％左右，其在浆料中含量浓度参考值为100ppm左右，第一次配浆料约100m³。生产过程中浆料和产生的白水均可循环使用，但必须不断补充加入玻璃纤维短切丝、聚酯纤维短切丝及少量的羟乙基纤维素和表面活性剂，以维持浆料中玻璃纤维短切丝、聚酯纤维短切丝、表面活性剂的含量及浆料粘度。
③有机粘结剂配制：在1号不锈钢贮罐内加入KH560偶联剂和水，进行搅拌，得偶联剂溶液，KH560偶联剂和水的重量比为17∶100；在2号不锈钢贮罐先加水100升，丙烯酸乳液314kg和热固性树脂，三者之间的重量比为100∶314∶2422，最后将1号不锈钢贮罐内配好的KH560偶联剂溶液泵入2号不锈钢贮罐内，最后加751升，搅拌均匀即可。
④上浆成型：将配制好的浆料通过网前箱泵送入连续运行的成型网带(聚酯单层网，线径0.5mm，密度9～12根/cm)，浆料在倾斜的网带上均匀脱水，浆料中的混合纤维均匀地分布在网带上形成湿毡，分离出的白水再流入浆料池中循环使用，湿毡由成型网连续送入浸胶系统的施胶网带上，成型网带速度60m/min，搅拌罐液位控制在50％左右。
⑤浸渍上胶：湿毡被入浸胶机，有机粘结剂胶液经溢流装置进入施胶器中，将湿毡浸透胶液，经抽吸箱抽吸掉多余胶液后，湿毡被送入干燥炉烘干，浸胶机速度60m/min，施胶网为聚酯单层网，线径0.5mm，密度8根/cm。
⑥烘干卷取：采用热风穿透对流烘干方法进行烘干，干燥炉温度100℃～250℃，薄毡成品出干燥炉后自动卷取进行收卷。
不同规格的复合纤维路基薄毡只是其中玻璃纤维短切丝、聚酯纤维短切丝、有机粘结剂的含量及规格不同，其生产方法与上例相同。