CN101736671A - 一种吸收微波的沥青混凝土路面材料组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于微波吸收的道路沥青混凝土路面材料组合物。添加磁性粉用于全部或部分替代传统沥青混凝土原料中的石灰质矿粉;采用磁性砂或碳化硅砂部分取代传统沥青混凝土原料中的天然集料,其中磁性粉重量占组合物总重量3-15%;磁性砂或碳化硅砂重量占组合物总重量2-50%;沥青重量占合物总重量5-10%;石灰质矿粉重量占组合物总重量0-5%;天然集料重量占组合物总重量的20-90%,最终获得微波吸收沥青混凝土路面材料。微波吸收沥青混凝土较传统沥青混凝土的微波加热升温速率提高几倍至几十倍。大幅度提高微波除冰、化雪效率;广泛用于各种沥青混凝土公路路面,飞机场停机坪,工厂,机关,学校,部队等单位使用。
Description
技术领域
本发明涉及道路路面材料技术领域,具体涉及一种适用于微波吸收的道路沥青混凝土路面材料组合物。
背景技术
众所周知,冬季道路除冰对于道路运输安全,保障交通通畅具有重要意义。微波加热是一种道路除冰的先进技术,国内外进行了大量研究。
微波加热沥青混凝土路面的再生、养护对于节约道路建设成本、延长道路材料使用寿命、节能环保同样具有重要意义。
然而在微波加热沥青过程中,明显存在微波加热效率低,严重限制了微波加热技术在路面材料领域的应用推广。究其原因是沥青混凝土材料本身电磁参数不合理,造成微波吸收率低,微波加深度大,路面升温速度低等一系列缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺简单、可以大幅度提高沥青路面材料的微波加热速度,通过微波加热路面可以除冰、化雪,可再生沥青路面材料施工、块速养护沥青路面的一种吸收微波的沥青混凝土路面材料组合物
为了克服现有技术的不足,本发明的技术方案是这样解决的:一种吸收微波的沥青混凝土路面材料组合物,本发明的特殊之处在于是通过在传统的道路沥青混凝土制备过程中,添加磁性粉用于全部或部分替代传统沥青混凝土原料中的石灰质矿粉;采用磁性砂或碳化硅砂部分取代传统沥青混凝土原料中的天然集料,其中磁性粉的重量占沥青混凝土组合物总重量的3-15%;磁性砂或碳化硅砂的重量占沥青混凝土组合物总重量的2-50%;沥青的重量占沥青混凝土组合物总重量的5-10%;石灰质矿粉的重量占沥青混凝土组合物总重量的0-5%;天然集料的重量占沥青混凝土组合物总重量的20-90%,最终获得具有微波吸收性能的沥青混凝土路面材料。
所述的磁性粉为铁氧体粉和金属铁粉,其中铁氧体粉为人工合成磁性铁氧体粉或天然磁性铁氧体矿粉;金属铁粉为普通金属铁粉或羰基铁粉。
所述的磁性砂为天然磁铁矿砂或人工铁氧体砂;碳化硅砂为人工合成的绿色或黑色碳化硅。
所述组合物的微波频率为0.9-6GHz范围内,在室温25℃以下,组合物的厚度为3厘米时,其微波反射率低于-5dB。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1)、本发明道路沥青混凝土吸波材料可以采用传统的沥青混凝土制备工艺和设备获得,制备工艺简单;
2)、本发明的微波吸收沥青混凝土较传统沥青混凝土的微波加热升温速率提高几倍至几十倍。本发明获得的微波沥青混凝土材料可以有效克服传统沥青混凝土路面微波加热过程中微波加热深度大,热量利用率低,表面温升慢等问题,可大幅度提高微波除冰、化雪效率;
3)、本发明可改变传统再生沥青混凝土微波加热、沥青路面养护的微波加热过程中微波先加热集料后,热量由集料再传导给沥青的加热机理,变为直接加热沥青和集料,加热效率大幅度提高。
广泛用于各种沥青混凝土公路路面,飞机场停机坪,工厂,机关,学校,部队等单位使用。
具体实施方式
下面通过实施例,对发明内容进一步的详细说明。
实施例1
选用道路用壳牌90#沥青,粗集料为玄武岩,细集料采用粒度为3-5微米的羰基铁粉,按JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》制备AC-13沥青混凝土,混凝土配比为:羰基铁粉80克,石灰石粉20克,沥青100克,铁磁性砂100克,玄武岩1700克。制备时,将铁磁性粉体材料和道路沥青在160±5℃下,混合均匀,然后与已在沥青加热搅拌设备中预热好的粗集料拌合均匀,混合料拌和温度为在155℃,接着将拌和好的混合料倒入成型模具中,按技术规范要求击实,击实温度为150℃。冷却脱模后即为AC-13沥青混凝土。在0.9-6GHz的微波频率下,测得该沥青混凝土电磁波反射率为-6dB。
该材料马歇尔稳定度8.89kN,其他技术指标均符合道路沥青混凝土质量要求。在室温下,将该材料置于输出功率为1KW、频率为2.45GHz微波炉内加热40秒,温度上升14℃。而不加磁性物质的沥青混凝土,加热同样时间,温度上升不到3℃。
实施例2
选用道路用壳牌70#沥青,粗集料为玄武岩,细集料采用粒度小于75微米的磁铁矿精粉,按JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》制备AC-13沥青混凝土,混凝土配比为:磁铁矿精粉100克,沥青100克,碳化硅砂80克,玄武岩1720克。制备时,将铁磁性粉体材料和道路沥青在160±5℃,混合均匀,然后与已在沥青加热搅拌设备中预热好的粗集料拌合均匀,混合料拌和温度为在155℃,接着将拌和好的混合料倒入成型模具中,按技术规范要求击实,击实温度为150℃。冷却脱模后即为AC-13沥青混凝土。在0.9-6GHz的微波频率下,测得该沥青混凝土电磁波反射率为-5.4dB。
该材料马歇尔稳定度7.74kN,其他技术指标均符合道路沥青混凝土质量要求。在室温下,将该材料置于输出功率为1KW、频率为2.45GHz微波炉内加热40秒,温度上升12℃。而不加磁性物质的沥青混凝土,加热同样时间,温度上升不到3℃。
实施例3
选用道路用壳牌70#沥青,粗集料为玄武岩,细集料采用粒度小于75微米的镍铁尖晶石粉,按JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》制备AC-13沥青混凝土,混凝土配比为:镍铁尖晶石粉100克,沥青100克,铁磁性砂100克,玄武岩1700克。制备时,将铁磁性粉体材料和道路沥青在160±5℃下,混合均匀,然后与已在沥青加热搅拌设备中预热好的粗集料拌合均匀,混合料拌和温度为在155℃,接着将拌和好的混合料倒入成型模具中,按技术规范要求击实,击实温度为150℃。冷却脱模后即为AC-13沥青混凝土。在0.9-6GHz的微波频率下,测得该沥青混凝土电磁波反射率为-11dB。
该材料马歇尔稳定度7.94kN,其他技术指标均符合道路沥青混凝土质量要求。在室温下,将该材料置于输出功率为1KW、频率为2.45GHz微波炉内加热40秒,温度上升16.5℃。而不加磁性物质的沥青混凝土,加热同样时间,温度上升不到3℃。
实施例4
选用道路用壳牌70#沥青,粗集料为玄武岩,细集料采用粒度小于75微米的磁性混合粉,按JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》制备AC-13沥青混凝土,混凝土配比为:羰基铁粉50克,磁铁矿精粉50克,沥青105克,碳化硅砂95克,玄武岩1700克。制备时,将铁磁性粉体材料和道路沥青在160±5℃,混合均匀,然后与已在沥青加热搅拌设备中预热好的粗集料拌合均匀,混合料拌和温度为在155℃,接着将拌和好的混合料倒入成型模具中,按技术规范要求击实,击实温度为150℃。冷却脱模后即为AC-13沥青混凝土。在0.9-6GHz的微波频率下,测得该沥青混凝土电磁波反射率为-7dB。
该材料马歇尔稳定度8.34kN,其他技术指标均符合道路沥青混凝土质量要求。在室温下,将该材料置于输出功率为1KW、频率为2.45GHz微波炉内加热40秒,温度上升10℃。而不加磁性物质和碳化硅的沥青混凝土,加热同样时间,温度上升不到3℃。
实施例5
选用道路用壳牌70#沥青,粗集料为玄武岩,细集料采用粒度小于75微米的磁性混合粉,按JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》制备AC-13沥青混凝土,混凝土配比为:羰基铁粉50克,磁铁矿精粉50克,沥青105克,碳化硅砂200克,磁铁矿砂195克,玄武岩1400克。制备时,将铁磁性粉体材料和道路沥青在160±5℃下,混合均匀,然后与已在沥青加热搅拌设备中预热好的粗集料拌合均匀,混合料拌和温度为在155℃,接着将拌和好的混合料倒入成型模具中,按技术规范要求击实,击实温度为150℃。冷却脱模后即为AC-13沥青混凝土。在0.9-6GHz的微波频率下,测得该沥青混凝土电磁波反射率为-8dB。
该材料马歇尔稳定度7.94kN,其他技术指标均符合道路沥青混凝土质量要求。在室温下,将该材料置于输出功率为1KW、频率为2.45GHz微波炉内加热40秒,温度上升21℃。而不加磁性物质和碳化硅的沥青混凝土,加热同样时间,温度上升不到3℃。
实施例6
选用道路用壳牌70#沥青,粗集料为玄武岩,细集料采用粒度小于75微米的磁性混合粉,按JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》制备AC-13沥青混凝土,混凝土配比为:磁铁矿精粉100克,沥青105克,碳化硅砂800克,磁铁矿砂195克,玄武岩800克。制备时,将铁磁性粉体材料和道路沥青在160±5℃,混合均匀,然后与已在沥青加热搅拌设备中预热好的粗集料拌合均匀,混合料拌和温度为在155℃,接着将拌和好的混合料倒入成型模具中,按技术规范要求击实,击实温度为150℃。冷却脱模后即为AC-13沥青混凝土。在0.9-6GHz的微波频率下,测得该沥青混凝土电磁波反射率为-8.1dB。
该材料马歇尔稳定度7.7kN,其他技术指标均符合道路沥青混凝土质量要求。在室温下,将该材料置于输出功率为1KW、频率为2.45GHz微波炉内加热40秒,温度上升39℃。而不加磁性物质和碳化硅的沥青混凝土,加热同样时间,温度上升不到3℃。
Claims (4)
1.一种吸收微波的沥青混凝土路面材料组合物,其特征是通过在传统的道路沥青混凝土制备过程中,添加磁性粉用于全部或部分替代传统沥青混凝土原料中的石灰质矿粉;采用磁性砂或碳化硅砂部分取代传统沥青混凝土原料中的天然集料,其中磁性粉重量占沥青混凝土组合物总重量的3-15%;磁性砂或碳化硅砂重量占沥青混凝土组合物总重量的2-50%;沥青重量占沥青混凝土组合物总重量的5-10%;石灰质矿粉重量占沥青混凝土组合物总重量的0-5%;天然集料重量占沥青混凝土组合物总重量的20-90%,最终获得具有微波吸收性能的沥青混凝土路面材料。
2.根据权利要求1所述的一种吸收微波的沥青混凝土路面材料组合物,其特征在于所述的磁性粉为铁氧体粉和金属铁粉,其中铁氧体粉为人工合成磁性铁氧体粉或天然磁性铁氧体矿粉;金属铁粉为普通金属铁粉或羰基铁粉。
3.根据权利要求1所述的一种吸收微波的沥青混凝土路面材料组合物,其特征在于所述的磁性砂为天然磁铁矿砂或人工铁氧体砂;碳化硅砂为人工合成的绿色或黑色碳化硅。
4.根据权利要求1所述的一种吸收微波的沥青混凝土路面材料组合物,其特征在于所述组合物的微波频率为0.9-6GHz范围内,在室温25℃以下,组合物的厚度为3厘米时,其微波反射率低于-5dB。
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