CN102815893A - 一种具有除冰雪功能的沥青混合料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有除冰雪功能的沥青混合料及其制备方法，将石子25％～35％、砂子50％～60％、磨细矿粉2.0％～3.0％、道路石油沥青5.0％～7.5％、改性剂0.3％～0.4％、混合导电填料2.0％～3.5％经过高温拌和制备出具有除冰雪功能的沥青混合料。在沥青混合料中添加的改性剂和混合导电填料，除可以大幅提高沥青路面耐热，耐寒，抗水性能之外，使其具有导电性能，满足沥青混合料路面能加温除冰雪以及自我诊断的功能。所述的改性剂为高分子聚合物，由多种树脂共聚物经过一定工艺合成，可以提高沥青路面的高温性能，抗车辙能力和防水抗低温能力，延长路面的使用寿命。

Description

一种具有除冰雪功能的沥青混合料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种沥青混合料，特别是涉及一种直投沥青混合料性改性剂的具有除冰雪功能的沥青混合料。
背景技术
随着水泥混合料路面所占比例的减少，沥青路面已占有绝对优势。沥青混合料路面具有无接缝、表面平整性好、行车和飞机滑行平稳、舒适性强、对车辆、飞机振动影响小等优点，而且施工机械化程度高、进度快、质量好、维护简单，因此，沥青混合料路面越来越受到重视，沥青混合料越来越广泛地被用来修建高速公路、桥面铺装和飞机跑道。
沥青混合料在高速公路、桥面铺装、机场跑道建设其及维修中将日益受重视，而除雪化冰的问题是道路、机场安全部门需重点解决的难题之一。目前世界各国采用的除雪化冰方法有清除法和融化法，最常见的是撒盐融化法，利用盐与水的作用降低水的冰点，使积雪自动融化。该法具有材料来源广泛、价格便宜、化冰雪效果好等特点，因而得到了普遍应用。但是撒盐法也给路面结构和环境带来了许多负面效应，其主要表现为钢筋纤维锈蚀，路面剥落破坏等。不少国家因使用除冰盐而造成了道路和桥梁的严重破坏，不得不花费巨额资金进行修复，经济损失巨大。
通过掺入适量的导电相材料，改善沥青混合料的电学性能，可获得多功能的沥青混合料，对沥青路面冬季融雪化冰、路面损坏检测等产生深远的影响。掺入适量导电相材料的沥青混合料的应用，既能发挥沥青道面的优点，又能安全、简单、快捷地解决除雪化冰问题，可谓一举两得。在寒冷季节，可利用有除冰雪功能的沥青混合料良好的导电性能进行沥青道面的除雪化冰，其工作机理为：当与外部电源接通后，由于电能转化为热能，具有导电功能的沥青混合料产生足够的热量，使沥青道面温度升高到0℃以上，使沥青道面无积雪、不结冰。与使用除冰盐相比，具有导电功能的沥青混合料融雪化冰所用的能源是电能，操作方法简便，满足环保要求。
此外在具有导电功能的沥青混合料中加入改性剂后，将会很好地解决沥青道面的低温抗裂，和抗车辙性能，可以在低温状态下使用，使其低温开裂问题得以较好的解决。使用具有导电功能的沥青混合料，利用沥青混合料电阻率与应力、应变、温度的关系，有望实沥青道面内部结构缺陷的自我诊断，这对于提高沥青路面，特别是机场沥青混合料道面的耐久性，建立道路智能诊断系统将具有重要意义。建立自我监控的沥青道面，达到以预防为主的目的。
发明内容
本发明的目的在于研究出一种具有除冰雪功能的沥青混合料，在沥青混合料中添加的改性剂和混合导电填料，除可以大幅提高沥青路面耐热，耐寒，抗水性能之外，使其具有导电性能，满足沥青混合料路面能加温除冰雪以及自我诊断的功能。
实现本发明目的的技术方案是由下述的原料及其重量百分数比制成：
Figure BSA00000773311800011
所述各组分之和为100％。
所述的石子为碎石、卵石及碎卵石、浮石、煤渣、矿渣等，粒径为4.75～2.36mm；砂子为天然砂如河砂、山砂及海砂等，粒径为＜2.36mm，石子和砂子占有沥青混合料的80％以上，对沥青混合料的路用性能起决定作用；磨细矿粉一般是碱性石料如石灰岩磨细的粉料，最为优的是含CaO 30-42％，SiO2 35-38％，Al2O3 10-18％，MgO 5-14％等，磨细矿粉对沥青混合料起到加劲作用，降低沥青的流动性，增加其粘度，其对混合料的稳定性和抗车辙能力有很大的关系；道路石油沥青为重交通道路沥青AH-90，其主要指标：针入度(25℃，100g，5s)为83dmm，延伸度(15℃，5cm/min)为167.3cm，软化点45.1℃；改性剂为高分子聚合物，由多种树脂共聚物经过一定工艺合成，可以提高沥青路面的高温性能，抗车辙能力和防水抗低温能力，延长路面的使用寿命，如深圳市科中大交通建材有限公司生产的KZD-I；混合导电填料由95％结晶石墨和5％碳纤维或金属纤维组成，最为优的是结晶石墨具有较高的导电率，其粒径小于0.075mm，密度为2.1-2.3g/cm3，可作为填充材料，碳纤维的单丝直径为10-14μm，长度为4-7mm，密度是1.75g/cm3，结晶石墨具有较高的导电率，碳纤维对沥青混合料既具有良好的加筋、增强作用，又具有良好的导电性能和相容性，两者结合是一种理想导电相材料。
本发明所述的一种具有除冰雪功能的沥青混合料的制备方法，如下：
步骤1：将石子和砂子加热到150～170℃，再加入磨细矿粉拌和不少于30秒钟。
步骤2：将道路石油沥青加热至140～160℃，加入混合导电填料拌和均匀，拌和不少于60秒钟。
步骤3：将步骤2与步骤1的物料均匀混合，拌和不少于30秒钟。
步骤4：加入改性剂，温拌和不少于120秒钟，温度控制在160～170℃。
步骤5：储存。
得到一种具有除冰雪功能的沥青混合料。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
1、将30％石子和58％砂子拌和30秒，并加热到150～170℃，再加入2.5％磨细矿粉拌和40秒使集料和磨细矿粉混合均匀。
2、将6.5％道路石油沥青加热至140～160℃，然后加入2.7％混合导电填料拌和90秒，使95％结晶石墨和5％碳纤维混合分散在道路石油沥青中。
3、将步骤2与步骤1的物料均匀混合，拌和不少于30秒钟。
4、加入0.3％的沥青混合料改性剂，温拌和120秒，温度控制在160～170℃。
5、储存。
得到一种具有除冰雪功能的沥青混合料。
实施例2
1、将32％石子和55％砂子拌和30秒，并加热到150～170℃，再加入2.0％磨细矿粉拌和40秒使集料和磨细矿粉混合均匀。
2、将7.1％道路石油沥青加热至140～160℃，然后加入3.5％混合导电填料拌和90秒，使95％结晶石墨和5％碳纤维混合分散在道路石油沥青中。
3、将步骤2与步骤1的物料均匀混合，拌和不少于30秒钟。
4、加入0.4％改性剂，温拌和不少于120秒钟，温度控制在160～170℃。
5、储存。
得到一种具有除冰雪功能的沥青混合料。
以上实施例是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于发明型的保护范围。

Claims (7)

1.一种具有除冰雪功能的沥青混合料及其制备方法，是由下述的原料及其重量百分数比制成：
Figure FSA00000773311700011
所述各组分之和为100％。
2.一种具有除冰雪功能的沥青混合料特征是：所述的石子为碎石、卵石及碎卵石、浮石、煤渣、矿渣等，粒径为4.75～2.36mm；砂子为天然砂如河砂、山砂及海砂等，粒径为＜2.36mm。
3.一种具有除冰雪功能的沥青混合料特征是：所述的磨细矿粉一般是碱性石料如石灰岩磨细的粉料，最为优的是含CaO 30-42％，SiO2 35-38％，Al2O3 10-18％，MgO 5-14％等。矿粉对沥青混合料起到加劲作用，降低沥青的流动性，增加其粘度，其对混合料的稳定性和抗车辙能力有很大的关系。
4.一种具有除冰雪功能的沥青混合料特征是：所述的道路石油沥青为重交通道路沥青AH-90，其主要指标：针入度(25℃，100g，5s)为83dmm，延伸度(15℃，5cm/min)为167.3cm，软化点45.1℃。
5.一种具有除冰雪功能的沥青混合料特征是：所述的改性剂为高分子聚合物，由多种树脂共聚物经过一定工艺合成，可以提高沥青路面的高温性能，抗车辙能力和防水抗低温能力，延长路面的使用寿命。
6.一种具有除冰雪功能的沥青混合料特征是：所述的混合导电填料由95％结晶石墨和5％碳纤维或金属纤维组成，最为优的是结晶石墨具有较高的导电率，其粒径小于0.075mm，密度为2.1-2.3g/cm3，可作为填充材料，碳纤维的单丝直径为10-14μm，长度为4-7mm，密度是1.75g/cm3。
7.本发明还提供一种具有除冰雪功能的沥青混合料的制备方法，其特征在于：a)将集料加热到150～170℃，再加入矿粉拌和不少于30秒钟；b)将道路石油沥青加热至140～160℃，加入混合导电填料拌和均匀，拌和不少于60秒钟；c)将步骤2与步骤1的物料均匀混合，拌和不少于30秒钟；d)加入改性剂，温拌和不少于120秒钟，温度控制在160～170℃；e)储存；得到新型改性导电沥青混合料。 
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